JP2001179155A - 塗付装置用超硬合金製塗付工具部品およびその被覆超硬合金製塗付工具部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】鋼製塗付または超硬合金製塗付の工具部品は、
塗付液中の脂肪酸、極圧添加剤、防錆剤などによる腐食
摩耗と、塗付液中の磁性粉末、硬質セラミックス粉末な
どによるアブレーション摩耗および摩擦摩耗とにより、
塗付工具の塗付液排出口部分のエッジ損傷が激しくな
る。 【解決手段】塗付工具部品の少なくとも塗付先端部が超
硬合金からなり、該超硬合金は、炭化タングステンまた
は炭化タングステンと周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族の
炭化物，炭窒化物およびこれらの相互固溶体から選ばれ
た少なくとも１種の立方晶構造化合物とでなる硬質相８
２〜９８重量％と、コバルトおよび／またはニッケルに
固溶体元素が固溶された結合相２〜１８重量％とを含有
しており、該固溶元素は、Ｃｒ−Ｖ，Ｃｒ−Ｃ，Ｖ−
Ｃ，もしくはＣｒ−Ｖ−Ｃを必須元素として含有し、か
つ該必須元素の合計含有量が該結合相に対し１〜１５重
量％である塗付装置用超硬合金製塗付工具部品である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として固体粉末
を含有した液体を噴射するための装置に使用されるノズ
ルまたはダイに代表される塗付装置用超硬合金製塗付工
具部品、その被覆超硬合金製塗付工具部品に関し、具体
的には、プラスチック，紙，金属箔，金属板，ガラスな
どの支持体に代表される被塗付物体の表面に、無機物質
と有機物質との混在した液状物質でなる塗付液を塗付す
るための塗付装置に設置されて、塗付液が排出されるダ
イコーター，コーターダイ，リップコーター，ドクター
エッジと呼称されている塗付工具部品に代表される超硬
合金製塗付工具部品に関するものである。特に本発明
は、紙またはプラスチックなどのフイルム，デイスク，
シート，テープ，ドラム状の被塗付物体の表面に、フエ
ライトなどの磁性粒子を含む溶液，ハロゲン化銀などの
写真感光材の粒子を含む溶液，コピー紙などの紙の表面
に被覆される溶液に代表される塗付液を塗付し、塗付膜
を形成するための装置に具備され、塗付膜が塗付される
ような構造に形成されてなる塗付装置用超硬合金製塗付
工具部品、その被覆超硬合金製塗付工具部品に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から被塗付物体の表面に感熱性膜、
導電性膜、低反射導電膜、紫外線防止膜、電磁波防止
膜、保護膜または磁性膜に代表される各種の被膜を被覆
することが行われている。これらの中でも、ビデオ用，
オーディオ用のフイルム，デイスク，シート，テープ，
ドラムに代表される磁気記録媒体は、ロールコート，グ
ラビアコート，ロールドクターコート，エクストルージ
ョンコート，スライドビートコートに代表される各種方
式でなる塗付装置により、プラスチックなどの被塗付物
体の表面に磁性体粒子を含む塗付膜を塗付することが行
われている。これらの塗付装置に設置されて、塗付膜と
なるための塗付液が加圧噴射などにより流出されるよう
な構造に形成された塗付工具部品がある。

【０００３】これらの塗付工具部品のうち、主として塗
付先端部により、塗付液の流出量を調整および制御しな
がら、連続的に走行する被塗付物体に塗付液を均一な厚
さで塗付させる塗付工具部品がある。この塗付工具部品
の塗付先端部は、形状精度，面精度，刃こぼれのないシ
ャープエッジが要求されると同時に、塗付液中の無機物
質でなる硬質分散粒子による摩擦摩耗と樹脂，溶媒など
の各種添加剤による腐食が著しいため、耐摩耗性，化学
的腐食（主としてコロージョン状の腐蝕）や電気的腐食
（主としてエロージョン状の腐蝕）に対する耐腐食性，
潤滑性の向上が望まれている。

【０００４】そこで近年では、塗付先端部に超硬合金を
使用すること、またはそれに関連した提案が行われてい
る。しかしながら、従来の超硬合金を塗付先端部に採用
した場合においても、開発当初に対して高速塗付化への
移行と、樹脂，溶媒などの各種添加剤および硬質分散粒
子の変遷がなされてきていること、さらには塗付膜を積
層に被覆するという塗付膜の構成や装置の変遷に伴っ
て、複数のスリットを有する構成、または一工程で複数
の塗付工具部品が使用される構成になってきていること
から、耐摩耗性，耐腐食性とも満足できなく、短寿命で
あるという問題がある。これらの問題を改善しようとし
て提案されている代表的なものに、特開昭５７ー８４７
７１号公報，特開平２ー２６５６７３号公報，特開平２
ー２６５６７４号公報および特開平６ー１１４３１６号
公報がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】塗付工具部品に超硬合
金を適用した先行技術のうち、特開昭５７ー８４７７１
号公報には、ロックウェルＡスケールで８８以上の硬さ
を有する超硬合金をドクターエッジ（塗付先端部に相当
する部分）でなる塗付工具部品を具備した塗付装置が開
示されている。また、特開平２ー２６５６７４号公報に
は、Ｃｏ含有量が１５重量％以下で、硬さが８３ＨＲＡ
〜８９ＨＲＡである超硬合金をドクターエッジとする塗
付工具部品を具備した塗付装置が開示されている。これ
ら両公報に開示の超硬合金を塗付先端部に使用すると、
従来の鋼製塗付先端部に対比して耐摩耗性および耐腐食
性が改善されるものの、塗付速度，塗付液の変遷による
影響と、特に塗付液中に磁性体粒子、硬質セラミックス
粒子、ダイヤモンド状カーボン粒子などの高硬質物質を
含有している場合には、塗付先端部から塗付液が流出さ
れるときに、塗付液中の高硬質物質によるアブレーショ
ン摩耗と脂肪酸や硫黄含有有機物などによる腐食摩耗と
により、塗付先端部に微小損傷が生じ、その結果被塗付
物体に被覆される塗付膜表面の平滑度が低下し、実用不
可能になるという問題がある。

【０００６】本発明の先行技術として挙げた特開平２ー
２６５６７３号公報には、平均粒径１．５μｍ以下のＷ
ＣとＣｏからなる超硬合金、またはこれらに必要に応じ
て平均粒径５μｍ以下のＴｉ，Ｔａ，Ｎｂの炭化物が添
加された超硬合金製のドクターエッジを具備した塗付装
置について開示されている。同公報に開示の超硬合金
は、面精度，刃立性などの点で良好なものの、耐腐食性
が満足されず、かつ上述と同様に被塗付物体や塗付液と
の滑り性（潤滑性）が劣り、短寿命になるという問題が
ある。さらに、特開平６ー１１４３１６号公報には、Ｗ
Ｃに対し０．５〜１．０％のＣｒを含有させたＣｏ結合
相でなる超硬合金のドクターエッジを具備した塗付装置
が開示されている。同公報に開示の耐腐食性の超硬合金
は、ＣｏにＣｒを含有させた結合相により耐腐食性が改
善されているものの、腐食と摩擦摩耗およびアブレーシ
ョン摩耗との相乗作用から短寿命になること、安定した
品質が得られ難く、かつ安定した寿命が得られないとい
う問題がある。

【０００７】本発明は、上述のような問題点を解決した
もので、具体的には、硬質相と結合相とでなる超硬合金
における結合相中に最適な固溶元素を固溶させ、かつ炭
化タングステンの粒度分布を均一にし、炭化タングステ
ンと結合相とを均一分散および均一混在させて、結合相
分布のむらをなくすことにより、強度、硬さ、靱性、耐
摩耗性、潤滑性を高め、かつ耐衝撃性、耐微小欠損性を
向上させるとともに、主として固溶元素の固溶した結合
相により塗付液による化学的腐食や電気的腐食に対する
耐腐食性，耐摩耗性および潤滑性を大幅に向上させて、
被塗付物体上に形成される塗付膜表面の面粗さを高め、
塗付膜表面に生じるスジ状の欠陥を極力抑制し、長寿命
を達成させた塗付装置用超硬合金製塗付工具部品，その
被覆超硬合金製塗付工具部品の提供を目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、塗付装置
に具備される超硬合金製塗付工具部品について、寿命延
長を検討していたところ、塗付装置用塗付工具部品に炭
化タングステンを主成分とする硬質相と結合相とでなる
超硬合金を使用した場合に、結合相と硬質相との分布状
態および結合相の組成成分により寿命が大きく影響する
こと、特に耐微小欠損性を高めるために炭化タングステ
ンの粒径を調整し、かつその粒度分布を均一とし、硬質
相と結合相とを均一分散および均一混在させて、結合相
中に特定の固溶元素を固溶させると、硬質相と結合相と
の分布むらがなくなること、塗付液中の樹脂や有機溶液
などに対する耐腐食性が向上すること、これらの相乗効
果により強度、硬さ、靱性、耐摩耗性、潤滑性を高める
ことができて、その目的が達成されるという知見を得
て、本発明を完成するに至ったものである。

【０００９】このようにして完成した、本発明の塗付装
置用超硬合金製塗付工具は、塗付装置に具備されて被塗
付物体の表面に塗付膜が塗付されるように設計された塗
付工具部品であり、該塗付工具部品が該塗付膜を塗付さ
せるための塗付先端部を備えており、該塗付工具部品の
少なくとも該塗付先端部が超硬合金からなり、該超硬合
金が炭化タングステンまたは炭化タングステンと周期律
表の４ａ，５ａ，６ａ族の炭化物およびこれらの相互固
溶体から選ばれた少なくとも１種の立方晶構造化合物と
でなる硬質相８４〜９８重量％と、コバルトおよび／ま
たはニッケルに固溶体元素が固溶された結合相２〜１８
重量％とを含有しており、該固溶元素は、Ｃｒ−Ｖ，Ｃ
ｒ−Ｃ，Ｖ−Ｃ，もしくはＣｒ−Ｖ−Ｃを必須元素とし
て含有し、かつ該必須元素の合計含有量が該結合相に対
し１〜１５重量％でなるものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の塗付工具部品が設置され
る塗付装置は、ブラウン管パネルなどのガラス表面を塗
付するための塗付装置、オーデイオ装置、ビデオ装置、
コンピュータ装置などに付随する磁気記録に用いられる
フイルム，デイスク，シート，テープ，ドラムなどの表
面に磁性膜が被覆されてなる磁気記録媒体を作製するた
めの塗付装置，またはファクス用紙，コピ用紙、写真フ
イルムなどの表面を塗付するための塗付装置などであ
り、無機物質と有機物質とを含有する塗付液が塗付され
る装置ならば特に制限されるものではなく、具体的に
は、前述したロールコート，グラビアコート，ロールド
クターコート，エクストルージョンコート，またはスラ
イドビートコートに代表される各種方式でなる塗付装置
を挙げることができる。

【００１１】この塗付装置に具備される本発明の塗付工
具部品は、少なくとも塗付先端部を備えており、この塗
付先端部の形状としては塗付液が流出される状態に形成
されておればよく、具体的には塗付液の流出する側の端
面に孔状の流出口が少なくとも１個形成されて、噴霧状
に塗付液を流出させることが可能になっている場合、ま
たは同端面にスリット状の流出口が形成されて、線状〜
面状に塗付液を流出させることが可能になっている場合
を代表例として挙げることができる。このうち、塗付先
端部は、塗付液の流出する側の端面にスリット状の塗付
液流出口が形成されていると、このスリット状の塗付液
流出口から流出された塗付液が一定速度で移動するフイ
ルム状の被塗付物体の表面に形成されて、塗付膜厚さや
膜面積の調整を容易にし、磁気記録媒体などのテープ状
の被塗付物体の作製を容易にすることから好ましいこと
である。磁気記録媒体を作製するための塗付装置に具備
される塗付工具部品の場合には、このスリット状の塗付
液流出口は、目的とする被膜厚さにより調整する必要が
あり、特に、10μｍ〜１ｍｍのスリット幅であることが
好ましいことである。

【００１２】この超硬合金は、実質的には結合相と硬質
相とで構成されており、このうち結合相は、実質的には
Ｃｏおよび／またはＮｉの成分に固溶元素が含有されて
いるものである。この固溶元素は、Ｃｒ−Ｖ（ＣｒとＶ
の両元素を含有すること、以下同様），Ｃｒ−Ｃ，Ｖ−
Ｃ，もしくはＣｒ−Ｖ−Ｃを必須元素とし、その他、Ｍ
ｏ元素や硬質相を形成するＷ元素が固溶される場合もあ
る。具体的には、結合相は、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｖ，Ｃｏ−Ｃ
ｒ−Ｃ，Ｃｏ−Ｖ−Ｃ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ｖ，Ｎｉ−Ｃｒ−
Ｃ，Ｎｉ−Ｖ−Ｃ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ｖ−Ｃ，Ｃｏ−Ｎｉ−
Ｃｒ−Ｖ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｖ−
Ｃ，もしくはＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｖ−Ｃからなる場合で
あり、その他，これらにＭｏ，Ｗ元素が固溶元素として
含有している場合を挙げることができる。

【００１３】これらの結合相中に固溶する固溶元素は、
結合相に対して１５重量％以下含有していることであ
り、特にＣｒとＣの合計固溶元素量もしくはＣｒとＶと
Ｃとの合計固溶元素量が結合相に対して2〜１３．５重
量％含有していると、超硬合金中の硬質相の粒子成長抑
制効果が高く、かつ合金特性としての耐腐食摩耗性、耐
摩擦摩耗性が特にすぐれることから好ましいことであ
る。この結合相量は、合金全体に対して２重量％未満に
なると、強度・靱性が低下して研削加工が困難となり、
また巣孔残留による硬さの低下と加工面精度の劣化を引
起こし、逆に１８重量％を超え多くなると硬さ低下によ
る耐摩耗性劣化が顕著となるために、２〜１８重量％と
定めたものある。この結合相量は、耐アブレーション摩
耗性、耐腐食摩耗性、耐摩擦摩耗性、およびエッジの耐
微小損傷性，耐微小欠損性から、特に、超硬合金全体に
対し３〜１６重量％含有していることが好ましいことで
ある。

【００１４】この結合相の他に、本発明の塗付工具部品
としての超硬合金を構成している硬質相は、実質的に炭
化タングステンのみからなる場合、または主成分の炭化
タングステンと、その他周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族
金属の炭化物、窒化物、炭酸化物、窒酸化物およびこれ
らの相互固溶体の中の少なくとも１種の立方晶構造化合
物とでなる硬質相からなる場合を挙げることができる。
これらのうち、実質的に炭化タングステンのみからなる
硬質相の場合には、靱性および強度にすぐれることから
好ましく、硬質相に対して炭化タングステンを９８重量
％以上と、周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化
物、窒化物、炭酸化物、窒酸化物およびこれらの相互固
溶体の中の少なくとも１種の立方晶構造化合物とでなる
硬質相からなる場合には、炭化タングステンの粒径調整
が一層容易になること、硬度および耐摩耗性を高める傾
向になることから好ましいことである。

【００１５】これらの硬質相のうち、立方晶構造化合物
の硬質相は、結晶学的に立方晶構造からなる化合物であ
り、具体的には、例えばＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、Ｔａ
Ｃ、ＮｂＣ、ＶＣ、（Ｗ，Ｔｉ）Ｃ、（Ｗ，Ｃｒ）Ｃ、
（Ｗ，Ｃｒ，Ｔｉ）Ｃ，（Ｗ，Ｔｉ，Ｔａ）Ｃ、（Ｗ，
Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ）Ｃ、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）、Ｚｒ（Ｃ，
Ｎ）、（Ｗ，Ｔｉ）（Ｃ，Ｎ）、（Ｗ，Ｔｉ，Ｔａ）
（Ｃ，Ｏ）、（Ｗ，Ｔｉ，Ｔａ）（Ｎ，Ｏ）、（Ｗ，Ｔ
ｉ，Ｔａ）（Ｃ，Ｎ，Ｏ）の中の少なくとも１種を含有
する場合を代表例として挙げることができる。この立方
晶構造化合物は、超硬合金の強度を低下させる傾向にな
り、それを抑制させるために１μｍ以下の平均粒径にす
ることが好ましく、できるだけ均一な粒径とし、かつ均
一に分散している場合には強度および靱性にすぐれるこ
とから好ましいことである。この立方晶構造化合物は、
化学量論組成物または非化学量論組成物でなる場合でも
問題ないものである。

【００１６】硬質相の主成分として存在する炭化タング
ステンは、平均粒径が１．５μｍ以下、好ましくは平均
粒径が１．０μｍ以下でなり、かつ９０％以上が平均粒
径±０．５μｍの範囲にあり、その他平均粒径＋１μｍ
の粒径が炭化タングステン全体に対し５％以下でなる
と、塗付先端部の表面精度および刃立性などを向上させ
る効果を有することから好ましいことである。

【００１７】以上のような組成成分で構成されている超
硬合金からなる本発明の塗付工具部品を基材とし、この
基材の表面に基材よりも高硬度な硬質膜を、１〜２０μ
ｍの膜厚さ，特に３〜１０μｍ膜厚さに被覆されている
と、さらに耐摩擦摩耗性，耐腐蝕摩耗性がすぐれるよう
になり、寿命が向上することから好ましいことである。
このときの硬質膜は、具体的には、例えば周期律表の４
ａ，５ａ，６ａ族元素，Ｓｉ，Ａｌの炭化物、窒化物、
酸化物およびこれらの相互固溶体，ならびにダイヤモン
ド、ダイヤモンド状カーボン、立方晶窒化硼素、硬質窒
化硼素、これらの混合物の中から選ばれた１種の単層、
もしくは２種以上の積層でなる場合を挙げることができ
る。

【００１８】また、これらの硬質膜の好ましい形態は、
具体的には、ＴｉＣ，ＴｉＮ，ＴｉＣＮ，ＴｉＣＯ，Ｔ
ｉＮＯ，ＴｉＣＮＯ，（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ，（Ｔｉ，Ａ
ｌ）ＣＮ，（Ｔｉ，Ａｌ）ＮＯ，（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＯ，
（Ｔｉ，Ａｌ）ＣＮＯ，酸化アルミニウム，ダイヤモン
ド，ダイヤモンド状カーボン，これらの混合物の中から
選ばれた１種の単層、もしくは２種以上の積層でなる場
合を挙げることができる。このような硬質膜の形態にす
ると、緻密な硬質膜を得ることが容易であること、フェ
ライトなどの磁性粒子に対する耐摩擦摩耗性にすぐれて
いること、樹脂を含む有機物質に対する耐腐蝕摩耗性に
すぐれることから、好ましいことである。

【００１９】さらに、これらの硬質膜中に、コバルト元
素および／またはニッケル元素が含有されている場合に
は、硬質膜自体の強度が向上すること、硬質膜自体の緻
密性が向上すること、上述の硬質膜特性が一層向上する
こと、および品質上の安定性から、特に好ましいことで
ある。このときのコバルト元素および／またはニッケル
元素は、基材を構成している結合相が拡散されて含有す
る場合でもよく、その他硬質膜を作製する場合に含有さ
せることも好ましいことである。その他の構成として
は、これらの硬質膜と基材との間に、例えばＳｉ，Ｔｉ
の金属，その合金，Ｔｉ−Ｎｉ，Ｔｉ−Ａｌ，Ｔｉ−Ｎ
ｉ−Ａｌの金属間化合物｛Ｔｉ₃Ｎｉ，ＴｉＮｉ，Ｔｉ
Ｎｉ₃，ＴｉＡｌ₃，ＴｉＡｌ，Ｔｉ₃Ａｌ，（Ｔｉ，Ｎ
ｉ）Ａｌ₃，（Ｔｉ，Ｎｉ）₃Ａｌまたは（Ｔｉ，Ｎｉ）
Ａｌ｝などから選ばれた１種の単層もしくは２種以上の
積層でなる下地層が介在している場合、例えばダイヤモ
ンドの硬質膜などの場合には、両者間の密着性が向上す
ること、硬質膜の耐剥離性を高めることができることか
ら、好ましいことである。これらの硬質膜は、化学量論
組成物、または非化学量論組成物からなる場合がある
が、問題ないことである。

【００２０】本発明の塗付工具部品は、形状的には、特
に制限を受けることなく、上述の組成成分の超硬合金に
より作製するか，もしくはこの超硬合金を基材とし、こ
の基材の表面に上述の硬質膜を被覆した被覆超硬合金に
より作製すればよいことである。特に、硬質膜を被覆し
た塗付工具部品は、硬質膜が部分的に被覆されている形
状にすること、具体的には、塗付液の接触する部分、お
よび被塗付物体との接触可能性部分に被覆することが好
ましいことである。本発明の塗付工具部品における形状
は、具体的には、ダイコーター用の塗付先端部としての
代表例として、図１，図２および図３を示すことができ
る。この図１は、本発明の塗付工具部品として例示した
概略的斜視図であり、図２は、図１の塗付先端部のスロ
ット幅に対し、平行方向からの概略の断面図である。図
３は、図２の変形例として示した概略の断面図である。
これらの図１，図２および図３における符号１は、塗付
先端部であり、符号２は、塗付液が押出されるスロット
部（排出口）であり、符号３は、塗付液を溜めておくポ
ケット部である。さらに、これらの図１〜３は、排出口
部分を超硬合金製とし、その他の母体部分を鋼製とし、
これら両者を接合する構造にすることも、コスト面から
好ましいことである。

【００２１】本発明の塗付工具部品は、超硬合金により
作製する場合には、以下の実施試験で詳述するように市
販の各出発原料粉末を用いて従来からの粉末冶金法を応
用して作製することができる。製造方法上の重要点は、
具体的には、まず、できるだけ微細で均一な粒度分布を
有する炭化タングステン粉末を出発原料として用いるこ
と、その他の出発原料粉末も同様な傾向とし、かつ不可
避不純物の少ない出発原料粉末を選定する。次に、製造
工程における重要点は、配合組成においては、低炭素領
域とすること、混合工程においては、混合粉砕を強化す
るとともに混合中の不純物の混入を避けること、焼結工
程においては焼結温度をできるだけ低温にすることなど
を挙げることができる。また、このようにして作製した
超硬合金を基材として、この基材の表面に硬質膜を被覆
させるには、従来から行われている化学蒸着法（ＣＶＤ
法），物理蒸着法（ＰＶＤ法）もしくはプラズマＣＶＤ
法の中の１種以上の方法により行うことができる。

【００２２】

【作用】本発明の塗付工具部品は、超硬合金を構成して
いる結合相の含有量と、この結合相に固溶される固溶元
素により、合金中の炭化タングステンの粒径および粒度
分布が均一に保持される作用となっているとともに、こ
の結合相と硬質相により、耐磨耗性、耐微小損傷性、耐
微小欠損性、耐腐食性を高める作用が生じ、特に耐腐食
摩耗性、耐摩擦摩耗性の向上作用となり、さらに合金の
表面精度が高められ易く、合金の刃立性および潤滑性を
向上するという間接的作用を有しているものである。ま
た、硬質膜が被覆された本発明の塗付工具部品は、硬質
膜により一層高硬度性，耐腐食性および潤滑性を高める
作用が付加されることになる。

【００２３】

【実施試験１】まず、出発原料粉末として、平均粒子径
が１．０μｍの炭化タングステン粉末と、平均粒子径が
１．２〜１．８μｍの範囲にあるＣｏ、Ｃｒ、Ｃｒ
₃Ｃ₂、ＶＣの各粉末を用いて、表１に示した本発明品１
〜１０用および比較品１〜４用の配合組成成分に秤量し
た。これらの配合粉末をそれぞれステンレス製ポットに
アセトン溶媒と超硬合金製ボールとともに装入し、７２
時間の混合粉砕後、乾燥して混合粉末を得た。これらの
混合粉末を金型に充填し、２ｔｏｎ／ｃｍ²の圧力によ
り、約直径１０ｍｍ×高さ３０ｍｍ形状と約１３ｍｍ×
１３ｍｍ×５ｍｍ形状の超硬合金が得られるように圧粉
成形体を作製し、この圧粉成形体をアルミナとカーボン
繊維からなるシート上に設置し、雰囲気圧力１０Ｐａの
真空中で、表１に併記した温度でもって１時間加熱保持
し、本発明品１〜１０および比較品１〜４の超硬合金を
得た。

【００２４】こうして得た本発明品１〜１０および比較
品１〜４の各超硬合金試料を＃２３０のダイヤモンド砥
石で湿式研削加工し、約直径１０ｍｍ×高さ３０ｍｍの
形状と約１３ｍｍ×１３ｍｍ×５ｍｍ形状の超硬合金に
作製した。これらの試料のうち、１３ｍｍ×１３ｍｍ×
５ｍｍ形状の超硬合金の各試料を用いて、ロックウエル
硬度計による硬さ（ＨＲＡ）を求めて、その結果を表２
に示した。

【００２５】また、同形状試料の１３ｍｍ×５ｍｍの一
端面をラップ鏡面仕上げ加工し、金属顕微鏡および走査
型電子顕微鏡にて組織観察した。その結果、本発明品１
〜１０は、平均粒径０．７〜０．９μｍの炭化タングス
テンが均一に分布しており、結合相の分散が良好であっ
たのに対し、比較品１は、巣孔が少々存在し、未焼結傾
向を示し、比較品２は、炭化タングステンが粒成長し、
不均一傾向にあり、比較品３は、合金組織にバラツキが
あり、抗折強度および破壊靱性値が本発明品５よりも約
１０〜２０％低く、その値もバラツキが大きい傾向にあ
り、比較品１〜４全体は、結合相の分散が悪く、結合相
のプールが観察された。

【００２６】次に、同形状の各試料を用いて簡易な耐腐
食性試験を行った。耐腐食性試験の方法は、記録媒体の
表面被膜を構成する磁性体被膜として、従来から実用さ
れている二硫化ジベンジル、ベンゾチアゾール、高級脂
肪酸および結合剤樹脂などを含有する溶液中に常温で３
０日間浸漬した後、光学顕微鏡により腐食の状態を観察
することにより行った。この耐腐食試験結果を表３に併
記した。このときの耐腐食試験の判定結果は、以下の符
号により表示した。｛表記符号と腐食状況は、◎：全く
腐食なし、○：僅かに腐食（やや曇有り）、△：腐食有
り（曇有り）、×：著しい腐食（色調変化有り）｝

【００２７】さらに、直径１０ｍｍ×高さ３０ｍｍ形状
の超硬合金試料の外周と一端面をラップ加工し、これら
をピンとして使用し、鋼板上にポリエチレンフタレート
製厚膜が被覆されたデイスクを用いて、ピンーデイスク
式摩擦摩耗試験機により記録媒体の被膜作製に相当する
簡易試験を行った。この簡易試験条件は、ピンとデイス
クとの間に１ｍｍのクリアランスを持たせて、このクリ
アランス中に常時、二硫化モリブデン粉末、アルミナ粉
末、フエライト粉末、二硫化ジベンジル、ベンゾチアゾ
ール、高級脂肪酸および結合剤樹脂などを含有する溶液
が存在する状態でピンをデイスク上で回転させて、７２
時間後のピンの端面部腐食および摩擦摩耗状態を観察
し、その結果を表３に併記した。このときのピンーデイ
スク試験結果は、以下の符号により表示した。｛表記符
号と損傷状況は、◎：全く損傷なし、○：僅かに損傷、
△：損傷有り、×：著しい損傷｝

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】

【実施試験２】実施試験１で使用した出発原料粉末と、
他に平均粒径１．５μｍのＮｉ粉末を用いて、表４に示
した本発明品１１〜１９用配合組成成分とし、その他製
造方法は、焼結温度のみ表４に併記した温度とした以外
は実施試験１とほぼ同様に行って、Ｃｏ−Ｎｉを含む結
合相により構成された本発明品１１〜１９を得た。こう
して得た本発明品１１〜１９を、実施試験１で行ったと
同様に調査し、その結果を表５および表６に示した。

【００３２】

【表４】

【００３３】

【表５】

【００３４】

【表６】

【００３５】

【実施試験３】実施試験１および２で使用した出発原料
粉末を用いて、表７に示した本発明品２０〜２７用配合
組成成分とし、その他製造方法は、焼結温度のみ表７に
併記した温度とした以外は実施試験１とほぼ同様に行っ
て、Ｎｉを含む結合相により構成された本発明品２０〜
２７を得た。こうして得た本発明品２０〜２７を、実施
試験１で行ったと同様に調査し、その結果を表８および
表９に示した。

【００３６】

【表７】

【００３７】

【表８】

【００３８】

【表９】

【００３９】

【実施試験４】実施試験１および２で使用した出発原料
粉末と、他に平均粒径１．０〜２．０μｍのＴａＣ、Ｔ
ｉＣ、ＮｂＣ、の各粉末を用いて、表１０に示した本発
明品２８〜３２用配合組成成分とし、混合粉砕を強化し
たことおよび焼結温度を表１０に併記の温度とした以外
は実施試験１とほぼ同様に行って、立方晶構造化合物
（平均粒径が０．７〜０．９μｍ）を含む硬質相により
構成された本発明品２８〜３２を得た。こうして得た本
発明品２８〜３２を、実施試験１で行ったと同様に調査
し、その結果を表１１および表１２に示した。

【００４０】

【表１０】

【００４１】

【表１１】

【００４２】

【表１２】

【００４３】

【実施試験５】実施試験１〜４により得た本発明品５、
１５、２４、２８および３２を基材とし、本発明品５の
基材表面に、窒化チタンの硬質膜を５μｍ膜厚さに被覆
して、これを本発明品３３とし、本発明品１５の基材表
面に、ＴｉとＡｌを含む窒化物の硬質膜を５μｍ膜厚さ
に被覆して、これを本発明品３４とし、本発明品２４の
基材表面に、ダイヤモンド状カーボンの硬質膜を５μｍ
膜厚さに被覆して、これを本発明品３５とし、本発明品
２８の基材表面に、約１μｍ厚さのＣｏメッキ後に窒化
チタンの硬質膜を５μｍ膜厚さに被覆して、硬質膜中に
Ｃｏ拡散含有させて、これを本発明品３６とし、本発明
品３２の基材表面に、１μｍ膜厚さの窒化チタンと３μ
ｍ膜厚さの酸化アルミニウムと１μｍ膜厚さの窒化チタ
ンのの硬質膜を順次被覆して、これを本発明品３７とし
た。こうして得た本発明品３３〜３７について、実施試
験１の浸漬腐食試験とピンーデイスク摩擦摩耗試験を行
って、その結果を表１３に示した。これらのうち、ダイ
ヤモンド状カーボンの硬質膜を被覆した本発明品３５
は、特に摩擦摩耗試験後の表面がすぐれている傾向にあ
った。

【００４４】

【表１３】

【００４５】以上の簡易試験結果に基づいて、本発明品
２，３，５，１５，２４，３２，３３，３４，３５およ
び比較品２，３について、それぞれと同一組成の混合粉
末を用い、プレス成形，予備焼結，焼結，研削，ラッピ
ング加工（鏡面加工部含む）の工程を経て図１に概略図
として示した塗付装置用の塗付先端部を含む塗付工具部
品を製作した。これらの塗付工具部品を、従来から実用
されている磁気テープ用塗付装置に着装し、磁性記録媒
体の磁性体膜を含む被膜作製試験を行い、被塗付物体で
ある磁気テープに塗付させた塗付膜におけるスジの発生
状況と塗付工具部品の塗付先端部でのエッジの微小損傷
状態などから判断した寿命評価は、比較品２の寿命時間
を１とした場合に、比較品３が約１．３倍、本発明品２
が約１．９倍、本発明品３が約２．１倍、本発明品５が
約２．３倍、本発明品１５が約２．５倍、本発明品２４
が約２．３倍、本発明品３２が約２．５倍、本発明品３
３〜３５が約２．８〜３．１倍であった。

【００４６】

【発明の効果】本発明の超硬合金製塗付工具部品は、従
来の超硬合金製塗付工具部品に対比して、塗付液中に含
有されている脂肪酸、極圧添加剤、防錆剤などによる耐
腐食性にすぐれること、特に化学的腐食や電気的腐食に
対する耐腐食損傷摩耗性にすぐれること、塗付液中に含
有されているの磁性粉末、硬質セラミックス粉末などに
よる耐アブレーション摩耗性にすぐれること、さらに塗
付液の排出口部分の塗付先端部エッジにおける耐微小損
傷性にすぐれること、これらが総合された合金の諸特性
がバランスよくすぐれていることから、実用された場合
に、被塗付物体の表面荒れを抑制できること、被塗付物
体の表面上のスジ発生を抑制できることから、長寿命で
あるというすぐれた効果を有している。また、本発明の
被覆超硬合金製塗付工具部品は、さらに一層の摩擦摩耗
性が向上するとともに、化学的腐食や電気的腐食に対す
る耐腐食損傷摩耗性にすぐれることから、より一層の長
寿命化が達成されるというすぐれた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、実施試験において、実用試験を試みたとき
の、塗付工具部品の概略を例示した斜視図である。

【図２】は、図１のスリット幅に対する平行方向からの
断面図である。

【図３】は、図２の変形例として示した断面図である。

【符号の説明】

符号１は、塗付先端部。 符号２は、塗付液が押出されるスロット部（排出口）。 符号３は、塗付液を溜めておくポケット部。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塗付装置に具備されて被塗付物体の表面に
   塗付膜が塗付されるように設計された塗付工具部品であ
   り、該塗付工具部品は、該塗付膜を塗付させるための塗
   付先端部を備えており、該塗付工具部品の少なくとも該
   塗付先端部が超硬合金からなり、該超硬合金は、炭化タ
   ングステンまたは炭化タングステンと周期律表の４ａ，
   ５ａ，６ａ族の炭化物，炭窒化物およびこれらの相互固
   溶体から選ばれた少なくとも１種の立方晶構造化合物と
   でなる硬質相８２〜９８重量％と、コバルトおよび／ま
   たはニッケルに固溶体元素が固溶された結合相２〜１８
   重量％とを含有しており、該固溶元素は、Ｃｒ−Ｖ，Ｃ
   ｒ−Ｃ，Ｖ−Ｃ，もしくはＣｒ−Ｖ−Ｃを必須元素とし
   て含有し、かつ該必須元素の合計含有量が該結合相に対
   し１〜１５重量％である塗付装置用超硬合金製塗付工具
   部品。
2. 【請求項２】上記塗付先端部は、塗付液が流出される流
   出口がスリット状に形成されている請求項１に記載の塗
   付装置用超硬合金製塗付工具部品。
3. 【請求項３】上記硬質相は、実質的に炭化タングステン
   からなり、かつ該炭化タングステンが均一分散されてい
   る請求項１または２に記載の塗付装置用超硬合金製塗付
   工具部品。
4. 【請求項４】上記硬質相は、該硬質相中の９８重量％以
   上が炭化タングステンであり、残部がＴｉ，Ｔａ，Ｎｂ
   の炭化物、Ｔｉの炭窒化物およびＷ−Ｔｉ，Ｗ−Ｔｉー
   Ｔａ，Ｗ−Ｔｉ−Ｎｂ，Ｗ−Ｔｉ−Ｔａ−Ｎｂの複合炭
   化物，複合炭窒化物の中から選ばれた少なくとも１種の
   立方晶構造化合物を含有し、かつ該炭化タングステンお
   よび該立方晶構造化合物が均一分散されている請求項１
   または２に記載の塗付装置用超硬合金製塗付工具部品。
5. 【請求項５】上記立方晶構造化合物は、平均粒径が１μ
   ｍ以下でなる請求項４に記載の塗付装置用超硬合金製塗
   付工具部品。
6. 【請求項６】上記炭化タングステンは、平均粒径が１．
   ５μｍ以下でなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の
   塗付装置用超硬合金製塗付工具部品。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項に記載の塗付
   装置用超硬合金製塗付工具部品を基材とし、該基材の表
   面に該基材よりも高硬度な硬質膜が被覆されており、該
   硬質膜の膜厚さが１〜２０μｍである塗付装置用被覆超
   硬合金製塗付工具部品。
8. 【請求項８】上記硬質膜は、Ｔｉ，Ｔｉ−Ａｌの炭化
   物，窒化物，炭窒化物，炭酸化物，窒酸化物，炭窒酸化
   物，および酸化アルミニウム，ダイヤモンド膜，ダイヤ
   モンド状カーボン膜，もしくはこれらの混合物の中の少
   なくとも１種の単層または２種以上の積層でなる請求項
   ７に記載の塗付装置用被覆超硬合金製塗付工具部品。
9. 【請求項９】上記硬質膜は、該硬質膜中にコバルト元素
   および／またはニッケル元素が含有されている請求項７
   または８に記載の塗付装置用被覆超硬合金製塗付工具部
   品。
10. 【請求項１０】上記塗付工具部品は、磁性体物質を含有
    する塗付膜を塗付するために用いられる請求項１〜９の
    いずれか１項に記載の塗付装置用超硬合金製塗付工具部
    品。