一般に炭化タングステン球として知られる超硬合金球は、炭化タングステン（WC）や炭化チタン（TiC）などのミクロンサイズの金属炭化物粉末をコバルト、ニッケル、モリブデンなどの結合剤とともに粉末冶金によって焼結して作られた球状材料製品です。{0}超硬球は、主に粉末冶金を使用して炭化タングステン (WC) と結合剤 (コバルト (Co) やニッケル (Ni) など) で作られており、二相複合材料となっています。-。
硬質相である炭化タングステン (WC) は通常、全体積の 70% ～ 97% を占め、非常に高い硬度、耐摩耗性、熱安定性を実現します。結合相であるコバルト (Co) は、通常、全体積の 3% ～ 30% を占めます。焼結中に炭化タングステン粒子を溶かしてカプセル化し、バインダーとして機能し、材料の靭性と耐衝撃性を大幅に向上させます。コバルト-ベースのバインダーは強度を向上させ、ニッケル-ベースのバインダーは耐食性を高めます。一般用途ではコバルト含有量が6%～12%のグレードがよく使用されます。
超硬合金球の典型的な微細構造は、二相複合構造です。-焼結中、溶融した結合相は液相を形成し、これが溶解-再沈殿機構を通じて炭化タングステン粒子をしっかりと密集させます。最終的な固化の際、結合相は炭化タングステン粒子をカプセル化して連続薄膜に強固に結合し、粒子は主にこの結合剤膜によって結合されます。
組成比は超硬ボールの性能に直接影響します。バインダー中のコバルト含有量が低いほど、硬度と耐摩耗性は高くなりますが、靱性は低くなります。バインダー含有量が高くなると靭性は向上しますが、それに応じて硬度と耐摩耗性は低下します。したがって、バインダー比率を調整することで、超硬ボールの性能をさまざまな用途に合わせてカスタマイズできます。硬度、靱性、耐食性は、さまざまな用途の要件に合わせてバインダーの含有量や添加剤を調整することで制御できます。
特定の特性を最適化するために、材料の高温硬度や耐酸化性を向上させるために、炭化チタン (TiC)、炭化タンタル (TaC)、炭化ニオブ (NbC) などの添加剤が少量加えられることがあります。{0}
