超硬合金の硬度・耐摩耗性・熱特性を比較！材質選定のポイント

超硬合金は、切削工具やプレス金型、耐摩耗部品などで幅広く使われる高性能材料です。その優れた「硬度」「耐摩耗性」「熱特性」は、加工効率や製品寿命を左右する重要な要素です。今日は、超硬合金の基礎知識から特性比較、そして材質選定のポイントまで、現場で役立つ情報を詳しく解説します。

超硬合金とは？基本特性を理解しよう

超硬合金とは、主にタングステンカーバイド（WC）を硬質粒子として用い、コバルト（Co）を結合材として粉末冶金法で焼結した複合材料です。金属の靭性とセラミックの硬度を兼ね備えた特性が特徴で、高硬度・高耐摩耗性・耐熱性を求められる分野で活躍しています。

この焼結プロセスにより、緻密で欠陥の少ない構造が得られ、機械的特性が大幅に向上します。

超硬合金は非常に高い硬度を持ちます。主な硬度指標は以下の通りです。

これは一般的な工具鋼（HRC 60前後）よりもはるかに高い値であり、セラミックやダイヤモンドに次ぐ硬さを誇ります。

表タイトル：主要材料の硬度比較表（HRA・HV値）

摩耗は超硬合金の寿命を左右する大きな要因です。主な摩耗形態には以下があります。

これらは使用環境により発生の仕方が異なり、適切な材質選定とコーティングで大きく改善可能です。

超硬合金は熱伝導率が高く、切削熱を効率的に逃がせるため、工具の焼き付きや熱割れを防ぎます。熱伝導率は20〜100 W/m・K程度で、組成や粒径によって変動します。

TiN、TiAlN、AlCrNなどのコーティングを施すことで、摩耗・酸化・熱影響を抑え、性能をさらに引き上げられます。

超硬合金の性能は「硬度」「耐摩耗性」「熱特性」のバランスで決まります。

適切な粒径・コバルト量・コーティングを選定することで、用途に最適な超硬合金を導き出すことができます。