JP2008025024A - Ｗｃ基超硬合金 - Google Patents

Abstract

【課題】 本願発明は、優れた高温強度を有するＷＣ基超硬合金を提供することである。
【解決手段】 本願発明のＷＣ基超硬合金は、
重量％で５．５％〜１５％のＣｏを結合相とし、Ｚｒ含有量は０．０５％〜０．８％、Ｃｒ含有量は結合相に対する重量比で０．０３〜０．２、残部がＷＣ及び不可避不純物を有し、該超硬合金はＺｒを含む炭酸化物、ＺｒとＷを含む複炭化物を含有し、該Ｚｒを含む炭酸化物の平均粒子径をｄ１（μｍ）、該ＺｒとＷを含む複炭化物の平均粒子径をｄ２（μｍ）、該ＷＣの平均粒子径をＤ（μｍ）としたとき、Ｄ≦０．８、（ｄ１／Ｄ）≦２、（ｄ２／Ｄ）≦２、であることを特徴とするＷＣ基超硬合金である。
【選択図】 なし

Description

本願発明は、平均粒子径が０．８μｍ以下のＷＣ粒子を有し、優れた高温強度を有するＷＣ基超硬合金に関する。

特許文献１から３には、Ｚｒを含有した超硬合金を用いた工具に関する技術が開示されている。

特公平４−５０３７４号公報 特開２００３−１１３４３７号公報 特開２００５−５４２５８号公報

本願発明が解決しようとする課題は、６００℃から７００℃の高温度において優れた強度を有するＷＣ基超硬合金を提供することである。

本願発明のＷＣ基超硬合金は、重量％で５．５％〜１５％のＣｏを結合相とし、Ｚｒ含有量は０．０５％〜０．８％、Ｃｒ含有量は結合相に対する重量比で０．０３〜０．２、残部がＷＣ及び不可避不純物を有し、該超硬合金はＺｒを含む炭酸化物、ＺｒとＷを含む複炭化物を含有し、該Ｚｒを含む炭酸化物の平均粒子径をｄ１（μｍ）、該ＺｒとＷを含む複炭化物の平均粒子径をｄ２（μｍ）、該ＷＣの平均粒子径をＤ（μｍ）としたとき、Ｄ≦０．８、（ｄ１／Ｄ）≦２、（ｄ２／Ｄ）≦２、であることを特徴とするＷＣ基超硬合金である。上記の構成を採用することにより、６００℃から７００℃の高温度において優れた強度を有するＷＣ基超硬合金を実現できる。

本願発明によって、６００℃から７００℃の高温度において優れた強度を有するＷＣ基超硬合金を提供することができた。例えば、加工工具等に適用した場合、優れた高温強度を示した。

本願発明は、優れた高温強度を有するＷＣ基超硬合金を達成するため、超硬合金の高温強度を向上させるための検討を行った。本願発明のＷＣ基超硬合金は、Ｚｒ元素の添加効果に着目し、検討を行った。その結果、Ｚｒを含有することによって、高温強度を向上させることがでたのである。しかし、Ｚｒは、ＷＣ粒子の粒成長抑制効果が少なく、微粒超硬合金における添加物となることは殆どなかった。
本願発明のＷＣ基超硬合金は、Ｚｒを０．０５％以上、０．８％以下として含有する。また、Ｚｒを含む炭酸化物（以下、Ｚｒ系炭酸化物と記す。）及びＺｒとＷを含む複炭化物（以下、（ＺｒＷ）系複炭化物と記す。）の両化合物を共に含有することによって高温強度を大幅に改善している。この高温強度の強化機構について考察すると、原料として添加し、若しくは、超硬合金の焼結工程で結合相に溶解、析出して生成したと考えられる（ＺｒＷ）Ｃ等の（ＺｒＷ）系複炭化物と、溶解、析出が不十分、又は析出生成しなかったＺｒ（ＣＯ）等のＺｒ系炭酸化物の両化合物が共に含有されることによって、添加したＺｒが合金中に、数ｎｍから数μｍのオーダーの粒子となって広く均一に分散することから、Ｚｒ添加効果を有効にし、高温強度の向上に寄与していると考えられる。添加したＺｒの１部は、結合相中やＷＣ相中に固溶しているものもあると考えられる。
更に、本願発明のＷＣ基超硬合金は、Ｚｒ含有量を結合相に対して特定の関係となるように制御して、Ｚｒを含有する化合物相を存在させ、これらの化合物の粒子径を制御することが重要である。従って本願発明は、硬質相であるＷＣ粒子のＤ値、このＤ値に最適な結合相量と共に、Ｚｒの含有量、Ｃｒと結合相量との関係が重要である。更に、Ｚｒを含有する化合物のｄ１値、ｄ２値を求め、Ｄ値を使って、これらｄ１値、ｄ２値との比を規定する。即ち、Ｄ≦０．８、（ｄ１／Ｄ）≦２、（ｄ２／Ｄ）≦２、である。本願発明のＷＣ基超硬合金は、ＷＣを硬質相とし、Ｃｏを結合相とする焼結体であるが、Ｄ値を０．８μｍ以下に規定する理由は、０．８μｍを超える場合、硬度の低下による耐摩耗性の低下と、強度の低下による抗折力の低下を引き起こす為である。Ｄ値が０．８μｍ以下の超硬合金にＺｒを含有させ、Ｚｒ系炭酸化物、（ＺｒＷ）系複炭化物の存在させ、その形態を粒径で規定する。（ｄ１／Ｄ）≦２、（ｄ２／Ｄ）≦２、とすることにより、優れた高温強度への改善効果のあることが分かった。この理由は、（ｄ１／Ｄ）値、（ｄ２／Ｄ）値が２を超えて大きくなると、粗大な各化合物の粒子が合金中で破壊の起点となってしまい、強度を低下させる。従って、２以下に規定する。ここで、より好ましいＤ値は、０．３μｍ以下である。
本願発明のＷＣ基超硬合金において、結合相の組成はＣｏであるが、Ｃｏの１部をＮｉ元素に置換してもよい。結合相の含有量は、重量％で５．５％以上、１５％以下である。結合相が複数の元素を含む場合は、含有量は合計値とする。この含有量が５．５％未満の場合、Ｚｒ、Ｃｒの含有量が適量であっても、抗折力が低下する。一方、１５％を超えて多いと、結合相量が多すぎるため、硬度が低下する不都合が生じる。
本願発明のＷＣ基超硬合金は、ＷＣの粒成長の抑制を図るために、粒成長抑制剤としてＣｒを含有する。Ｃｒの含有量は、結合相に対してＣｒの重量比を０．０３以上、０．２以下に規定する。０．０３未満では、含有量が少なく、ＷＣの粒成長を十分に抑制できない。一方、０．２を超えて大きいと、Ｃｒが過多となり、Ｃｒの炭化物等の脆性相が超硬合金中に多量に生成し、この化合物が破壊の起点となり、強度低下を引き起こしやすい。更に、粒成長抑制剤として、Ｃｒの他にもＴａ、Ｖ等の各添加元素を含有しても良い。
本願発明のＷＣ基超硬合金における各成分の含有量は、例えば、誘導結合プラズマ発光分析（以下、ＩＣＰ分析と記す。）によって求めることができる。

本願発明のＷＣ基超硬合金の表面に、スパッタ法、アークイオンプレーティング法等の物理蒸着法、化学蒸着法等により、被覆を施して使用すると、更に硬度等の性能が改善されて好ましい。被覆する材料としては、例えば、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族金属及びＡｌ、Ｓｉの１種以上の炭素、窒素、酸素、硼素等との化合物からなる皮膜や酸化アルミニウム膜、酸化ジルコニウム膜等の単層や多層膜からなる硬質皮膜が有効である。これらの硬質皮膜を本願発明の超硬合金部材に被覆することにより、表面の耐摩耗性や耐酸化性、摺動性等を改善することが出来る。本願発明のＷＣ基超硬合金は、硬さと高温強度が伴に優れているため、例えば、回転工具、プリント基板加工用回転工具、旋削加工用工具、切断用工具、打ち抜き用工具などに広範囲に用いられ、より一層の性能向上が得られる。特に刃径が０．３ｍｍ以下の小径工具、特に小径ドリルやルーター等に用いると顕著な効果が得られるが、切削工具でなくとも径の小さい耐摩耗工具、押しピン、金型、摺動材等の加工工具に適用しても同様の優れた効果が得られる。本願発明のＷＣ基超硬合金を以下の実施例に基づいて具体的に説明する。

（実施例１）
原料粉末として、夫々、平均粒子径：０．４μｍのＷＣ粉末、平均粒子径：１．２μｍのＣｏ粉末、平均粒子径：１．５μｍのＮｉ粉末、平均粒子径：１．５μｍのＣｒ３Ｃ２粉末、平均粒子径：１．２μｍのＶＣ粉末、平均粒子径：０．４μｍの（ＺｒＷ）Ｃ固溶体粉末、０．８μｍのＺｒＣ粉末を夫々用意し、これらの粉末を所定の組成に配合した。配合した粉をアルコール中で１２時間アトライター混合し、成型用の樹脂を添加し乾燥して混合粉末を作成した。ここで、ｄ１値、ｄ２値を制御して超硬合金に含有させる為に、（ＺｒＷ）Ｃ固溶体粉末とＺｒＣ粉末によるＺｒ含有量を調整した。Ｚｒ含有量を調整するためには、両粉末を同時にバランスよく調整することが重要である。従って、ＺｒＣ粉末だけ用いた場合には、Ｚｒ系炭酸化物、（ＺｒＷ）系複炭化物が超硬合金に形成されるが、特に（ＺｒＷ）系複炭化物のｄ２値が制御できないという不都合がある。一方、（ＺｒＷ）Ｃ固溶体粉末のみの添加では、Ｚｒ系炭酸化物の含有量及びｄ１値が制御できないという不都合がある。本願発明では、超硬合金にＺｒ系炭酸化物、（ＺｒＷ）系複炭化物を共に含有させ、（ｄ１／Ｄ）≦２、（ｄ２／Ｄ）≦２、に制御する為に、全体のＺｒ含有量、ＺｒＣ原料粉末と（ＺｒＷ）Ｃ固溶体原料粉末によるＺｒの添加方法、Ｚｒ含有量に合わせたＣｒ、Ｖ等の含有量の調整、焼結温度や焼結時の中間温度保持条件の制御を行った。Ｚｒ含有量が増加すると、必然的にｄ１値が増大する為、Ｚｒが焼結中に結合相中に固溶する結合相含有量の５％から１０％程度を、ＺｒＣ原料粉末として添加し、ｄ１／Ｄ）≦２、（ｄ２／Ｄ）≦２、となるようにした。（ＺｒＷ）系複炭化物の添加については、ＺｒＣ原料粉末の含有によって生成する量に加えて（ＺｒＷ）Ｃ固溶体原料粉末にて、ＺｒＷ）系複炭化物量とｄ２値を制御した。また、Ｄ値を抑制する為に、粒成長抑制効果を有するＣｒを主、Ｖを従として用い、これらの含有量もＺｒの含有量に合わせて調整した。この理由は、Ｃｒ、Ｖは、Ｚｒの含有によって低下する合金の焼結性を更に低下させる要因となる為である。

次に混合粉末を１００ＭＰａの圧力でプレス成形し、ＪＩＳ抗折試験片（ＪＩＳ−Ｂ−４０５３）用の成形体とした。これらの成形体を真空雰囲気中、１３８０℃で、３０分焼結した後、アルゴンガスを用いて４．９ＭＰａで３０分間加圧し、炉冷した。焼結条件は、Ｃ量を適正値に制御するため、温度プロファイル、真空度、雰囲気ガス組成等を最適化した条件を用いた。例えば、焼結温度が高い場合、Ｚｒ自身の粒成長も活性となる為、Ｚｒ含有量が多い場合は１２９０℃での焼結時に２時間の中間保持を行い、特に超硬合金の固相焼結状態を改善し、Ｚｒ含有量やＣｒ、Ｖ含有量による焼結性の低下に配慮した。
ＪＩＳ試験片用成形体より得られた焼結体は、ダイヤモンド砥石で研削し、４ｍｍ×８ｍｍ×２４ｍｍの寸法を有するＪＩＳ抗折力試験片を作製した。この試験片を用いて、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｃｒ及びＶの組成分析をおこなった。金属結合相であるＣｏ、Ｎｉは、超硬合金の断面を鏡面研磨した後、蛍光Ｘ線分析装置（リガク製、ＺＳＸ−１００Ｅ）により分析し、その含有量を定量的に求めた。Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖの各元素は、超硬合金を微細に粉砕した粉を、Ｈ３ＰＯ４、ＨＣｌ、ＨＦ、ＨＮＯ３及びＨ２ＳＯ４を用いて溶解し、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖをイオン化して、ＩＣＰ分析することにより、各元素の種類を同定するとともに、その含有量を定量的に求めた。各試料の組成を表１に示す。

また、試験片の断面を鏡面研磨した後、村上試薬で０．５分、王水で０．５分間エッチング処理することにより、結晶粒界を明確にした後、各種粒子やＺｒ含有化合物の測定をおこなった。解析に使用した装置は、電界放出型電子プローブマイクロアナライザー（日本電子製、ＪＸＡ−８５００Ｆ、以下、ＦＥ−ＥＰＭＡと記す。）である。この解析によって、Ｚｒを含む炭酸化物の１例としてＺｒ（ＣＯ）、（ＺｒＷ）系複炭化物の１例として（ＺｒＷ）Ｃの有無を同定した。まず、ＦＥ−ＥＰＭＡを用いて、倍率５ｋ倍で２０視野の面分析を行った。次に、Ｚｒを含有する粒子の解析を行い、Ｚｒ（ＣＯ）、（ＺｒＷ）Ｃの識別を行った。ＦＥ−ＥＰＭＡ分析にて１視野以上に、Ｚｒ（ＣＯ）の存在が確認できた試料は、Ｚｒ系炭酸化物を含有していると判断した。同様に、（ＺｒＷ）Ｃの存在が確認できた試料は、（ＺｒＷ）系複炭化物を含有していると判断した。本発明例７、１８、比較例２８、３２の分析結果の１例を表２に示す。

表２に示す様に、本発明例７には２種類の化合物相が観察された。その１つは、化合物番号７−１のＺｒ（ＣＯ）、化合物番号７−２の（ＺｒＷ）Ｃであった。両化合物相を区別するに当たって、Ｚｒ（ＣＯ）の特徴は、Ｚｒ、ＣとＯを含有し、Ｏの含有量がＺｒに次いで多い事である。番号７−１は、Ｚｒ、ＯとＣを含有し、Ｏの含有量がＺｒの含有量に次いで多いいことから、Ｚｒ（ＣＯ）と判断した。但し、番号７−１はＷも含有するので、（ＺｒＷ）（ＣＯ）の可能性も考えられるが、本願発明では、Ｏの含有量がＺｒの含有量に次いで多いいことから、Ｚｒ（ＣＯ）の範疇と判断した。一方、（ＺｒＷ）Ｃの特徴は、Ｚｒ、Ｗ、Ｃを含有し、Ｚｒ含有量の次にＷの含有量が多く、Ｏを含有しない事である。番号７−２は、Ｚｒ、Ｗ、Ｃを含有し、Ｚｒ含有量の次にＷの含有量が多く、Ｏを含有しないことから、（ＺｒＷ）Ｃと判断した。また、本発明例１８の化合物相番号１８−２は、ＣｏやＶ等の他元素を含有していても（ＺｒＷ）系複炭化物として（ＺｒＷ）Ｃの範疇に含めた。（ＺｒＷ）系複炭化物としての性質が損なわれることはなく、逆に性質が向上していると考えられる。ｄ１値、ｄ２値は、各化合物相を含有していると判別した試料について、倍率１０ｋ倍で撮影した画像を拡大コピーし、これを画像解析ソフト（Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ Ｖｅｒｓｉｏｎ４．０ ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ、Ｍｅｄｉａ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社、Ｗｉｎｄｏｗｓは登録商標です。）により解析することにより算出した。Ｄ値も同様に、倍率１０ｋ倍にて５視野観察して求めた。Ｄ値、ｄ１値、ｄ２値、とその比を表３に示す。

試験片の室温、高温での抗折力、硬さも測定した。抗折力は、Ｍｅｔａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ（島津製作所製、ＥＨＦ−ＥＤ２０）を用いて、スパン２０ｍｍ、クロスベッドスピード
１ｍｍ／ｍｉｎの条件で３点曲げ試験により求めた。室温条件は、室温が２５℃の大気中にて測定を行った。高温条件は、７００℃に保持したＡｒ雰囲気の恒温炉中にて測定を行った。夫々の試験数は５点とし、平均値を求めた。硬さは、ロックウェル硬度試験機（ミツトヨ製、ＨＲ−５２３）を用い、Ａスケール、加重２４９．２Ｎの条件にて求めた。測定の結果を表４に示す。

表４の結果から、本発明例１から２５は、抗折力が高く、室温の２５℃では３．９ＧＰａ以上、高温の７００℃では３．０ＧＰａ以上の高強度であった。しかし、結合相量が４％と少ない比較例２６は、室温、高温の何れにおいても３．０ＧＰａを下回る抗折力しか示さなかった。結合相量が１６％と多い比較例３５は、Ｚｒ、Ｃｒ含有量が本願発明規定内であっても、結合相量が多いため硬度が低下した。そこで、本願発明の超硬合金における結合相量は、５．５％以上、１５％以下とする必要がある。但し、また、結合相がＣｏのみを含有する本発明例７に対し、ＣｏとＮｉを含有する本発明例１６は、抗折力及び硬度が低下した。そこで、超硬合金の結合相は、Ｃｏのみであることが好ましい。
Ｚｒ含有量が、０．０５％から０．８％の適正範囲内にある本発明例３から１０は、Ｚｒ（ＣＯ）、（ＺｒＷ）Ｃが共に存在し、Ｄ≦０．８、（ｄ１／Ｄ）≦２、（ｄ２／Ｄ）≦２を満たしてＺｒ含有効果が得られ、高温で３．０ＧＰａ以上の抗折力が得られた。一方、Ｚｒ含有量が少ない比較例２7から２９は、Ｚｒの効果が十分に得られず、高温での抗折力が低くなった。特に比較例２８は、表１、２に示すように、Ｚｒ（ＣＯ）のみしか含有していなかった。即ち、Ｚｒ（ＣＯ）と（ＺｒＷ）Ｃとの両方が存在しないことにより、高温での抗折力が極端に低くなった。Ｚｒ含有量が多い比較例３０から３２は、Ｚｒ（ＣＯ）と（ＺｒＷ）Ｃの両方が存在しているものの、（ｄ１／Ｄ）値、（ｄ２／Ｄ）値が共に２を超えて大きく、この粗大な化合物粒子が破壊の起点となって、室温及び高温における抗折力が低下した。
Ｃｒ含有量の対Ｃｏ重量比が０．０３から０．２の適正範囲にある本発明例１１から１５を比較すると、何れの場合もＷＣの粒成長抑制効果が十分発揮され、均一な微粒をもった超硬合金が得られ、ＨＲＡ９３以上の高硬度を示した。一方、Ｃｒ含有量の対Ｃｏ重量比が０．０２と小さい比較例３３は、ＷＣの粒成長抑制効果が不十分なため、Ｄ値が１．２μｍであった。その結果、硬度がＨＲＡ９２．７に低下し、抗折力も２．２ＧＰａとなり本発明例より低下した。Ｃｒ含有量の対Ｃｏ重量比が０．２２と大きい比較例３４は、ＷＣの粒成長は抑制されて硬度は上昇した。しかし、Ｃｒ炭化物等の脆弱相の生成により、抗折力は１．９ＧＰａまで極端に低下した。
Ｖを含有した本発明例１７から２１は、（ｄ１／Ｄ）値、（ｄ２／Ｄ）値が共に２以下となり、Ｖの含有によるＷＣの粒成長抑制効果によって、均一な微粒をもった超硬合金が得られた。そして、４．６ＧＰａ以上の室温強度と、３．６ＧＰａ以上の高温強度が得られ、ＨＲＡ９３．５以上の高い硬度を示した。

（実施例２）
本願発明のＷＣ基超硬合金の高温強度を確認する為に、小径ドリルを用いた穴開け加工の試験を行った。小径ドリルは、刃先径が細く、微粒超硬合金の性能差を容易に比較できる。即ち、穴開け加工時には、ドリルの刃先が約６００℃以上になり、この高温時に強度低下が起こると、ドリルの刃先の変形を引き起こし、この変形によりドリルの破損が起こるからである。これより、折損本数を測定することにより、高温強度による性能差を容易に比較できる。
表１に示した組成の混合粉末を、２５ＭＰａの圧力で押し出し成形し、φ４．７ｍｍの丸棒成形体を作製した。この丸棒成形体より得られた丸棒焼結体を、夫々研磨し、全長が３８．１ｍｍ、シャンク径が３．１７５ｍｍ、刃先径が０．２５ｍｍ、溝長が５．５ｍｍの小径ドリルを作製した。これらの小径ドリルを用いて、以下の条件によって穴開け加工の試験を行った。
（試験条件）
被削材 ：板厚が１．６ｍｍのガラスエポキシ銅張り４層積層板を２枚重ね
回転数 ：毎分１６０、０００回転
耐摩耗性の評価時の送り量：１３μｍ／回転
耐折損性の評価時の送り量：１９μｍ／回転
評価方法は、５０００穴の穴開け加工した後、小径ドリルの刃先径の減少量を測定して耐摩耗性を評価した。また、高温強度を測定する為、夫々の条件について２０本のドリルを用いて、送り量が１９μｍ／回転の条件で、被削材を６０００穴まで加工した時、途中で折損したドリルの本数を測定し、耐折損性を評価した。これらの評価結果を表５に示す。

表５に示す小径ドリルの基体組成や物性値は、焼成条件等の素材の作製条件がＪＩＳ抗折試験片と同じであるため、表１から４に示したＪＩＳ抗折試験片の試料番号が同一のものとみなした。従って、表１の試料番号に従って、本発明例３６〜６０、比較例６１〜７０とした。本発明例３６〜６０は、優れた耐摩耗性、耐折損性を示した。しかし、Ｃｏ含有量の少ない比較例６１は、Ｚｒ及びＣｒの含有量が本願発明の規定値内であっても、折損本数が１２本となり、耐折損性が劣った。Ｃｏ含有量の多い比較例７０は、刃先径減量が極端に大きくなった。結合相にＣｏ、Ｎｉを含有する本発明例５１は、他の本発明例に対し、刃先径減量と折損本数が増加した。Ｚｒ含有量が０．０５％から０．８％の適正範囲内にある本発明例３８〜４５を比較すると、何れの場合も（ｄ１／Ｄ）値、（ｄ２／Ｄ）値が共に２以下となっていることから高い耐折損性を示し、試験片評価結果である高温抗折力を反映した。一方、Ｚｒ含有量が少ない比較例６２から６４は、Ｚｒ（ＣＯ）、（ＺｒＷ）Ｃの両方存在しない場合、或いは片方のみしか存在しない場合であり、折損本数が多かった。これも試験片評価結果の低抗折力を反映したものであった。Ｚｒ含有量が多い比較例６５から６７は、（ｄ１／Ｄ）値、（ｄ２／Ｄ）値が２を超えて大きくなり、この粗大粒子が破壊の起点となって、折損本数が増加した。
Ｃｒ含有量の対Ｃｏ重量比が０．０３から０．２の適正範囲内にある本発明例４６〜５０を比較すると、何れの場合も（ｄ１／Ｄ）値、（ｄ２／Ｄ）値が共に２以下であり、刃先径減量少なく、折損本数が零であった。これも試験片評価結果の高硬度と高抗折力を反映したものであった。一方、Ｃｒ含有比の少ない比較例６８は、刃先径減量が本発明例と比較して２倍程度大きくなってしまった。Ｃｒ含有比の多い比較例６９は、折損本数が９本となり、極端に増加した。これは、Ｃｒ炭化物等の脆弱相の生成により、抗折力が低下したことに起因する。以上の結果から、本願発明のＷＣ基超硬合金を用いて作製した切削工具は、優れた高温強度による耐折損性と耐摩耗性を有し、工具寿命を向上させることができた。

Claims (1)

1. ＷＣ基超硬合金は、重量％で５．５％〜１５％のＣｏを結合相とし、Ｚｒ含有量は０．０５％〜０．８％、Ｃｒ含有量は結合相に対する重量比で０．０３〜０．２、残部がＷＣ及び不可避不純物を有し、該超硬合金はＺｒを含む炭酸化物、ＺｒとＷを含む複炭化物を含有し、該Ｚｒを含む炭酸化物の平均粒子径をｄ１（μｍ）、該ＺｒとＷを含む複炭化物の平均粒子径をｄ２（μｍ）、該ＷＣの平均粒子径をＤ（μｍ）としたとき、Ｄ≦０．８、（ｄ１／Ｄ）≦２、（ｄ２／Ｄ）≦２、であることを特徴とするＷＣ基超硬合金。