JP2001510236A - 濃密で複雑な成形品を成形する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複数の個別素地（この個別素地の少なくとも１つは本質的に濃密である）を、各個別素地が他の少なくとも１つの個別素地に接触した状態で位置して凝集素地を構成するような配列で位置させることを通して、理論密度の少なくとも９５パーセントの密度を有する複雑な強化成形品を製造する。各個別素地の材料をセラミック、サーメットまたは金属で構成させる。次に、上記凝集素地に強化を強化成形品が生じるに充分な強化温度で過大気圧そして温度における時間および過大気圧下における時間受けさせる。この凝集素地に強化を受けさせる時の強化温度を、少なくとも１つの個別素地内に液体が生じないような温度にし、そして過大気圧を、上記強化温度である時間の少なくとも一部の間かける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は個別素地（ｓｅｐａｒａｔｅ ｂｏｄｉｅｓ）から成形品（ｓｈａｐ
ｅｄ ａｒｔｉｃｌｅ）を成形する方法に関する。本方法では、１つの態様にお
いて、異なる材料で作られた素地から複合成形品、例えばサーメット（ｃｅｒｍ
ｅｔ）とセラミックで作られた複合品を製造する。

【０００２】 セラミックおよびセラミック−金属複合体（即ちサーメット）の成形は、通常
、粉末金属加工方法で行われる。セラミックは無機の非金属材料、例えば酸化物
、炭化物、窒化物、ホウ化物、ケイ化物など、またはそれらの合金（ａｌｌｏｙ
）である。サーメットは、セラミックと遊離金属を含有する材料であり、例えば
接合（ｃｅｍｅｎｔｅｄ）炭化タングステンなどである。セラミックまたはサー
メットを成形する時、圧縮成形またはスリップキャスティング（ｓｌｉｐ ｃａ
ｓｔｉｎｇ）などの如き技術を用いて粉末または粉末混合物を成形して多孔質素
地（即ちなま生地）を生じさせる。次に、このなま生地を加熱して揮発性材料、
例えば水および可塑性接合剤（ｐｌａｓｔｉｃ ｂｉｎｄｅｒｓ）などを除去し
た後、より高い温度に加熱して濃密な素地（ｄｅｎｓｅ ｂｏｄｙ）を生じさせ
る。そのようななま生地が示す線形収縮率は典型的に１５パーセントである。断
面積が有意に異なる領域と領域の間の如き部分では、粉末の圧密度（ｃｏｍｐａ
ｃｔｉｏｎ）が異なることから、そのような部分の中では収縮が変化する可能性
がある。２つの領域の間の収縮があまりにも大きいと、そのような部分は加熱中
に亀裂を起こす傾向がある。

【０００３】 複雑な形状のサーメットおよびセラミック素地を粉末金属加工技術で製造する
時に用いられる方法はいくつか存在する。用いられる技術には、なま生地の機械
加工［例えばスパークプラグ（ｓｐａｒｋ ｐｌｕｇｓ）］および射出成形［例
えばターボチャージャーローター（ｔｕｒｂｏｃｈａｒｇｅｒ ｒｏｔｏｒｓ）
が含まれる。なま生地の機械加工では材料が有意な量で失われかつ一般的にはと
りわけなま生地の脆さが原因で高度に複雑であるか或は小さい部品を成形するの
は不可能である。射出成形は高価な工具を必要としかつ素地の成形で要求される
可塑性添加剤を除去する目的で成形素地を長期間加熱する必要がある。

【０００４】 最近、米国特許第５，３３３，５２０号に、複雑な成形素地を生じさせる目的
で２つ以上の成形物（ｓｈａｐｅｓ）を互いの上に位置させてそれらの間の連結
部が本質的に水平になるようにして一軸プレス加工（ｕｎｉａｘｉａｌｌｙ ｐ
ｒｅｓｓｉｎｇ）を行った後に焼結を行うことで作られた複雑な成形サーメット
が開示された。その２つの素地の組成は異なっていてもよいが、組成が異なる時
には、破壊が起こらないように収縮率が等しくなるようにする必要があり、従っ
て、そのような素地は組成的に制限される。

【０００５】 また、金属とセラミックとサーメットで作られた複合構造物の成形も、異なる
粉末組成物をダイ（ｄｉｅ）内でプレス加工して複雑なシラ地（ｇｒｅｅｎ ｂ
ｏｄｙ）（成形多孔質粉末成形体）を生じさせることを通して行われた。その複
合シラ地は異なる粉末組成物で構成された領域を有する。次に、そのシラ地に焼
結を受けさせて濃密な素地を生じさせる。このような技術の例が米国特許第４，
３２９，１７５号、４，３７２，４０４号および４，６０２，９５６号に記述さ
れている。

【０００６】 この上に記述した技術は各々異なる組成を有する粉末成形素地の焼結を行う必
要があることから、そのような素地内の領域と領域の間の接触面は焼結に左右さ
れる。それの焼結に要する時間および温度が原因で領域と領域の間の接触面が拡
散する傾向がある。また、異なる粉末組成物と組成物の間の焼結収縮（ｓｉｎｔ
ｅｒｉｎｇ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ）によっても組成の多様性が制限される。

【０００７】 従って、この上に述べた方法の問題の１つ以上を避けながら金属、セラミック
、サーメットまたはそれらの組み合わせで作られた複雑な成形素地または複合素
地を生じさせる方法を提供することができれば、これは望ましいことである。

【０００８】 本発明の１番目の目的は強化成形品（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅｄ ｓｈａｐｅ
ｄ ａｒｔｉｃｌｅ）を製造する方法であり、この方法は、 複数の個別素地［これらの個別素地の少なくとも１つは本質的に濃密であり
そしてこれらの個別素地はセラミック、サーメットまたは金属である材料で構成
されている］を、各個別素地が他の少なくとも１つの個別素地に接触した状態で
位置して凝集素地（ａｇｇｒｅｇａｔｅ ｂｏｄｙ）を構成するような配列で位
置させ、そして 上記凝集素地の強化を強化成形品が生じるに充分な強化温度で過大気圧そし
て温度における時間および過大気圧下における時間（ａｔ ａ ｃｏｎｓｏｌｉ
ｄａｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｕｐｅｒａｔｏｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ ａｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎ
ｄ ｔｉｍｅ ａｔ ｓｕｐｅｒａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ
ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ）行う、 ことを含み、ここでは、（ｉ）上記強化温度を少なくとも１つの個別素地内に液
体が生じない温度にし、（ｉｉ）過大気圧下における時間の少なくとも一部を上
記強化温度にしそして（ｉｉｉ）上記強化成形品の密度を理論密度の少なくとも
９５パーセントにする。

【０００９】 本発明の２番目の目的は、（ｉ）サーメット素地を含んでいてそれが（ｉｉ）
炭化物または炭窒化物で構成されているセラミック素地に直接化学結合している
強化成形品である。

【００１０】 本発明の３番目の目的は、（ｉ）サーメット素地を含んでいてそれが（ｉｉ）
セラミック素地に直接化学結合しておりかつ（ｉｉｉ）上記サーメットとセラミ
ック素地の間の接触面の厚みが多くて２ｍｍである強化成形品である。

【００１１】 この直ぐに利用できる方法は金属、サーメット、セラミックおよびそれらの組
み合わせで作られた複雑な成形素地の成形で利用可能である。本方法はドリルの
ビット、岩穴開け用インサート（ｒｏｃｋ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｉｎｓｅｒｔｓ
）、ナイフ、ローターブレードおよび管材などの如き品目の加工で利用可能であ
る。

【００１２】 本発明は、異なる材料で構成されていても構わない複雑な成形品を成形する方
法に向けたものであり、ここでは、材料と材料の間の接触面を非常に狭くするこ
とができる。本明細書における異なる材料は化学が異なるか或は微細構造が異な
るか或はそれらの組み合わせである材料である。異なる材料の対の例には、異な
る化合物（例えばセラミック：金属）、異なる金属（例えばＮｉ合金：鋼）、異
なるセラミック（例えば酸化アルミニウム：酸化ジルコニウム）および異なるサ
ーメット［例えば大きな炭化物粒子サイズを有する接合炭化物に対して小さい炭
化物粒子サイズを有する接合炭化物、そして接合剤金属（ｂｉｎｄｅｒ ｍｅｔ
ａｌ）を多い量で有する接合炭化物に対して接合剤金属を少ない量で有する接合
炭化物］が含まれる。

【００１３】 本方法は、最初に、複数の個別素地を各個別素地が他の少なくとも１つの個別
素地に接触した状態で位置して凝集素地を構成するような配列で位置させること
を伴う。示すように、同じ立方体形状を有する３種類の個別素地を互いの上に位
置させることで上部と中部と下部の個別素地を有する柱状凝集素地を生じさせて
もよい。同じ３種類の立方体形状個別素地を１つの立方体形状素地が下部に位置
する２つの個別の立方体形状素地の上に位置するように置くことで三角形の凝集
素地を生じさせることも可能である。

【００１４】 本明細書における個別素地はそれ自身の重さを支えかつそれ自身の形状を限定
している（即ち形状が別の形状物に合致するものでない、例えば被膜などでない
）素地を意味する。本明細書における「それ自身の重さを支える」は、素地を手
で実質的な変形も破壊も起こすことなく取り扱うことができることを意味する（
即ち、この素地の形状は取り扱う前と後で同じである）。従って、本明細書にお
ける個別素地は例えば箔（例えばグラファイト箔および金属箔）、細いワイヤー
、糸および被膜（基質上の）などを含まない。

【００１５】 このような凝集素地を生じさせる時に用いる個別素地の少なくとも１つは本質
的に濃密である。本明細書における「本質的に濃密」は、個別素地が理論値の少
なくとも９０パーセントの密度を有することを意味する。上記個別素地の密度を
好適には理論密度の少なくとも９３パーセント、より好適には少なくとも９５パ
ーセント、更により好適には少なくとも９８パーセント、最も好適には少なくと
も９９パーセントにする。本明細書における理論密度は、Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉ ｏｎ ｔｏ Ｃｅｒａｍｉｃｓ ２^nd Ｅｄ.，Ｗ．Ｄ．Ｋｉｎｇｅｒｙ他，Ｊ ｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９７６の５３０
頁に記述されている理論密度である。好適には、上記凝集素地に含める個別素地
の各々を本質的に濃密にする。より好適には、これらの個別素地の各々の密度を
理論密度の少なくとも９５パーセント、更により好適には少なくとも９８パーセ
ント、最も好適には少なくとも９９パーセントにする。

【００１６】 このような個別素地をセラミック、サーメットまたは金属である材料で構成さ
せる。本明細書におけるセラミックは無機の非金属材料、例えば酸化物、窒化物
、炭化物、ホウ化物、ケイ化物など、それらの混合物、およびそれらの無機合金
（例えば炭窒化チタンおよびタングステン−モリブデンの炭化物）である。この
ようなセラミックは結晶性もしくは非晶質またはそれらの組み合わせであっても
よい。具体的なセラミックの例には窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素
、炭化タングステン、炭化タングステン−炭化モリブデン、酸化アルミニウム、
酸化ジルコニウム、炭化チタン−酸化アルミニウムおよび炭化ホウ素が含まれる
。このようなセラミックは好適には結晶性である。また、このセラミックが多結
晶性（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）（即ち単結晶でない）のも好適である
。このセラミックは好適には炭化物、ホウ化物、窒化物、それらの組み合わせ、
またはこのようなセラミックの合金である。より好適には、このセラミックは炭
化物である。更により好適には、このセラミックはケイ素、ホウ素、チタン、タ
ングステン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム、バナジウム、クロム、ニオ
ブまたはそれらの組み合わせの如き金属の炭化物である。最も好適には、このセ
ラミックはタングステン、モリブデン、チタンまたはそれら組み合わせの炭化物
である。

【００１７】 サーメットはこの直ぐ上に記述したセラミックと遊離金属の複合体である。即
ち、この金属は、この上に記述したセラミックの如き非金属化合物の状態では存
在しない。金属の例には、遷移金属、希土類金属、ベリリウム、マグネシウム、
アルミニウムおよびそれらの合金が含まれる。このような金属は好適にはＹ，Ｃ
ｅ，Ｚｒ，Ｌａ，Ｈｆ，Ａｌ，Ｂｅ，Ｍｇ、第一列の遷移金属（即ちＳｃ，Ｔｉ
，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉおよびＺｎ）そしてそれらの金属合金であ
る。より好適には、この金属はＡｌ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｕそし
てそれらの金属合金である。より好適には、この金属はＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅおよび
それら合金である。最も好適には、この金属はコバルトおよびそれの合金である
。

【００１８】 このようなサーメットに存在させる金属の量は、バルク分析（ｂｕｌｋ ａｎ
ａｌｙｓｉｓ）技術、例えばＸ線回折などで容易に検出される如何なる量であっ
てもよい。遊離金属の量を一般にサーメットの少なくとも０．５重量パーセント
から多くて９０重量パーセントにする。この金属の量をサーメットの好適には多
くて８０重量パーセント、より好適には多くて２１重量パーセント、更により好
適には多くて１８重量パーセント、最も好適には多くて６重量パーセントから、
好適には少なくとも０．７５重量パーセント、より好適には少なくとも１重量パ
ーセント、更により好適には少なくとも１．５重量パーセント、最も好適には少
なくとも２．０重量パーセントにする。

【００１９】 このような金属は一般に理解されている如き金属であり、この上に記述した遊
離金属と同じである。この金属は好適には鉄含有金属である。

【００２０】 上記個別素地は多孔質（即ち本質的に濃密でない）素地であり得る。多孔質の
個別素地は、間隙率（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）に対する理論値の多くて９０パーセン
トの理論密度を有するが、この素地は、これを取り扱ってそれを別の個別素地に
接触させている間にそれの形状を保持するに充分な強度を持たない。この密度は
一般に理論密度の少なくとも４０パーセント、好適には少なくとも５０パーセン
ト、より好適には少なくとも６０パーセント、最も好適には少なくとも６５パー
セントから、好適には多くて８５パーセント、より好適には多くて８０パーセン
ト、最も好適には多くて７５パーセントである。

【００２１】 本質的に濃密である個別素地（即ち「本質的に濃密な個別素地」）の成形は、
与えられた種類の素地（例えばセラミック、サーメットおよび金属）に適した便
利または公知の如何なる技術で行われてもよい。例えば、セラミック、金属また
はサーメットの成形は便利または公知の粉末金属加工技術で行われてもよい。粉
末金属加工またはセラミック技術は、一般に、（１）製造すべき素地に含める粉
末成分を混合し、（２）この混合した粉末から素地を成形し、（３）この成形し
た素地を加熱してそれを高密度にしそして（４）場合によりその素地を機械加工
または仕上げ処理でそれの最終形状にしてもよいことを包含する。このような段
階は各々Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏ ｆ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ，Ｊ．Ｒｅｅｄ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌ
ｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８８そしてＦｕｎｄａｍｅｎ ｔａｌ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｐｏｗｄｅｒ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ，
Ｗ．Ｄ．Ｊｏｎｅｓ，Ｅ．Ａｒｎｏｌｄ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９６０により詳細に
記述されている。本質的に濃密なサーメット素地の成形を、また、金属浸透技術
、例えば米国特許第３,８６４,１５４；４,７０２,７７０；４,７１８,９４１；
５,０３９,６３３；５,３９４,９２９および５,５９５,６２２号などに記述され
ている技術を用いて金属を多孔質セラミック素地に染み込ませることなどで行う
ことも可能である。本質的に濃密な金属素地の成形を、また、この上に記述した
粉末金属加工技術および便利な任意の金属加工技術、例えば本技術分野で公知の
技術を用いて行うことも可能である。便利な典型的金属成形技術には、Ｍａｎｕ ｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２^nd Ｅｄ ．Ｓ．Ｋａｌｐａｋｊｉａｎ，Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ Ｐ
ｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ.，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９２に記述されている流 し込み成形、鍛造および押出し加工が含まれる。

【００２２】 本質的に濃密でない個別素地、即ち「多孔質個別素地」の成形も便利な如何な
る方法で行われてもよく、例えば本技術分野で公知の方法を用いて実施可能であ
る。例えば、この直ぐ上に記述した本質的に濃密な個別素地の製造で用いるに適
した粉末金属加工またはセラミック技術を用いてもよいが、但し混合した粉末か
ら生じさせる成形素地を加熱しないか或は本質的に濃密な素地が生じるに充分な
ほどには加熱しない（即ち多孔質の個別素地が生じるようにする）ことを条件と
する。

【００２３】 １番目の好適な態様では、凝集素地に含める個別素地をサーメットまたはセラ
ミックから選択される材料で構成させる。このような態様では、セラミックで構
成させた個別素地（即ち「セラミック個別素地」）をサーメットで構成させた個
別素地（即ち「サーメット個別素地」）に接触させて位置させるのが好適である
。凝集素地にセラミック素地とサーメット素地を存在させる場合、好適には、炭
化タングステン、炭化モリブデン、炭化ハフニウム、炭化チタン、炭化バナジウ
ム、炭化クロム、炭化ニオブ、炭化タンタル、炭化ジルコニウム、このような炭
化物の合金またはこのような炭化物の混合物であるセラミックにサーメット素地
を接触させて位置させる。このような炭化物は接合剤金属、例えば遊離金属状態
のコバルトを本質的に含まないと理解する（本明細書では、接合剤を含まない炭
化物）。例えば、このような炭化物が含む接合剤金属、例えばＦｅ、Ｃｏおよび
Ｎｉなどの量は一般に多くて０．５重量パーセントであり、そして上記金属は炭
化物と一緒に合金を形成している（ａｌｌｏｙｅｄ）（即ち金属は遊離金属でな
い）。このようなセラミックは、より好適には、接合剤を含まない炭化タングス
テン［米国特許第５，５６３，１０７号および５，６１２，２６４号に記述され
ている］、または炭化タングステン−炭化モリブデン合金［米国特許第４,９４ ５,０７３；５,２１５,９４５；５,２２３,４６０および５,２５６,６０８号に 記述されている］である。

【００２４】 この好適な１番目の態様のサーメットは好適には接合炭化物である。接合炭化
物は、接合剤金属を有する炭化物であり、この炭化物はこの上のパラグラフに記
述した炭化物の１つである。そのような接合剤金属は鉄、ニッケルおよびコバル
トの如き金属である。このような接合剤金属を遊離金属が接合炭化物素地内に存
在するに充分な量で存在させる。好適には、このような接合剤金属の全体量をサ
ーメット素地の多くて１８重量パーセントから少なくとも２重量パーセントにす
る。より好適には、この接合剤金属の量をサーメット個別素地の多くて１０重量
パーセントから少なくとも４重量パーセントにする。

【００２５】 最も好適には、この１番目の態様の凝集素地に本質的に濃密で接合剤を含まな
い炭化タングステンまたは接合剤を含まない炭化タングステン−炭化モリブデン
である１つの個別素地を含めてそれを本質的に濃密な１つの接合炭化タングステ
ンに接触させて位置させる。この接合剤を含まない炭化タングステンまたは炭化
タングステン−炭化モリブデン個別素地の密度を好適には理論値の少なくとも９
９パーセントにする。上記接合炭化タングステン素地の密度も好適には理論値の
少なくとも９９パーセントにする。

【００２６】 ２番目の好適な態様では、凝集素地に含める個別素地の各々をサーメットで構
成させる。好適には、このサーメットは接合剤金属を有していて接合剤金属の濃
度はこの上に示した１番目の好適な態様で記述した濃度である。２番目の態様の
凝集素地には、好適には、２番目の個別素地とは異なる１番目の個別素地を含め
てそれを上記１番目の素地に接触させる。この具体的な文脈における「異なる」
は、１番目の素地が（１）２番目の素地の接合剤金属濃度とは少なくとも１体積
パーセント異なる接合剤金属濃度を有するか或は（２）２番目の素地の平均セラ
ミック粒子サイズとは少なくとも１０パーセント異なる平均セラミック粒子サイ
ズを有することを意味する。より好適には、この１番目および２番目の個別素地
を接合炭化タングステンで構成させる。この１番目の素地および２番目の素地の
接合剤金属濃度を好適には２重量パーセントから１８重量パーセントの範囲内に
する。この１番目および２番目の接合炭化物素地の接合剤金属を好適にはコバル
ト、鉄、ニッケルまたはそれらの組み合わせにする。この接合剤金属はより好適
にはコバルトである。

【００２７】 この２番目の態様では、また、個別素地の各々が本質的に濃密、より好適には
個別素地の各々が理論密度の少なくとも９９パーセントの密度を持つようにする
のも好適である。

【００２８】 平均セラミック粒子サイズ（例えば接合炭化タングステン素地に含まれるＷＣ
の粒子サイズ）は、素地の断面を磨いてそれの走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）を
撮ることで測定可能であり、この場合の平均粒子サイズはＵｎｄｅｒｗｏｏｄ著 Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ Ｓｔｅｒｅｏｌｏｇｙ ，Ａｄｄｉｓｏｎ Ｗｅｓｌ
ｅｙ，Ｒｅａｄｉｎｇ，ＭＡ.，（１９７０）に記述されているインターセプト （ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ）方法で測定可能である。接合剤金属の量はＸ線回折など
の如き公知技術で測定可能である。

【００２９】 ３番目の好適な態様では、個別素地の少なくとも１つを多孔質素地にする。こ
の多孔質素地は好適にはセラミックまたはサーメットである。この多孔質素地を
好適にはサーメットまたはセラミックである本質的に完全に濃密な個別素地に接
触させる。

【００３０】 最終的には濃密な強化成形素地を形成する凝集素地を生じさせる目的で接触さ
せるべき個別素地を選択する時、各個別素地がこれに接触して位置する素地また
は素地類に含まれる少なくとも１種の元素または化合物と反応して新しい相を形
成し得るか或は溶体（即ち合金）を形成し得る少なくとも１種の元素または化合
物を含有するのが好適である。１例として、接合剤を含まない炭化タングステン
のＷＣは接合炭化タングステンに含まれるコバルトと一緒に合金を形成してＷ−
Ｃｏ−Ｃ相を形成する。しかしながら、本発明の強化濃密品を生じさせようとし
て個別素地に上記元素または化合物を含めることは必ずしも必要ではない。例え
ば、異なる個別素地が示す熱膨張率が合致しないことが原因で生じる機械的結合
、例えば圧縮力などにより、異なる材料で出来ている２つの素地の間に充分な結
合が達成されることもあり得る。

【００３１】 凝集素地を構成する個別素地を選択する時、また、個別素地（複数）の材料は
凝集素地が本発明の濃密な強化成形素地を生じ得ないほどには大きく異なるべき
ではない。例えば、１番目の多孔質素地が高密度になる温度はそれが接触する多
孔質素地のそれと大きく異なるべきでない［この成分の１つ以上が溶融すること
が原因で１番目の素地が高密度にならないか或はまた沈下する（ｓｌｕｍｐｓ）
ように］。本発明で個別素地の全部を本質的に濃密にすると、多孔質粉末素地が
収縮することに関連して起こる従来技術の亀裂問題が回避される。

【００３２】 また、例えば、接触させて位置させる個別素地（複数）の熱膨張率はその接触
させて位置させる素地の１つが強化時に亀裂を起こすほど離れているべきでない
。この個別素地に、一般に、製品の亀裂が起こらないように他方の個別素地の熱
膨張率に近い熱膨張率を持たせるべきである。例えば、ある個別素地を選択する
時、この個別素地が示す熱膨張率をそれに接触させて位置させる個別素地が示す
熱膨張率の５０パーセントから２００パーセントにすべきであり、この場合の熱
膨張は濃密な素地（即ち密度が理論密度の少なくとも９５パーセントの）が示す
熱膨張である。好適には、この個別素地が示す熱膨張率をそれに接触させて位置
させる個別素地または素地類の各々が示す熱膨張率の少なくとも８０パーセント
、より好適には少なくとも９０パーセントから多くて１２０パーセント、より好
適には多くて１１０パーセントにする。

【００３３】 本強化成形品を成形する時、この強化成形品が生じるように個別素地を接触さ
せて位置させる必要がある。このような個別素地を接合剤、例えばろう付け用化
合物（例えば金属）などの存在なしに接触させて位置させるのが好適である。ま
た、凝集素地に含める個別素地の位置を保持しかつ本明細書に記述する例えばＲ
ＯＣ方法に含める粘性のある圧力伝達材料（ｖｉｓｃｏｕｓ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）が個別素地と個別素地の間に
入り込まないようにする目的で凝集素地をバリヤー層、例えばグラファイト箔ま
たは窒化ホウ素などで包むのも好適である。

【００３４】 次に、この凝集素地に強化を強化成形品が生じるに充分な温度で過大気圧そし
て温度における時間および過大気圧下における時間受けさせる。この強化成形品
はこの成形品の製造で用いた個別素地の各々が限定する形状を有する。

【００３５】 強化温度（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）は、凝集
素地に含める個別素地の材料に依存するが、上記温度は、上記凝集素地から強化
成形品を生じさせる強化を行っている間に少なくとも１つの個別素地内（即ち接
触面ではなく、素地の内部に）に液体が生じない温度でなければならない。即ち
、この温度は、個別素地単独に上記強化温度を該凝集素地に強化を受けさせる時
に存在させる条件と同じ条件下で受けさせた時に液体が生じるであろう温度より
も低い温度でなければならない。勿論、例えば、接触させる個別素地（強化温度
で液体を生じない）などに由来して、個別素地いずれかの接触面に液体が存在す
る可能性があることは容易に明らかである。この強化温度は、好適には、凝集素
地に含める個別素地のいずれ（上記個別素地と個別素地の間の接触面を包含）の
中にも液体が生じない温度である。例えば、個別素地の各々が接合炭化タングス
テン−コバルト素地である時の強化温度はコバルト−炭化タングステンの共晶液
が生じる温度より低い温度である。

【００３６】 適切な強化温度は５００℃から１８００℃である。一例として、接合炭化タン
グステンである個別素地、接合剤を含まない炭化物素地またはそれらの組み合わ
せのＲＯＣを実施する（ＲＯＣｉｎｇ）（本明細書に記述）時の適切な温度範囲
は９００℃から１３５０℃であり、この温度範囲は好適には１０００℃から１３
２５℃、より好適には１１００℃から１３００℃、最も好適には１１５０℃から
１２７５℃の範囲である。

【００３７】 強化温度における時間［温度における時間（ｔｉｍｅ ａｔ ｔｅｍｐｅｒａ
ｔｕｒｅ）］を望ましくはできるだけ短くする（本強化成形品が生じるようにし
ながら）。この時間は、個別素地のいずれの内部にも過度の粒子成長が起こるこ
とのないような時間でなければならない（本強化成形品の所望密度が達成される
ようにしながら）。適切な時間は１分から２４時間の範囲である。この時間を好
適には多くて１２時間、より好適には多くて６時間、更により好適には多くて３
時間、最も好適には多くて１時間から、好適には少なくとも５分、より好適には
少なくとも１０分、最も好適には少なくとも１５分にする。

【００３８】 この強化温度における時間の全体時間か或は一部のみを本発明に従って過大気
圧下にしてもよい（即ち、過大気圧下における時間を該温度における時間と同じ
か或はそれよりも短くする）。実際的理由で、過大気圧における時間を有利には
できるだけ短くする（本強化成形品が達成されようにしながら）。この強化温度
における過大気圧下の時間を好適には多くて３０分、より好適には多くて１０分
、更により好適には多くて６０秒、最も好適には多くて１５秒から好適には少な
くとも２秒にする。

【００３９】 この強化温度における過大気圧を本強化成形品が生じ得る圧力（大気圧より高
い）にすべきである。しかしながら、この過大気圧は、例えば上記個別素地の１
つ以上の材料が（１）過度の可塑変形（ｐｌａｓｔｉｃ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ）を起こすか或は（２）それの圧縮強度を越えることなどが原因で上記素地が
破滅的に駄目になるであろう圧力よりも低くなければならない。この過大気圧は
、好適には、１平方インチ当たり多くて１，０００，０００ポンド（「ｐｓｉ」
）（６．８９ＧＰａ）、より好適には多くて５００，０００ｐｓｉ（３．４５Ｇ
Ｐａ）から好適には少なくとも１０，０００ｐｓｉ（６８．９ＭＰａ）、より好
適には少なくとも５０，０００ｐｓｉ（３４５ＭＰａ）、最も好適には少なくと
も１００，０００ｐｓｉ（６８９ＭＰａ）である。

【００４０】 上記凝集素地の代表的な強化方法には、迅速全方向圧縮固化（Ｒａｐｉｄ Ｏ
ｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ）（ＲＯＣ）、熱均衡プ
レス加工（ｈｏｔ ｉｓｏｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｉｎｇ）（ＨＩＰ）または
米国特許第４,６６７,４９７；４,８５３,１７８；５,２４６,６３８および５, ３４８,６９４号に記述されている方法が含まれる。この方法は好適にはＲＯＣ であり、いろいろな面がＴｉｍｍ（米国特許第４，７４４，９４３号）、Ｌｉｚ
ｅｎｂｙ（米国特許第４，６５６，００２号および４，３４１，５５７号）、Ｒ
ｏｚｍｕｓ（米国特許第４，４２８，９０６号）そしてＫｅｌｔｏ（Ｍｅｔａｌ ｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ，“Ｒａｐｉｄ Ｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｃｏ
ｍｐａｃｔｉｏｎ，”７巻５４２−５４６頁）に教示されている。

【００４１】 ＲＯＣ方法では、本発明に従い、一般的には、最初に、強化温度で粘性を示す
液体の如く働く圧力伝達材料の中に凝集素地が埋め込まれるようにして上記材料
と素地をシェル（ｓｈｅｌｌ）の中に入れる。望ましくは、上記凝集素地をバリ
ヤー層、例えばグラファイト箔または窒化ホウ素などの中に封じ込める。また、
このバリヤー層は上記個別素地と素地の接触を保持する能力も有し、それによっ
て、上記素地を配向に関係なく配置することが可能になる。適切な圧力伝達材料
にはガラスが含まれ、このガラスはかけた圧力下で素地の中に入り込まないほど
充分な粘度を有するものである。代表的なガラスにはシリカとホウ素が高濃度で
入っているガラスが含まれる。１０００℃から１４００℃の範囲の温度で用いる
に有用な市販ガラスはＰＹＲＥＸ（商標）７７４０ガラスである。圧力伝達材料
が米国特許第４,４４６,１００；３,４６９,９７６；３,４５５,６８２および４
,７４４,９４３号により詳細に記述されている。

【００４２】 上記凝集素地または素地類と圧力伝達媒体が入っているシェルの形態は、好適
には、鍛造用プレスのポットダイツーリング（ｐｏｔ ｄｉｅ ｔｏｏｌｉｎｇ
）の中に入れることができる密封直円柱形の形態である。このポットダイツーリ
ングは、鍛造産業で公知な如く、一方の末端がエジェクターアセンブリ（ｅｊｅ
ｃｔｏｒ ａｓｓｅｍｂｌｙ）で閉じられておりそしてもう一方の末端が円柱形
ラム（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｒａｍ）で閉じられている円柱形空洞部を含む
。上記シェルを上記ツーリング内で圧縮した時、このシェルは予測可能様式で変
形して亀裂も漏れも起こすべきでない。

【００４３】 圧力伝達媒体であるガラスを用いて温度を１５０℃から１６５０℃の範囲にし
た場合の好適なシェル材料は、米国特許第４，４２８，９０６号のコラム３の５
８−６８行およびコラム４の１−２７行に記述されている如きチキソトロピー（
ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃ）セラミックで作られたシェルキャスト（ｓｈｅｌｌ
ｃａｓｔ）である。このチキソトロピーセラミック材料はセラミック骨格の網状
組織と圧力伝達材料（これは変形または崩壊する）を含んで成っており、それに
よって、圧力伝達材料に圧縮をこの圧力伝達流体がポットダイから漏れ出すこと
がないに充分な構造的一体性を保持しながら受けさせることができる。

【００４４】 上記凝集素地または素地類を、上記シェルに入っている圧力伝達材料に埋め込
んだ後、このシェルアセンブリを不活性な雰囲気、例えば貴ガスなど中で鍛造に
適切な温度になるまで加熱する。この段階の温度はこの上に記述した通りである
。この温度における時間は、上記圧力伝達媒体が完全に流動化して上記凝集素地
または素地類を圧力伝達媒体の温度とほぼ平衡状態の温度に持って行くに充分な
時間でなければならない。強化温度に加熱する時間と強化温度を保持する時間の
両方に典型的な時間は１から３時間の範囲である。この強化温度における時間を
一般に１から３０分間保持した後、この上に記述したポットダイを用いて、プレ
ス加工を受けさせる鍛造物のプレス加工を行う。

【００４５】 この加熱したシェルアセンブリのプレス加工を、Ｔｉｍｍが米国特許第４，７
４４，９４３号コラム９の５０−６８行およびコラム１０の１−３行に記述して
おりかつ以下に記述するように、鍛造用プレスを用いて行う。鍛造用プレスを用
いて行う上記加熱したシェルのプレス加工を、上記アセンブリを密封空洞、例え
ばこの上に記述したポットダイツーリングなどに入れてそれをラムで圧縮するこ
とを通して行う。このラムを用いて上記空洞部に入っているアセンブリを圧縮す
ると上記圧力伝達材料が該品（ａｒｔｉｃｌｅｓ）に大きな油圧を及ぼすことで
、それらの強化が起こる。上記アセンブリのシェル材料が上記ラムとポットダイ
の間の間隙部の中に流れ込んで実質的に圧力シール（ｓｅａｌ）を形成し、その
結果として、その液状の圧力伝達材料は上記ポットダイの中に逃げ出すことがで
きない。プレス加工後、上記シェルアセンブリを上記ポットダイから取り出す。

【００４６】 強化成形品または品類を上記ポットダイから取り出した後、その液状の圧力伝
達材料（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）（
ＰＴＭ）をスクリーンに注ぎ込んで高密度化した素地をそのスクリーン上に保持
させるなどの如き方法（これはＴｉｍｍの米国特許第４，７４４，９４３号コラ
ム１０の５−２７行により詳細に記述されている）を用いて、それらから上記Ｐ
ＴＭを分離する。この品または品類上に残る残存材料を例えば砂吹き付けなどで
除去してもよい。また、上記アセンブリ全体を室温に冷却した後、品または品類
を取り出すことも可能である。その後、その硬化したガラスＰＴＭを例えばハン
マーで壊すことなどで上記品または品類を上記ガラスＰＴＭから取り出す。研削
および研磨などの如き技術を用いて強化成形品または品類のさらなる仕上げを実
施することも可能である。

【００４７】 ＲＯＣを実施した後の凝集素地の形態は密度が理論値の少なくとも９５パーセ
ントの強化成形品の形態である。この強化品の密度は理論値の好適には少なくと
も９８パーセント、より好適には少なくとも９９パーセント、最も好適には少な
くとも９９．５パーセントである。

【００４８】 驚くべきことに、この強化成形品に含まれる個別素地と素地の間の接触面の強
度は一般にこの強化成形品の残りの部分の強度に少なくとも等しい（即ち、この
成形品を壊した時に起こる破壊の場所は一般に接触面の所でない）。この強化成
形素地では、また、異なる材料（例えば接合剤金属濃度が異なるサーメット）で
出来ている２つの個別素地の間の接触面も一般に狭い。この接触面は、強化後、
個別素地と素地の間の領域であり、その場所の化学組成または微細構造はその強
化を受けさせた個別素地の大部分のそれとは異なる。しかしながら、望まれるな
らば、上記個別素地に強化を受けさせて強化品を生じさせた後にさらなる加熱を
行ってそのような接触面を拡散させることも可能である。

【００４９】 例えば、ＲＯＣによる強化を、個別素地の少なくとも１つの中に液体が生じな
い強化温度で行うと、その強化を受けた成形品の中の個別素地と個別素地の間の
接触面は一般に多くて２ｍｍであり、この接触面は、好ましい方向に向かって、
好適には多くて１ｍｍ、多くて０．７５ｍｍ、多くて０．５ｍｍ、０．２５ｍｍ
、０．１ｍｍ、５０ミクロメートル、最も好適には多くて２５ミクロメートルで
ある。

【００５０】 この接触面の長さおよび幅を、本明細書では、例えば１番目の素地と２番目の
素地の接触で形成される面であると定義する。この接触面の厚みは、この接触面
の長さおよび幅に対して直角に測定した距離である。例えば、１番目の素地から
始めて２番目の素地に向かうように接触面の厚みを測定する時の接触面の厚みは
、少なくとも１つの特性、例えば微細構造（例えば粒子サイズ）、化学（例えば
接触している２つのサーメット素地に含まれる接合剤金属濃度）または物性（例
えば硬度）などが１番目の素地のバルク（ｂｕｌｋ）特性に比べて１０パーセン
ト異なる地点を開始点として同じ特性が２番目の素地のバルクにおけるそれに比
べて１０パーセント異なる地点までの距離である。

【００５１】 この接触面の厚みの測定で用いる微細構造、化学および物性の測定または測定
類は、磨いた断面を公知技術、例えばこの上に粒子サイズに関して記述した技術
で検査するか、走査電子顕微鏡の電子ビームの電子回折を行うか或はビッカース
硬度を測定することなどで実施可能である。

【００５２】 本方法では有利にサーメットとセラミックで作られた強化成形品の形成を行う
。このサーメット−セラミック品は、炭化物または炭窒化物であるセラミックに
直接化学結合しているサーメットを含んで成る。好適にはセラミックの硬度の方
がサーメットの硬度よりも高い。直接化学結合は、接合剤、例えばろう付け用金
属、金属の中間膜または接着剤、例えばエポキシ樹脂などを存在させないで生じ
させた結合である。即ち、上記接触面は上記セラミックの成分、サーメット、上
記成分の反応生成物またはそれらの組み合わせで構成されている。好適には、本
質的に濃密なセラミックと本質的に濃密なサーメットを用いてサーメット−セラ
ミック素地を生じさせるが、ここでは、上記サーメットに含まれる接合剤金属の
全量をこのサーメットの多くて６重量パーセントから少なくとも２重量パーセン
トにする。上記セラミックを好適には炭化物で構成させ、より好適には接合剤を
含まない炭化タングステンまたは炭化タングステン−炭化モリブデンで構成させ
る。上記サーメットを好適には炭化タングステン−コバルト接合炭化物で構成さ
せる。

【００５３】 このサーメット−セラミック品は好適には岩穴開け用インサート（ｉｎｓｅｒ
ｔ）である。この岩穴開け用インサートでは、好適には、穴開け中にセラミック
が最初に岩に接触するようにセラミックをサーメットに結合させる。その結果と
して、そのような岩穴開け用インサートが示す摩耗の度合は接合炭化タングステ
ンなどの如きサーメットのみで作られた岩穴開け用インサートのそれに比較して
低い。

【００５４】 以下に示す実施例は単に説明の目的で示すものであり、本発明の範囲の限定と
して解釈されるべきでない。

【００５５】

【実施例】

接合剤を含まない炭化タングステン−炭化モリブデン素地［商標ＲＯＣＴＥＣ ^TM １００の下で入手可能］をコバルトが１０重量パーセント入っている市販の接
合炭化タングステン素地に接触させて位置させることで、岩の穴開けに有効な形
状の凝集素地を生じさせる。次に、この個別素地の位置関係を保持する目的で上
記凝集素地をグラファイト箔で包んだ。

【００５６】 この接合炭化タングステン素地は直円柱形であり、これの１つの末端部を削り
取ってねじ回しのＶ字形に類似したＶ字様形状にした。上記直円柱形の直径は０
．４５インチでＶ字様形状を含む全長は０．６インチであった。この平らなＶ字
表面は、上記円柱形の削り取った末端部から、この円柱形の削られていない末端
部から最大で０．２インチの所まで伸びていた（即ち、円柱形の末端部を削り取
ることで例えば半円形のＶ字表面を作り出す）。接合剤を含まない上記炭化物素
地に持たせた形状は、上記直円柱形の末端部を削り取ることで生じさせた平らな
Ｖ字様表面の１つを本質的に覆うような形状であり、そしてその厚みを０．０３
インチにした。この接合剤を含まない炭化物の密度および接合炭化物の密度は両
方とも理論密度の９９パーセントを越えていた。上記接合炭化タングステンのビ
ッカース硬度は、ＡＳＴＭ Ｅ３８４に記述されている方法を用いて荷重を３０
ｋｇにしそしてドエル時間（ｄｗｅｌｌ ｔｉｍｅ）を１５秒にして測定して１
３００ｋｇ／ｍｍ²であった。接合剤を含まない上記炭化物が示したビッカース 硬度は２７００ｋｇ／ｍｍ²であった。

【００５７】 次に、その包み込んだ凝集素地をＰＹＲＥＸガラスフリットが入っている流動
ダイ（ｆｌｕｉｄ ｄｉｅ）の中に入れた。その包んだ凝集素地を入れた流動ダ
イを炉の中に２．５時間入れた。この炉を窒素で連続的にパージ洗浄（ｐｕｒｇ
ｅｄ）しながら１２７５℃（ＲＯＣ予熱温度）に維持した。この流動ダイとパー
ツ（ｐａｒｔｓ）を１２７５℃に保持されている炉に入れるとそれらは２から２
．５時間以内に１２７５℃にまで加熱された。この流動ダイおよびパーツが予熱
温度（１２７５℃）の時の時間は１５から３０分であると決定した。次に、その
包み込まれた凝集素地が入っている流動ダイを１２７５℃のままにしながらそれ
に迅速全方向圧縮固化（ＲＯＣ）を８３０ＭＰａで１０秒間受けさせた。この流
動ダイを周囲温度に冷却した後、強化成形品をＰＹＲＥＸガラス（これは上記Ｐ
ＹＲＥＸフリットから生じた）から取り出した。

【００５８】 この成形品に含まれる接触面の厚みは、ＲＯＣを実施した後に生じた強化成形
品の炭化物（接合剤を含まない）と接合炭化物の間の接触面を直角に交差する断
面を磨いて撮った光学顕微鏡で測定して０．４ｍｍ未満であった。この強化成形
品は岩穴開け工具として用いるに有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニルソン，ロバート・テイ アメリカ合衆国ミシガン州48640ミドラン ド・ウイルデメスドライブ735 (72)発明者 デユベンスキー，エレン・エム アメリカ合衆国ミシガン州48642ミドラン ド・トレイルウツドサークル1905 (72)発明者 ロズマス，ウオルター・ジエイ，ジユニア アメリカ合衆国ミシガン州49684トラバー スシテイ・サウスウオルナツトドライブ 10533 (72)発明者 ケルト，クリフオード・エイ アメリカ合衆国ミシガン州49690−9334ウ イリアムズバーグ・サークルビユー4110 (72)発明者 テイム，エドワ−ド・イー アメリカ合衆国ミシガン州48623フリーラ ンド・リバーロード6860

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の個別素地を、各個別素地が他の少なくとも１つの個別
   素地に接触した状態で位置して凝集素地を構成するような配列で位置させるが、
   該個別素地の少なくとも１つが本質的に濃密で、該個別素地がセラミック、サー
   メットまたは金属である材料で構成されており、そして 該凝集素地の強化を該強化成形品が生じるに充分な強化温度で過大気圧そして
   温度における時間および過大気圧下における時間行う、 ことを含む強化成形品製造方法であって、（ｉ）該強化温度が少なくとも１つの
   個別素地内に液体が生じない温度であり、（ｉｉ）過大気圧下における時間の少
   なくとも一部が該強化温度にありそして（ｉｉｉ）該強化成形品が理論密度の少
   なくとも９５パーセントの密度を有する方法。
2. 【請求項２】 該個別素地の各々が本質的に濃密である請求項１記載の方法
   。
3. 【請求項３】 該材料がサーメットまたはセラミックのいずれかである請求
   項１記載の方法。
4. 【請求項４】 該凝集素地にセラミックで構成されている個別素地を含めて
   それをサーメットで構成されている個別素地に接触させて位置させる請求項３記
   載の方法。
5. 【請求項５】 該セラミックが炭化タングステン、炭化モリブデン、炭化ハ
   フニウム、炭化チタン、炭化バナジウム、炭化クロム、炭化ニオブ、炭化タンタ
   ル、炭化ジルコニウムまたはそれらの合金から選択されて接合剤を含まない炭化
   物でありそして該サーメットが接合炭化タングステンである請求項４記載の方法
   。
6. 【請求項６】 該接合剤を含まない炭化物が炭化タングステンまたは炭化タ
   ングステン−炭化モリブデン合金である請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】 該接合炭化タングステンが多くて１８重量パーセントから少
   なくとも２重量パーセントの接合剤金属濃度を有する請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】 該接合剤金属濃度が多くて１０重量パーセントから少なくと
   も４重量パーセントである請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 該接合剤金属がコバルト、鉄またはニッケルである請求項８
   記載の方法。
10. 【請求項１０】 該接合剤金属がコバルトである請求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】 該個別素地の各々が本質的に濃密である請求項３記載の方
    法。
12. 【請求項１２】 該凝集素地の各個別素地の材料がサーメットである請求項
    １記載の方法。
13. 【請求項１３】 該サーメットが接合炭化タングステンである請求項１２記
    載の方法。
14. 【請求項１４】 該凝集素地に１番目の個別素地を含めてそれを２番目の個
    別素地に接触させて位置させるが、ここで、該１番目の素地が（１）該２番目の
    素地の接合剤金属濃度とは少なくとも１体積パーセント異なる接合剤金属濃度を
    有するか或は（２）該２番目の素地の平均セラミック粒子サイズとは少なくとも
    １０パーセント異なる平均セラミック粒子サイズを有する請求項１２記載の方法
    。
15. 【請求項１５】 該個別素地の各々が本質的に濃密である請求項１２記載の
    方法。
16. 【請求項１６】 該個別素地の少なくとも１つが多孔質素地である請求項１
    記載の方法。
17. 【請求項１７】 該多孔質素地がサーメットまたはセラミックで構成されて
    いる請求項１６記載の方法。
18. 【請求項１８】 該多孔質素地がサーメットまたはセラミックのいずれかで
    構成されておりそしてそれを本質的に濃密な個別素地に接触させて位置させる請
    求項１７記載の方法。
19. 【請求項１９】 該強化温度が該個別素地のいずれの中にも液体が生じない
    温度である請求項１記載の方法。
20. 【請求項２０】 該強化段階を迅速全方向圧縮固化で実施する請求項１記載
    の方法。
21. 【請求項２１】 強化成形品であって、（ｉ）サーメット素地を含んでいて
    それが（ｉｉ）炭化物または炭窒化物で構成されているセラミック素地に直接化
    学結合している品。
22. 【請求項２２】 該品が岩穴開け工具である請求項２１記載の品。
23. 【請求項２３】 該セラミック素地が接合剤を含まない炭化物である請求項
    ２２記載の品。
24. 【請求項２４】 該接合剤を含まない炭化物が炭化タングステンまたは炭化
    タングステン−炭化モリブデンである請求項２３記載の品。
25. 【請求項２５】 該サーメット素地が接合炭化物である請求項２３記載の品
    。
26. 【請求項２６】 該接合炭化物が炭化タングステン−コバルト接合炭化物で
    ある請求項２５記載の品。
27. 【請求項２７】 該炭化タングステン−コバルト接合炭化物が該接合炭化物
    の２から６重量パーセントのコバルト濃度を有する請求項２６記載の品。
28. 【請求項２８】 強化成形品であって、（ｉ）サーメット素地を含んでいて
    それが（ｉｉ）セラミック素地に直接化学結合しておりかつ（ｉｉｉ）上記サー
    メットとセラミック素地の間の接触面の厚みが多くて２ｍｍである強化成形品。