JP2008031016A - Tantalum carbide powder, tantalum carbide-niobium composite powder and their production method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide tantalum carbide powder and solid solution of tantalum carbide-niobium as raw material for composite material, each of which is composed of fine and uniform particles uniformly dispersed, also stoichiometrically sufficiently bonded with carbon and has a low oxygen content, and to provide their production methods. <P>SOLUTION: Each of the tantalum carbide powder and tantalum carbide-niobium composite powder has a primary particle average diameter of 0.10 to 0.40 μm measured by a specific surface area method (BET method), a secondary particle average diameter of 0.40 to 1.0 μm measured by an FSSS method, and also has (the primary particle average diameter/secondary particle average diameter) within the range of 0.21 to 0.40. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、高温材料や切削工具材料分野における複合材料の添加物として用いられる炭化タンタル粉末および炭化タンタル−炭化ニオブの固溶体に関し、特に、複合材料の強度向上に寄与できる微粒で均粒、且つ酸素含有量の少ない炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブの固溶体とその製造方法、並びにこれを用いた複合材料に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tantalum carbide powder and a tantalum carbide-niobium carbide solid solution used as an additive for composite materials in the field of high-temperature materials and cutting tool materials. The present invention relates to a tantalum carbide powder having a low content, a solid solution of tantalum carbide-niobium, a manufacturing method thereof, and a composite material using the same.

炭化タンタル(TaC)粉末および炭化タンタル−炭化ニオブ(NbC)の固溶体((Ta,Nb)C)は、超微粒超硬合金の焼結過程で起きるWC結晶の成長を抑制する添加物として、また、金属材料等を切削する超硬合金工具やサーメット工具の摩耗抑制や耐熱性、耐酸化性を向上させるための添加物として広く用いられている。   Tantalum carbide (TaC) powder and tantalum carbide-niobium carbide (NbC) solid solution ((Ta, Nb) C) are used as additives to suppress the growth of WC crystals that occur during the sintering of ultrafine cemented carbides. It is widely used as an additive for suppressing wear and improving heat resistance and oxidation resistance of cemented carbide tools and cermet tools for cutting metal materials and the like.

従来、炭化タンタル粉末の製造方法とその特性に関しては、主に次のような技術が開示されている。   Conventionally, the following techniques are mainly disclosed regarding the manufacturing method and characteristics of tantalum carbide powder.

特許文献1には、遷移金属アルコキシドを、炭素を懸濁したアルコール液中で前記遷移金属の酸化物の導電点近傍において加水分解した後乾燥することにより、内部に炭素粒子を均一に分散させた酸化物ゲルを作り、前記ゲルを真空中若しくは不活性ガス中で熱処理を施すことにより顆粒状の炭化物を作り、この顆粒状炭化物をほぐすことによって炭化物超微粉を製造する方法が開示されている。   In Patent Document 1, the transition metal alkoxide is hydrolyzed in the vicinity of the conduction point of the transition metal oxide in an alcohol liquid in which carbon is suspended, and then dried, thereby uniformly dispersing the carbon particles therein. A method is disclosed in which an oxide gel is prepared, and the gel is heat-treated in a vacuum or in an inert gas to form granular carbides, and the granular carbides are loosened to produce carbide ultrafine powder.

具体的に、特許文献1に開示された方法による炭化タンタル粉末は、タンタル・エトキシド(Ta(CO))の0.1モルを0.35モルの炭素粉末を懸濁したエチルアルコール中で、1モルの水を含有したエチルアルコールを添加することにより加水分解し、アルコールを除いた後60℃で水分を除去している。更に、無定形酸化物中に炭素を均一に分散し、得られたゲルを1400℃の真空中で熱処理を施して炭化タンタルを得ている。同じ方法による特許文献1の図3に示された炭化タンタル粉末は平均粒径が約0.4μmで、最大粒径が約5μmの粒径分布測定結果および特許文献1の図4には、X線回折図形が示されている。しかし、特許文献1には、それ以外の詳細な特性については示されていない。 Specifically, the tantalum carbide powder produced by the method disclosed in Patent Document 1 is ethyl in which 0.1 mol of tantalum ethoxide (Ta (C 2 H 5 O) 5 ) is suspended in 0.35 mol of carbon powder. Hydrolysis is performed by adding ethyl alcohol containing 1 mol of water in alcohol, and after removing the alcohol, moisture is removed at 60 ° C. Furthermore, carbon is uniformly dispersed in the amorphous oxide, and the resulting gel is heat-treated in a vacuum at 1400 ° C. to obtain tantalum carbide. The tantalum carbide powder shown in FIG. 3 of Patent Document 1 by the same method has an average particle diameter of about 0.4 μm and a particle size distribution measurement result having a maximum particle diameter of about 5 μm and FIG. A line diffraction pattern is shown. However, Patent Document 1 does not show other detailed characteristics.

特許文献2には、IVB族遷移金属(Ti、Zr、Hf)、VB族遷移金属(V、Nb、Ta)、およびVIB族遷移金属(Cr、Mo、W)の酸化物から選択される少なくとも1種の金属酸化物と炭素源の反応性粒子混合物を非酸化性の雰囲気中で100K/秒から100,000,000K/秒の範囲内の速度で熱処理を施すことにより迅速な炭素熱還元を生じさせて前駆体の粒子混合物を作り、次にこの前駆体を仕上げ温度で熱処理を施して仕上げ生成物の金属炭化物を得る製造方法が開示されている。この特許文献2に開示された方法によりタンタルの反応性粒子混合物は1750℃および1950℃の反応温度で熱処理が施され、夫々0.3μmの炭化タンタル粉末が得られること示されている。しかし、それ以外の詳細な特性については示されていない。   Patent Document 2 includes at least selected from Group IVB transition metals (Ti, Zr, Hf), Group VB transition metals (V, Nb, Ta), and Group VIB transition metals (Cr, Mo, W) oxides. Rapid carbothermal reduction is achieved by subjecting a reactive particle mixture of one metal oxide and a carbon source to a heat treatment in a non-oxidizing atmosphere at a rate in the range of 100 K / second to 100,000,000 K / second. Disclosed is a production process that produces a precursor particle mixture that is then heat treated at a finishing temperature to obtain a finished product metal carbide. It has been shown that the reactive particle mixture of tantalum is subjected to heat treatment at reaction temperatures of 1750 ° C. and 1950 ° C. to obtain 0.3 μm tantalum carbide powders by the method disclosed in Patent Document 2, respectively. However, other detailed characteristics are not shown.

特許文献3には、低酸素でかつ低遊離炭素の高品質の炭化タンタルを歩留まり良く製造する方法が開示されている。具体的に、特許文献3では、五酸化タンタルとカーボンを混合し、水素炉で一次炭化を行い、得られた炭化物の遊離カーボンの量を測定し、次いでこの測定結果に基づいてカーボン量を調整して一次炭化物に添加し、次いで真空炭化炉で所定の温度で二次炭化を行う炭化タンタルの製造方法で、一次炭化の処理温度が1400〜1800℃、二次炭化の処理温度が1800〜2000℃であることが示されている。特許文献3の方法によれば、全炭素量6.25質量%、遊離炭素量0.02質量%、酸素0.25質量%の炭化タンタル粉末が得られ、粒子径についてはボールミル等で所望粒子径に粉砕されることが示されている。   Patent Document 3 discloses a method for producing a high-quality tantalum carbide with low oxygen and low free carbon with high yield. Specifically, in Patent Document 3, tantalum pentoxide and carbon are mixed, primary carbonization is performed in a hydrogen furnace, the amount of free carbon of the obtained carbide is measured, and then the amount of carbon is adjusted based on the measurement result In the method for producing tantalum carbide, which is added to the primary carbide and then subjected to secondary carbonization at a predetermined temperature in a vacuum carbonization furnace, the primary carbonization treatment temperature is 1400 to 1800 ° C., and the secondary carbonization treatment temperature is 1800 to 2000. It is shown to be in ° C. According to the method of Patent Document 3, a tantalum carbide powder having a total carbon content of 6.25% by mass, a free carbon content of 0.02% by mass and oxygen of 0.25% by mass is obtained. It is shown to be crushed to diameter.

超硬合金、サーメット、およびその他複合材料等の強度向上を図るためには添加元素の均一分散が重要となる。   In order to improve the strength of cemented carbide, cermet, and other composite materials, uniform dispersion of additive elements is important.

しかしながら、上記の従来技術においては、複合材料内への均一分散性に優れる炭化タンタル粉末、即ち、粉末の凝集が少なく、微粒で均粒であり、且つ化学量論的に充分に炭素と結合した酸素含有量の少ない炭化タンタル粉末は提供されていない。また、同様に、粉末の凝集が少なく、微粒で均粒であり、且つ化学量論的に充分に炭素と結合した酸素含有量の少ない炭化タンタル−ニオブ複合粉末は提供されていない。さらに、これらの粉末を安価に提供できる製造技術、即ち、製造コストが低減できる短い工程の製造技術は提供されていないと言える。   However, in the above prior art, tantalum carbide powder excellent in uniform dispersibility in the composite material, that is, the powder is less agglomerated, fine and uniform, and sufficiently stoichiometrically bonded to carbon. No tantalum carbide powder with a low oxygen content is provided. Similarly, a tantalum carbide-niobium composite powder with little agglomeration of powder, fine and uniform particles, and a low stoichiometrically sufficient amount of oxygen combined with carbon is not provided. Furthermore, it can be said that a manufacturing technique that can provide these powders at a low cost, that is, a manufacturing technique of a short process that can reduce the manufacturing cost is not provided.

従来の製造方法の問題点、並びに得られた粉末特性の問題点について更に、詳しく述べる。   The problem of the conventional manufacturing method and the problem of the obtained powder property will be described in more detail.

五酸化タンタルとカーボン、および五酸化ニオブとカーボンの混合物を高温で熱処理を施して炭化物を得る反応は次の化1式および化2式の熱化学反応式に示す通り、大きな吸熱と多量の反応ガス(CO)の生成を伴って進行する。   The reaction of obtaining a carbide by heat-treating a mixture of tantalum pentoxide and carbon or niobium pentoxide and carbon at a high temperature is a large endothermic reaction and a large amount of reaction as shown in the following thermochemical reaction formulas It proceeds with the generation of gas (CO).

先行技術に見られる一般的な従来の方法によって、化学量論的に炭素と結合した酸素含有量の少ない微細な炭化タンタルおよび炭化タンタル−ニオブ固溶体を得ようとすると、大きな吸熱反応に対応するための高温での熱処理、および多量の反応ガスを解決するための非酸化性雰囲気中の一次炭化と、これに続く真空雰囲気での二次炭化や前駆体の仕上げ温度への熱処理等の二段階の熱処理が必要となる。   When trying to obtain fine tantalum carbide and tantalum carbide-niobium solid solutions with low oxygen content stoichiometrically bound to carbon by the common conventional methods found in the prior art, to cope with large endothermic reactions Heat treatment at a high temperature and primary carbonization in a non-oxidizing atmosphere to solve a large amount of reaction gas, followed by secondary carbonization in a vacuum atmosphere and heat treatment to the finishing temperature of the precursor, etc. Heat treatment is required.

従って、高温熱処理に必要な電力量や製造工程数が増加するという製造コスト面での問題を有している。   Therefore, there is a problem in terms of manufacturing cost that the amount of electric power and the number of manufacturing steps required for high temperature heat treatment increase.

また、これらの方法で得られる炭化物は高温で処理されるため粒成長により1次粒子の粗粒化、また上記粒成長の過程で1次粒子同士のネッキングや凝集による大きな2次粒子が形成される問題がある。上記の粗粒化した1次粒子およびネッキングや大きな凝集粒子は、高温で熱処理を施されたもの程、後工程である粉砕工程で微細化され難くなる。また均一に粉砕され難く、強粉砕した場合不純物が混入し易くなる。   In addition, since the carbides obtained by these methods are processed at a high temperature, the primary particles are coarsened by the grain growth, and large secondary particles are formed by the necking or agglomeration of the primary particles in the course of the grain growth. There is a problem. The coarser primary particles and necking or large aggregated particles that are heat-treated at a higher temperature are less likely to be refined in the subsequent pulverization step. Further, it is difficult to pulverize uniformly, and impurities are likely to be mixed when pulverized strongly.

上記の粗い炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブ複合粉末を、超硬合金、サーメットの複合材料の原料として使用すると、炭化タンタルおよび炭化タンタル−ニオブ固溶体の分散相および固溶相径が粗大となり組織的に均一性を欠くことになる。また不純物混入による組織の欠陥が生じる可能性がある。即ち、その用途となる前述複合材料の強度が低下する問題を有している。   When the above-mentioned coarse tantalum carbide powder and tantalum carbide-niobium composite powder are used as raw materials for cemented carbide and cermet composite materials, the dispersed and solid solution phase diameters of tantalum carbide and tantalum carbide-niobium solid solution become coarse and systematically. Will lack uniformity. In addition, there is a possibility that a tissue defect may occur due to contamination with impurities. That is, there is a problem that the strength of the composite material used as the application is lowered.

また、タンタル又はニオブの微細な酸化物と炭素の均一な混合物を作り、1400℃以下の低い温度で熱処理を施して微細な炭化タンタル又は炭化ニオブを得ようとしても、充分な還元・炭化反応が行われないため、残留する酸素含有量が多くなる問題点がある。炭化物粉末に残留した酸素は、超硬合金、サーメットおよび炭化タンタルおよび炭化タンタルと炭化ニオブの固溶体を分散させた複合材料の焼結過程で脱炭素反応を引き起こし、欠陥となる脆い相を生成させたり、脱炭素反応の生成ガスによるポアを生成させたりするため、焼結体の強度低下原因となる問題を有している。   Even if a fine mixture of fine oxides of tantalum or niobium and carbon is made and heat treatment is performed at a low temperature of 1400 ° C. or lower to obtain fine tantalum carbide or niobium carbide, sufficient reduction and carbonization reaction is achieved. Since it is not performed, there is a problem that the residual oxygen content increases. Oxygen remaining in the carbide powder causes a decarbonization reaction during the sintering process of cemented carbide, cermet, and tantalum carbide and composite materials in which a solid solution of tantalum carbide and niobium carbide is dispersed, generating a brittle phase that becomes a defect. Since pores are generated by the product gas of the decarbonization reaction, there is a problem that causes a decrease in strength of the sintered body.

特開平2−204319号公報JP-A-2-204319 特表平9−501391号公報JP-T-9-501391 特開2000−44222号公報JP 2000-44222 A

従って、本発明の第一の技術的課題は、複合材料の原料として均一分散が可能な微粒で均粒、且つ化学量論的に炭素と充分に結合し、且つ酸素含有量の少ない、結合炭素6.09〜6.22質量%、酸素含有量0.39質量%以下の炭化タンタル粉末、および結合炭素6.19〜10.95質量%、酸素含有量0.39質量%以下の炭化タンタル−ニオブの固溶体を提供することにある。   Therefore, the first technical problem of the present invention is that bonded carbon, which is a finely divided fine particle that can be uniformly dispersed as a raw material of the composite material, has a sufficient stoichiometric bond with carbon, and has a low oxygen content. Tantalum carbide powder having 6.09 to 6.22 mass% and oxygen content of 0.39 mass% or less, and tantalum carbide having bonded carbon 6.19 to 10.95 mass% and oxygen content of 0.39 mass% or less It is to provide a solid solution of niobium.

また、本発明の第二の技術的課題は、適切な選択により従来方法に示される二段階の熱処理を必要としない製造方法、即ち、熱処理を一回のみとする安価な炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブ固溶体からなる複合炭化粉末の製造方法を提供することにある。   Further, the second technical problem of the present invention is a manufacturing method that does not require the two-stage heat treatment shown in the conventional method by appropriate selection, that is, an inexpensive tantalum carbide powder and tantalum carbide that require only one heat treatment. -It is providing the manufacturing method of the composite carbonization powder which consists of a niobium solid solution.

上記課題を解決するために本発明者らは各種実験を重ねた結果、還元・炭化の均一反応化の新たな熱処理手段を見出し、本発明を成すに至ったものである。   As a result of repeating various experiments in order to solve the above problems, the present inventors have found a new heat treatment means for uniform reaction of reduction and carbonization, and have achieved the present invention.

即ち、本発明の炭化タンタル粉末は、比表面積法(BET法)で測定した1次粒子平均粒径が0.10〜0.40μmで、FSSS法で測定した2次粒子平均径が0.40〜1.0μmであり、且つ(1次粒子平均粒径/2次粒子平均径)が0.21〜0.40であることを特徴とする。   That is, the tantalum carbide powder of the present invention has an average primary particle size measured by the specific surface area method (BET method) of 0.10 to 0.40 μm and an average secondary particle size measured by the FSSS method of 0.40. And 1.0 (average primary particle diameter / secondary particle average diameter) is 0.21 to 0.40.

また、本発明の炭化タンタル粉末は、前記炭化タンタル粉末において、全炭素量が6.13〜6.33質量%、遊離炭素が0.15質量%以下、結合炭素が6.09〜6.22質量%、酸素含有量が0.39質量%以下であることを特徴とする。   In the tantalum carbide powder of the present invention, the total amount of carbon in the tantalum carbide powder is 6.13 to 6.33% by mass, free carbon is 0.15% by mass or less, and bonded carbon is 6.09 to 6.22. It is characterized by having a mass% and an oxygen content of 0.39 mass% or less.

また、本発明の炭化タンタル−ニオブ複合粉末は、前記炭化タンタル粉末に更にニオブを含む炭化タンタル−ニオブ複合粉末であって、炭化ニオブは組成比で0.50〜99.5質量%含有してなることを特徴とする。   Moreover, the tantalum carbide-niobium composite powder of the present invention is a tantalum carbide-niobium composite powder further containing niobium in the tantalum carbide powder, and the niobium carbide is contained in a composition ratio of 0.50 to 99.5 mass%. It is characterized by becoming.

また、本発明の炭化タンタル−ニオブ複合粉末は、前記炭化タンタル−ニオブ複合粉末において、比表面積法(BET法)で測定した1次粒子平均粒径が0.10〜0.40μmで、FSSS法で測定した2次粒子平均径が0.40〜1.0μmであり、且つ(1次粒子平均粒径/2次粒子平均径)が0.21〜0.40であることを特徴とする。   Further, the tantalum carbide-niobium composite powder of the present invention is the tantalum carbide-niobium composite powder having an average primary particle size measured by a specific surface area method (BET method) of 0.10 to 0.40 μm and an FSSS method. The secondary particle average diameter measured in (1) is 0.40 to 1.0 μm, and (primary particle average particle diameter / secondary particle average diameter) is 0.21 to 0.40.

また、本発明の炭化タンタル−ニオブ複合粉末は、前記いずれか一つの炭化タンタル−ニオブ複合粉末において、全炭素量が6.34〜11.10質量%、遊離炭素が0.15%以下、結合炭素が6.19〜10.95質量%、酸素含有量が0.39質量%以下であることを特徴とする。   Moreover, the tantalum carbide-niobium composite powder of the present invention is the above-mentioned tantalum carbide-niobium composite powder, wherein the total carbon amount is 6.34 to 11.10% by mass, the free carbon is 0.15% or less, The carbon content is 6.19 to 10.95% by mass, and the oxygen content is 0.39% by mass or less.

また、本発明の炭化タンタル粉末の製造方法は、前記いずれか一つの炭化タンタル粉末を製造する方法であって、酸化タンタル粉末とカーボンブラックとを混合し混合粉末を得る混合工程と、前記混合粉末を造粒機を用いて造粒粉末を得る造粒工程と、前記造粒粉末を炭素製回転管を有した回転炉を用いて、1450〜1600℃の水素または水素−アルゴン混合雰囲気下で熱処理を施し、還元・炭化反応により炭化タンタル粉末の被熱処理物を得る熱処理工程と、前記炭化タンタル粉末の被熱処理物を解砕し微粉末を得る解砕工程とを備えることを特徴とする。   The method for producing a tantalum carbide powder according to the present invention is a method for producing any one of the above tantalum carbide powders, a mixing step of mixing a tantalum oxide powder and carbon black to obtain a mixed powder, and the mixed powder. A granulation step of obtaining a granulated powder using a granulator, and heat treatment of the granulated powder in a hydrogen or hydrogen-argon mixed atmosphere at 1450 to 1600 ° C. using a rotary furnace having a carbon rotating tube And a heat treatment step for obtaining a heat-treated product of tantalum carbide powder by reduction and carbonization reaction, and a crushing step for crushing the heat-treated product of tantalum carbide powder to obtain a fine powder.

また、本発明の炭化タンタル−ニオブ複合粉末の製造方法は、前記いずれか一つの炭化タンタル−ニオブ複合粉末を製造する方法であって、酸化タンタル粉末とカーボンブラックと酸化ニオブとを混合し混合粉末を得る混合工程と、前記混合粉末を造粒機を用いて造粒粉末を得る造粒工程と、前記造粒粉末を炭素製回転管を有した回転炉を用いて、1450〜1600℃の水素または水素−アルゴン混合雰囲気下で熱処理を施し、還元・炭化反応により炭化タンタル−ニオブ複合粉末の被熱処理物を得る熱処理工程と、前記炭化タンタル−ニオブ複合粉末の被熱処理物を解砕し微粉末を得る解砕工程とを備えることを特徴とする。   The method for producing a tantalum carbide-niobium composite powder according to the present invention is a method for producing any one of the above tantalum carbide-niobium composite powders, wherein tantalum oxide powder, carbon black and niobium oxide are mixed and mixed. 1450 to 1600 ° C. hydrogen using a mixing step to obtain a granulated powder using a granulator, and a granulated powder using a rotary furnace having a carbon rotating tube. Alternatively, a heat treatment step in which heat treatment is performed in a hydrogen-argon mixed atmosphere to obtain a heat treated product of the tantalum carbide-niobium composite powder by reduction and carbonization reaction, and the heat treated product of the tantalum carbide-niobium composite powder is crushed and fine powder And a crushing step for obtaining the above.

本発明によれば、五酸化タンタル粉末および五酸化ニオブとカーボンブラックを原料として、還元・炭化反応に必要な熱の供給および反応生成ガスの排出を容易にすることにより均一な反応を起こすことができ、凝集がなく、微粒且つ均粒で分散性の優れる炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブ複合粉末とそれらの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, tantalum pentoxide powder, niobium pentoxide and carbon black are used as raw materials, and a uniform reaction can be caused by facilitating the supply of heat necessary for the reduction and carbonization reaction and the discharge of the reaction product gas. It is possible to provide a tantalum carbide powder and a tantalum carbide-niobium composite powder that are fine, uniform and excellent in dispersibility without aggregation, and methods for producing them.

また、本発明によれば、従来の一般的方法より低い温度で、且つ1回のみの熱処理で、酸素が低く炭素が充分結合した炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブ複合粉末を得ることができるため、製造コストを顕著に低減できる炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブ複合粉末とそれらの製造方法を提供することができる。   Further, according to the present invention, a tantalum carbide powder and a tantalum carbide-niobium composite powder with low oxygen and sufficient carbon bonding can be obtained at a temperature lower than that of the conventional general method and by only one heat treatment. Further, it is possible to provide a tantalum carbide powder and a tantalum carbide-niobium composite powder that can significantly reduce the manufacturing cost, and a method for manufacturing the same.

また、本発明の炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブ複合粉末を超硬合金やセラミックス等の切削工具や高温材料の分野に使用した場合、抗折破壊の起点のサイズは従来の炭化タンタル粉末に比較して小さく、抗折強度の向上に寄与できる。   In addition, when the tantalum carbide powder and tantalum carbide-niobium composite powder of the present invention are used in the field of cutting tools and high-temperature materials such as cemented carbide and ceramics, the size of the origin of bending fracture is compared with conventional tantalum carbide powder. And can contribute to the improvement of the bending strength.

本発明を更に具体的に説明する。   The present invention will be described more specifically.

本発明は、炭化タンタル粉末とそれを用いた炭化タンタル−ニオブ複合粉末と、それらの製造方法を提供するものである。   The present invention provides a tantalum carbide powder, a tantalum carbide-niobium composite powder using the same, and a method for producing them.

(I)まず、本発明の炭化タンタル粉末とその製造方法について説明する。 (I) First, the tantalum carbide powder of the present invention and the production method thereof will be described.

本発明の炭化タンタル粉末は、比表面積法(BET法)で測定した1次粒子平均粒径Dpが0.10〜0.40μmであり、FSSS法で測定した2次粒子平均径Dsが0.40〜1.0μmである。そして、Dp/Ds(1次粒子平均粒径/2次粒子平均径)が0.21〜0.40である。この炭化タンタル粉末は、全炭素量が6.13〜6.33質量%、遊離炭素が0.15質量%以下、結合炭素が6.09〜6.22質量%、酸素含有量が0.39質量%以下である。 The tantalum carbide powder of the present invention has an average primary particle diameter DT p measured by a specific surface area method (BET method) of 0.10 to 0.40 μm, and an average secondary particle diameter DT measured by the FSSS method. s is 0.40 to 1.0 μm. Then, D T p / D T s (1 average primary particle size / secondary particle average diameter) is 0.21 to 0.40. This tantalum carbide powder has a total carbon content of 6.13 to 6.33% by mass, free carbon of 0.15% by mass or less, bonded carbon of 6.09 to 6.22% by mass, and oxygen content of 0.39. It is below mass%.

本発明の炭化タンタル粉末を製造する方法は、酸化タンタル粉末とカーボンブラックとを混合し混合粉末を得る混合工程と、前記混合粉末を造粒機を用いて造粒粉末を得る造粒工程と、前記造粒粉末を炭素製回転管を有した回転炉を用いて、1450〜1600℃の水素または水素−アルゴン混合雰囲気下で熱処理を施し、還元・炭化反応により炭化タンタル粉末の被熱処理物を得る熱処理工程と、前記炭化タンタル粉末の被熱処理物を解砕し微粉末を得る解砕工程とを備える。   The method for producing the tantalum carbide powder of the present invention includes a mixing step of mixing a tantalum oxide powder and carbon black to obtain a mixed powder, a granulating step of obtaining the granulated powder from the mixed powder using a granulator, The granulated powder is heat-treated in a hydrogen or hydrogen-argon mixed atmosphere at 1450 to 1600 ° C. using a rotary furnace having a carbon rotating tube, and a heat-treated material of tantalum carbide powder is obtained by reduction and carbonization reaction. A heat treatment step, and a crushing step of crushing the heat treated material of the tantalum carbide powder to obtain a fine powder.

(i)次に、本発明の炭化タンタル粉末の粒径を上記の数値範囲に限定した理由を説明する。 (I) Next, the reason why the particle size of the tantalum carbide powder of the present invention is limited to the above numerical range will be described.

(a)まず、平均粒径について説明する。 (A) First, the average particle diameter will be described.

BET法で測定した値から算出した1次粒子平均粒径が0.10μm未満の微細粉末は低い熱処理温度で得られるが未反応による残留酸素が多くなり、この残留酸素は複合材料の焼結過程において反応ガスを生成しポア発生の原因となる。一方、高い熱処理温度で得られる0.40μmを超える粗い粉末は凝集やネッキングも強固で粉砕され難くなり超硬合金、サーメットおよびその他複合材料中での均一な分散が困難となるため1次粒子平均粒径を0.10〜0.40μmに限定した。   Fine powder with an average primary particle size of less than 0.10 μm calculated from the value measured by the BET method can be obtained at a low heat treatment temperature, but residual oxygen increases due to unreacted, and this residual oxygen is the sintering process of the composite material. At this time, a reaction gas is generated and causes pores. On the other hand, a coarse powder exceeding 0.40 μm obtained at a high heat treatment temperature is strong in aggregation and necking, and is difficult to be pulverized, making uniform dispersion in cemented carbide, cermet and other composite materials difficult. The particle size was limited to 0.10 to 0.40 μm.

また、FSSS法で測定した2次粒子平均径が0.40μm未満の微細粉末は低い熱処理温度で得られるが、前述と同じ高酸素でポア発生の問題がある。また、高い熱処理温度で得られる1.0μmを超える粗い粉末は凝集やネッキングも強固で粉砕され難くなり超硬合金、サーメットおよびその他複合材料における均一な分散が困難となるため2次粒子平均粒径を0.40〜1.0μmに限定した。   A fine powder having an average secondary particle diameter of less than 0.40 μm measured by the FSSS method can be obtained at a low heat treatment temperature, but there is a problem of pore generation at the same high oxygen as described above. In addition, coarse powder exceeding 1.0 μm obtained at a high heat treatment temperature is strong in aggregation and necking, and is difficult to be pulverized, making uniform dispersion in cemented carbide, cermet and other composite materials difficult. Was limited to 0.40 to 1.0 μm.

(1次粒子平均粒径/2次粒子平均径)が0.21未満の粉末は低い熱処理温度で得られるが、残留酸素分が高くなるため複合材料の焼結過程において反応ガス生成によるポア発生を引き起こす原因となる。また、0.40を超える炭化条件では炭化物が粗くなり、超硬合金、サーメットおよびその他複合材料で均一な分散が困難となるため(1次粒子平均粒径/2次粒子平均径)を0.21〜0.40に限定した。 Powder with an average primary particle size / average secondary particle size of less than 0.21 can be obtained at a low heat treatment temperature. However, since the residual oxygen content is high, pores are generated due to reaction gas generation during the composite material sintering process. Cause. Further, when the carbonization condition exceeds 0.40, the carbide becomes coarse, and uniform dispersion becomes difficult in cemented carbide, cermet and other composite materials (average primary particle diameter / average secondary particle diameter) of 0.00. It was limited to 21 to 0.40.

(b)次に、組成について説明する。 (B) Next, the composition will be described.

炭化タンタル粉末の化学量論的結合炭素は6.23質量%であるが、超硬合金、サーメットおよびその他複合材料を適正な炭素量に調整するために必要とされる炭素量、即ち遊離炭素が0.15質量%以下で、結合炭素量は上記化学量論的結合炭素に近い6.09〜6.22質量%、全炭素量は6.13〜6.33質量%の炭化タンタルに限定した。その理由は、6.13質量%以下の全炭素量の場合は原料の酸化物が充分に還元されておらず酸素含有量が多くなり、6.33質量%を超える場合は遊離炭素が0.15質量%を超えるため複合材料の適正な炭素量調整が困難になるからである。   The stoichiometrically bound carbon of the tantalum carbide powder is 6.23% by mass, but the amount of carbon required to adjust the cemented carbide, cermet and other composite materials to an appropriate amount of carbon, that is, free carbon The amount of bonded carbon is limited to 0.19% by mass or less, the bound carbon amount is 6.09 to 6.22% by mass, which is close to the stoichiometrically bonded carbon, and the total carbon amount is limited to 6.13 to 6.33% by mass. . The reason is that when the total carbon content is 6.13 mass% or less, the raw material oxide is not sufficiently reduced, and the oxygen content increases. This is because it exceeds 15% by mass, making it difficult to adjust the carbon content of the composite material.

また、酸素含有量が0.39質量%を超える場合は、複合材料の焼結過程で残留酸素が還元されることによって、CO又はCOガスが発生し、この生成ガスに起因したポアが形成され複合材料の強度低下を招くため0.39質量%以下に限定した。 In addition, when the oxygen content exceeds 0.39 mass%, residual oxygen is reduced during the sintering process of the composite material, thereby generating CO or CO 2 gas and forming pores due to this generated gas. In order to reduce the strength of the composite material, the content is limited to 0.39% by mass or less.

(c)次に、熱処理について説明する。 (C) Next, heat treatment will be described.

本発明の炭化タンタルの製造方法において、酸化タンタル粉末とカーボンブラックの混合物を顆粒状に圧縮成形し、造粒粉末とし、反応炉として炭素製回転管を有した回転炉を用いて熱処理を施す。その理由は、前述したとおり大きな吸熱と多量の反応ガス(CO)の生成を伴って反応が進行するため、回転炉で常に攪拌されることによって炭素製回転管からの熱の供給が充分且つ均一に行え、反応生成ガスの除去が容易になるからである。   In the method for producing tantalum carbide of the present invention, a mixture of tantalum oxide powder and carbon black is compression-molded into a granulated powder, and subjected to heat treatment using a rotary furnace having a carbon rotary tube as a reaction furnace. The reason is that the reaction proceeds with a large endotherm and a large amount of reaction gas (CO) as described above, so that the heat supply from the carbon rotating tube is sufficiently and uniform by constantly stirring in the rotary furnace. This is because the reaction product gas can be easily removed.

また、熱処理温度は1450℃未満の場合、還元反応が不完全となり残留酸素が多くなり、複合材料の焼結過程でCO又はCOガス発生に起因したポア形成を招き、一方、1600℃を超える場合、生成する炭化物粒子の1次および2次粒子が粗く複合材料組織中への均一分散が困難になり高い強度が得られなくなる。このため、熱処理温度を1450〜1600℃に限定した。 Further, when the heat treatment temperature is less than 1450 ° C., the reduction reaction becomes incomplete and residual oxygen increases, leading to pore formation due to generation of CO or CO 2 gas in the sintering process of the composite material, while exceeding 1600 ° C. In this case, the primary and secondary particles of the generated carbide particles are coarse, and uniform dispersion in the composite material structure becomes difficult, and high strength cannot be obtained. For this reason, the heat processing temperature was limited to 1450-1600 degreeC.

(ii)次に、本発明の炭化タンタル粉末の製造方法について具体的に説明する。 (Ii) Next, the method for producing the tantalum carbide powder of the present invention will be specifically described.

(a)まず、タンタル源であるタンタル原料の選択について説明する。 (A) First, selection of a tantalum raw material that is a tantalum source will be described.

タンタル源は、五酸化タンタル粉末を用いることが望ましい。その理由は、最も化学的に安定であり、工業的に製造されているからである。更に他のタンタル源に比較し安価で、輸送や品質管理の点からも有利だからである。また、五酸化タンタル粉末は微粒であることが望ましい。その理由は、本発明の熱処理手段によれば原料の粒径を活かし目的とする粉末粒径を得ることを実現した技術であるからである。   It is desirable to use tantalum pentoxide powder as the tantalum source. The reason is that it is the most chemically stable and manufactured industrially. Furthermore, it is cheaper than other tantalum sources and is advantageous from the viewpoint of transportation and quality control. The tantalum pentoxide powder is desirably fine. The reason is that according to the heat treatment means of the present invention, the target powder particle size is obtained by utilizing the particle size of the raw material.

なお、後述する実施例においては、BET法から求めた1次粒子平均粒径(=6÷(粉体理論密度)÷(BET値))が0.15〜0.21μmの五酸化タンタル粉末を用いた。   In Examples described later, a tantalum pentoxide powder having an average primary particle size (= 6 ÷ (theoretical powder density) ÷ (BET value)) determined by the BET method is 0.15 to 0.21 μm. Using.

(b)次に、炭素源の選択について説明する。 (B) Next, the selection of the carbon source will be described.

還元および炭化に用いる炭素源は、サーマルブラックやアセチレンブラックを用いても良いが、五酸化タンタル粉末と充分に近接させ、反応性を高める理由で、微細なカーボンブラックが好ましい。また1次粒子粒径は1.0μm以下のものを用いるのが良い。   As the carbon source used for reduction and carbonization, thermal black or acetylene black may be used, but fine carbon black is preferable because it is sufficiently close to the tantalum pentoxide powder to increase the reactivity. The primary particle diameter is preferably 1.0 μm or less.

(c)次に、造粒工程について説明する。 (C) Next, the granulation step will be described.

混合粉は顆粒状の造粒粉末にするのが良く、その粒径は0.5mm〜5mmで且つ粒径が揃っていることが望ましい。造粒工程で用いる増粘剤は、熱処理工程にて気化したり、または炭素系物質となるものであればよく、パラフィン、樟脳、ポリアルコール、ポリグリコール等が挙げられる。溶剤は約100℃にて乾燥させ易い水やエタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤が望ましい。   The mixed powder is preferably a granulated granulated powder, preferably having a particle diameter of 0.5 mm to 5 mm and having a uniform particle diameter. The thickener used in the granulation step may be any one that vaporizes in the heat treatment step or becomes a carbonaceous material, and examples thereof include paraffin, camphor, polyalcohol, and polyglycol. The solvent is preferably water or an alcohol solvent such as ethanol or isopropyl alcohol that can be easily dried at about 100 ° C.

(d)次に、熱処理工程について説明する。 (D) Next, the heat treatment process will be described.

五酸化タンタルとカーボンブラックの混合物の熱処理は一般的にカーボン製トレイにこの混合物を充填し、バッチ式やプッシャー式の加熱炉を用いて熱処理が施される。しかし、この方式の場合、被熱処理物が粉末粒子のため断熱性が高く熱が伝わりにくい問題がある。更に吸熱反応のため前記トレイへの充填厚みが増すほど充填した被熱処理物の中心部分へ均一に熱が伝わり難く、中心部まで充分に熱処理するためには過大な熱エネルギーを加えなければならない。上記の何れの熱処理方式の場合も、充填した被熱処理物の中心部まで充分に反応させた場合、生成する炭化物は粗く粒成長した部分と適切な熱エネルギーが加えられた微細な部分が混在することになる。   In general, heat treatment of a mixture of tantalum pentoxide and carbon black is performed by filling a carbon tray with this mixture and using a batch-type or pusher-type heating furnace. However, in the case of this method, there is a problem that heat treatment is high and heat is not easily transmitted because the material to be heat treated is powder particles. Further, as the filling thickness of the tray increases due to the endothermic reaction, heat is not easily transmitted to the central portion of the heat-treated material filled, and excessive heat energy must be applied to sufficiently heat-treat the central portion. In any of the above heat treatment methods, when the reaction is sufficiently performed up to the center of the filled material to be heat treated, the resulting carbide has a coarsely grained portion and a fine portion to which appropriate heat energy is applied. It will be.

従って、反応炉は、炭素製回転管を有した回転炉を用いることが望ましい。その理由は、先に述べたとおり、大きな吸熱と多量の反応ガス(CO)の生成を伴って進行するため、常に攪拌されることによって炭素製回転管からの熱の供給が均一且つ充分に行え、反応生成ガスの除去が容易になるからである。尚、上述の反応炉は、均一な熱処理と反応ガスの速やかな排出が可能という理由で流動層炉を用いても達成可能である。   Therefore, it is desirable to use a rotary furnace having a carbon rotary tube as the reaction furnace. The reason for this is that, as described above, since it proceeds with a large endotherm and a large amount of reaction gas (CO), heat can be uniformly and sufficiently supplied from the carbon rotating tube by constantly stirring. This is because the reaction product gas can be easily removed. The above-described reaction furnace can be achieved even if a fluidized bed furnace is used because uniform heat treatment and rapid discharge of the reaction gas are possible.

(e)次に、解砕工程について説明する。 (E) Next, the crushing process will be described.

炭化物の解砕は衝撃粉砕機や乾式ボールミル、あるいはジェットミルを用いて行った。本発明の炭化タンタル粉末は熱処理後の粒子は強固に結合していないため強粉砕しなくても造粒粉末の解砕は可能である。   The carbide was crushed using an impact pulverizer, a dry ball mill, or a jet mill. In the tantalum carbide powder of the present invention, the particles after the heat treatment are not firmly bonded, so that the granulated powder can be crushed without being strongly pulverized.

(II)次に、本発明の炭化タンタル−ニオブ複合粉末について説明する。 (II) Next, the tantalum carbide-niobium composite powder of the present invention will be described.

本発明の炭化タンタル−ニオブ複合粉末は、前記炭化タンタル粉末に更にニオブを含む炭化タンタル−ニオブ複合粉末であり、炭化ニオブは組成比で0.50〜99.5質量%含有されている。この炭化タンタル−ニオブ複合粉末は、比表面積法(BET法)で測定した1次粒子平均粒径DTNpが0.10〜0.40μmであり、FSSS法で測定した2次粒子平均径がDTNs0.40〜1.0μmである。そして、DTNp/DTNs(1次粒子平均粒径/2次粒子平均径)が0.21〜0.40である。この炭化タンタル−ニオブ複合粉末は、全炭素量が6.34〜11.10質量%、遊離炭素が0.15%以下、結合炭素が6.19〜10.95質量%、酸素含有量が0.39質量%以下である。 The tantalum carbide-niobium composite powder of the present invention is a tantalum carbide-niobium composite powder further containing niobium in the tantalum carbide powder, and the niobium carbide is contained in a composition ratio of 0.50 to 99.5 mass%. This tantalum carbide-niobium composite powder has an average primary particle diameter D TN p measured by a specific surface area method (BET method) of 0.10 to 0.40 μm, and an average secondary particle diameter measured by the FSSS method. D TN s is 0.40 to 1.0 μm. D TN p / D TN s (average primary particle diameter / average secondary particle diameter) is 0.21 to 0.40. This tantalum carbide-niobium composite powder has a total carbon content of 6.34 to 11.10% by mass, free carbon of 0.15% or less, bonded carbon of 6.19 to 10.95% by mass, and oxygen content of 0. .39% by mass or less.

また、本発明の炭化タンタル−ニオブ複合粉末を製造する方法は、酸化タンタル粉末とカーボンブラックと酸化ニオブとを混合し混合粉末を得る混合工程と、前記混合粉末を造粒機を用いて造粒粉末を得る造粒工程と、前記造粒粉末を炭素製回転管を有した回転炉を用いて、1450〜1600℃の水素または水素−アルゴン混合雰囲気下で熱処理を施し、還元・炭化反応により炭化タンタル−ニオブ複合粉末の被熱処理物を得る熱処理工程と、前記炭化タンタル−ニオブ複合粉末の被熱処理物を解砕し微粉末を得る解砕工程とを備える。   The method for producing the tantalum carbide-niobium composite powder of the present invention comprises a mixing step of mixing tantalum oxide powder, carbon black and niobium oxide to obtain a mixed powder, and granulating the mixed powder using a granulator. A granulating step for obtaining a powder, and the granulated powder is heat-treated in a hydrogen or hydrogen-argon mixed atmosphere at 1450 to 1600 ° C. using a rotary furnace having a carbon rotating tube, and carbonized by reduction and carbonization reaction. A heat treatment step for obtaining a heat-treated product of the tantalum-niobium composite powder, and a crushing step for crushing the heat-treated product of the tantalum carbide-niobium composite powder to obtain a fine powder.

(i)次に、本発明の炭化タンタル−ニオブ複合粉末について上記の数値範囲に限定した理由を説明する。 (I) Next, the reason why the tantalum carbide-niobium composite powder of the present invention is limited to the above numerical range will be described.

(a)まず、組成について説明する。 (A) First, the composition will be described.

炭化タンタル−ニオブ複合粉末については、炭化ニオブの化学量論的結合炭素は11.45質量%であり、前述した炭化タンタル粉末と同じ理由で炭素含有量および酸素含有量の範囲をタンタルとニオブの混合比に応じて適切になる範囲に限定した。   For the tantalum carbide-niobium composite powder, the stoichiometrically bound carbon of niobium carbide is 11.45% by mass, and for the same reason as the tantalum carbide powder described above, the range of the carbon content and the oxygen content is changed between tantalum and niobium. It was limited to a suitable range according to the mixing ratio.

(b)次に、炭化タンタル−ニオブ複合粉末の粒径について説明する。 (B) Next, the particle size of the tantalum carbide-niobium composite powder will be described.

BET法で測定した値から算出した1次粒子平均粒径が0.10μm未満の微細粉末は低い熱処理温度で得られるが未反応による残留酸素が多くなり、この残留酸素は複合材料の焼結過程において反応ガスを生成しポア発生の原因となる。一方、高い熱処理温度で得られる0.40μmを超える粗い粉末は凝集やネッキングも強固で粉砕され難くなり超硬合金、サーメットおよびその他複合材料中での均一な分散が困難となるため1次粒子平均粒径を0.10〜0.40μmに限定した。   Fine powder with an average primary particle size of less than 0.10 μm calculated from the value measured by the BET method can be obtained at a low heat treatment temperature, but residual oxygen increases due to unreacted, and this residual oxygen is the sintering process of the composite material. At this time, a reaction gas is generated and causes pores. On the other hand, a coarse powder exceeding 0.40 μm obtained at a high heat treatment temperature is strong in aggregation and necking, and is difficult to be pulverized, making uniform dispersion in cemented carbide, cermet and other composite materials difficult. The particle size was limited to 0.10 to 0.40 μm.

また、FSSS法で測定した2次粒子平均径が0.40μm未満の微細粉末は低い熱処理温度で得られるが、前述と同じ高酸素でポア発生の問題がある。また、高い熱処理温度で得られる1.0μmを超える粗い粉末は凝集やネッキングも強固で粉砕され難くなり超硬合金、サーメットおよびその他複合材料における均一な分散が困難となるため2次粒子平均粒径を0.40〜1.0μmに限定した。   A fine powder having an average secondary particle diameter of less than 0.40 μm measured by the FSSS method can be obtained at a low heat treatment temperature, but there is a problem of pore generation at the same high oxygen as described above. In addition, coarse powder exceeding 1.0 μm obtained at a high heat treatment temperature is strong in aggregation and necking, and is difficult to be pulverized, making uniform dispersion in cemented carbide, cermet and other composite materials difficult. Was limited to 0.40 to 1.0 μm.

(1次粒子平均粒径/2次粒子平均径)が0.21未満の粉末は低い熱処理温度で得られるが、残留酸素分が高くなるため複合材料の焼結過程において反応ガス生成によるポア発生を引き起こす原因となる。また、0.40を超える炭化条件では炭化物が粗くなるため超硬合金、サーメットおよびその他複合材料で均一な分散が困難となり、(1次粒子平均粒径/2次粒子平均径)を0.21〜0.40に限定した。   Powder with an average primary particle size / average secondary particle size of less than 0.21 can be obtained at a low heat treatment temperature. However, since the residual oxygen content is high, pores are generated due to reaction gas generation during the composite material sintering process. Cause. In addition, when the carbonization condition exceeds 0.40, the carbide becomes coarse, and it is difficult to uniformly disperse the cemented carbide, cermet and other composite materials, and (average primary particle diameter / average secondary particle diameter) is 0.21. Limited to ~ 0.40.

(c)熱処理について説明する。 (C) The heat treatment will be described.

本発明の炭化タンタル−ニオブ複合粉末の製造方法において、酸化タンタル粉末および酸化ニオブとカーボンブラックの混合物を顆粒状に圧縮成形し造粒粉末とし、反応炉として炭素製回転管を有した回転炉を用いて熱処理を施す。その理由は、前述したとおり大きな吸熱と多量の反応ガス(CO)の生成を伴って反応が進行するため、回転炉で常に攪拌されることによって炭素製回転管からの熱の供給が充分且つ均一に行え、反応生成ガスの除去が容易になるからである。   In the method for producing a tantalum carbide-niobium composite powder of the present invention, a rotary furnace having a tantalum oxide powder and a mixture of niobium oxide and carbon black is granulated into a granulated powder, and a carbon rotary tube is used as a reaction furnace. Heat treatment. The reason is that the reaction proceeds with a large endotherm and a large amount of reaction gas (CO) as described above, so that the heat supply from the carbon rotating tube is sufficiently and uniform by constantly stirring in the rotary furnace. This is because the reaction product gas can be easily removed.

また、熱処理温度は1450℃未満の場合、還元反応が不完全となり残留酸素が多くなり、複合材料の焼結過程でCO又はCOガス発生に起因したポア形成を招き、一方、1600℃を超える場合、生成する炭化物粒子の1次および2次粒子が粗く複合材料組織中への均一分散が困難になり高い強度が得られなくなる。このため、熱処理温度を1450〜1600℃に限定した。 Further, when the heat treatment temperature is less than 1450 ° C., the reduction reaction becomes incomplete and residual oxygen increases, leading to pore formation due to generation of CO or CO 2 gas in the sintering process of the composite material, while exceeding 1600 ° C. In this case, the primary and secondary particles of the generated carbide particles are coarse, and uniform dispersion in the composite material structure becomes difficult, and high strength cannot be obtained. For this reason, the heat processing temperature was limited to 1450-1600 degreeC.

(ii)次に、本発明の炭化タンタル−ニオブ複合粉末の製造方法についてさらに、具体的に説明する。 (Ii) Next, the method for producing the tantalum carbide-niobium composite powder of the present invention will be described more specifically.

(a)まず、タンタル源であるタンタル原料およびニオブ源であるニオブ原料の選択について説明する。 (A) First, selection of a tantalum source that is a tantalum source and a niobium source that is a niobium source will be described.

タンタル源およびニオブ源は、五酸化タンタル粉末および五酸化ニオブ粉末を夫々用いることが望ましい。その理由は、最も化学的に安定であり、工業的に製造されているからである。更に他のタンタル源やニオブ源に比較し安価で、輸送や品質管理の点からも有利だからである。また、五酸化タンタル粉末および五酸化ニオブ粉末は微粒であることが望ましい。その理由は、本発明の熱処理手段によれば原料の粒径を活かし目的とする粉末粒径を得ることを実現した技術であるからである。なお、後に詳細に説明する実施例においては、BET法から求めた1次粒子平均粒径(=6÷(粉体理論密度)÷(BET値))が0.15〜0.21μmの五酸化タンタル粉末および五酸化ニオブ粉末を用いた。   As the tantalum source and niobium source, it is desirable to use tantalum pentoxide powder and niobium pentoxide powder, respectively. The reason is that it is the most chemically stable and manufactured industrially. Furthermore, it is cheaper than other tantalum sources and niobium sources, and is advantageous from the viewpoint of transportation and quality control. The tantalum pentoxide powder and niobium pentoxide powder are preferably fine particles. The reason is that according to the heat treatment means of the present invention, the target powder particle size is obtained by utilizing the particle size of the raw material. In Examples to be described in detail later, pentoxide having an average primary particle size (= 6 ÷ (theoretical powder density) ÷ (BET value)) obtained by the BET method of 0.15 to 0.21 μm. Tantalum powder and niobium pentoxide powder were used.

(b)次に、炭素源の選択について説明する。 (B) Next, the selection of the carbon source will be described.

還元および炭化に用いる炭素源は、サーマルブラックやアセチレンブラックを用いても良いが、五酸化タンタル粉末や五酸化ニオブ粉末と充分に近接させ、反応性を高める理由で、微細なカーボンブラックが好ましい。また、1次粒子粒径は1.0μm以下のものを用いるのが良い。   As a carbon source used for reduction and carbonization, thermal black or acetylene black may be used, but fine carbon black is preferable because it is sufficiently close to tantalum pentoxide powder or niobium pentoxide powder to increase reactivity. The primary particle diameter is preferably 1.0 μm or less.

(c)次に、造粒工程について説明する。 (C) Next, the granulation step will be described.

混合粉は顆粒状の造粒粉末にするのが良く、その粒径は0.5mm〜5mmで且つ粒径が揃っていることが望ましい。造粒工程で用いる増粘剤は、熱処理工程にて気化したり、炭素系物質となるものであればよく、パラフィン、樟脳、ポリアルコール、ポリグリコール等が挙げられる。溶剤は約100℃にて乾燥させ易い水やエタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤が望ましい。   The mixed powder is preferably a granulated granulated powder, preferably having a particle diameter of 0.5 mm to 5 mm and having a uniform particle diameter. The thickener used in the granulation step may be any material that vaporizes in the heat treatment step or becomes a carbon-based material, and examples thereof include paraffin, camphor, polyalcohol, and polyglycol. The solvent is preferably water or an alcohol solvent such as ethanol or isopropyl alcohol that can be easily dried at about 100 ° C.

(d)次に、熱処理工程について説明する。 (D) Next, the heat treatment process will be described.

五酸化タンタルおよび五酸化ニオブとカーボンブラックの混合物の熱処理は一般的にカーボン製トレイにこの混合物を充填し、バッチ式やプッシャー式の加熱炉を用いて熱処理が施される。しかし、この方式の場合、被熱処理物が粉末粒子のため断熱性が高く熱が伝わりにくい問題がある。更に吸熱反応のため前記トレイへの充填厚みが増すほど、充填した被熱処理物の中心部分へ均一に熱が伝わり難く、中心部まで充分に熱処理するためには過大な熱エネルギーを加えなければならない。上記の何れの熱処理方式の場合も、充填した被熱処理物の中心部まで充分に反応させた場合、生成する炭化物は粗く粒成長した部分と適切な熱エネルギーが加えられた微細な部分が混在することになる。   In general, heat treatment of a mixture of tantalum pentoxide, niobium pentoxide and carbon black is performed by filling a carbon tray with this mixture and using a batch type or pusher type heating furnace. However, in the case of this method, there is a problem that heat treatment is high and heat is not easily transmitted because the material to be heat treated is powder particles. Further, as the filling thickness of the tray increases due to endothermic reaction, heat is not easily transmitted uniformly to the central portion of the filled material to be heat-treated, and excessive heat energy must be applied to sufficiently heat-treat the central portion. . In any of the above heat treatment methods, when the reaction is sufficiently performed up to the center of the filled material to be heat treated, the resulting carbide has a coarsely grained portion and a fine portion to which appropriate heat energy is applied. It will be.

従って、反応炉は、炭素製回転管を有した回転炉を用いることが望ましい。その理由は、先に述べたとおり、大きな吸熱と多量の反応ガス(CO)の生成を伴って進行するため、常に攪拌されることによって炭素製回転管からの熱の供給が均一且つ充分に行え、反応生成ガスの除去が容易になるからである。尚、上述の反応炉は、均一な加熱と反応ガスの速やかな排出が可能であるという理由で流動層炉を用いても達成可能である。   Therefore, it is desirable to use a rotary furnace having a carbon rotary tube as the reaction furnace. The reason for this is that, as described above, since it proceeds with a large endotherm and a large amount of reaction gas (CO), heat can be uniformly and sufficiently supplied from the carbon rotating tube by constantly stirring. This is because the reaction product gas can be easily removed. The above-described reaction furnace can be achieved even if a fluidized bed furnace is used because uniform heating and rapid discharge of the reaction gas are possible.

(e)次に、解砕工程について説明する。 (E) Next, the crushing process will be described.

炭化物の解砕は衝撃粉砕機や乾式ボールミル、あるいはジェットミルを用いて行った。   The carbide was crushed using an impact pulverizer, a dry ball mill, or a jet mill.

なお、本発明の炭化タンタル−ニオブ複合粉末は熱処理後の粒子は強固に結合していないため、強粉砕しなくても造粒粉末の解砕は可能である。   In the tantalum carbide-niobium composite powder of the present invention, the particles after the heat treatment are not firmly bonded, so that the granulated powder can be crushed without being strongly pulverized.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されるものではないことは勿論である。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is of course not limited to the examples.

(炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブ複合粉末の作製)
上記で規定した1次粒子平均粒径範囲が0.15〜0.21μmの五酸化タンタル粉末と平均粒径0.5μmのカーボンブラック、同じく1次粒子平均粒径範囲が0.15〜0.21μmの五酸化ニオブと平均粒径0.5μmのカーボンブラックを、下記表1および表2の実施例1〜8に示すNbC質量%および炭素量になるように夫々所定量を用意し、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。
(Production of tantalum carbide powder and tantalum carbide-niobium composite powder)
Tantalum pentoxide powder having an average primary particle size range of 0.15 to 0.21 μm and carbon black having an average particle size of 0.5 μm as defined above, and an average primary particle size range of 0.15 to 0.001. Predetermined amounts of 21 μm niobium pentoxide and carbon black having an average particle size of 0.5 μm were prepared so as to have NbC mass% and carbon amount shown in Examples 1 to 8 in Table 1 and Table 2 below, respectively. And mixed.

次に、この夫々の混合粉末に炭素系増粘剤としてパラフィンを五酸化タンタル粉末と五酸化ニオブ粉末の総量に対し1質量%および溶剤としてイソプロピルアルコールを適量加えて撹拌した後、押出し式造粒機を用いて直径3mmの顆粒状の造粒粉末を作製した。ここで、溶剤の添加量は、押し出し造粒後、顆粒状の造粒粉末の形状を保持できる量に調節した。造粒時に加えた溶剤は、100℃にて乾燥し除去した。   Next, after adding 1% by mass of paraffin as a carbon-based thickener and 1% by mass of isopropyl alcohol as a solvent to each of these mixed powders and stirring, extrusion granulation A granulated granulated powder having a diameter of 3 mm was prepared using a machine. Here, the amount of the solvent added was adjusted to an amount capable of maintaining the shape of the granular granulated powder after extrusion granulation. The solvent added during granulation was removed by drying at 100 ° C.

次に、これら造粒粉を炭素製回転管を有した回転炉を用いて表1および表2に記載した熱処理温度、保持時間、雰囲気で熱処理を施した。尚、保持時間とは回転炉の所定の温度領域を通過する時間であり、炭素製回転管の回転数にて調整した。   Next, these granulated powders were heat-treated at a heat treatment temperature, holding time, and atmosphere described in Tables 1 and 2 using a rotary furnace having a carbon rotating tube. The holding time is a time for passing through a predetermined temperature region of the rotary furnace, and was adjusted by the number of rotations of the carbon rotary tube.

得られた炭化物を不二パウダル製衝撃粉砕機アトマイザーKIIW−2型を用いて、回転数は4000rpmで解砕した。解砕して得られた粉末の特性を下記表1および表2に夫々示した。   The obtained carbide was pulverized at a rotational speed of 4000 rpm using a Fuji Paudal impact crusher atomizer KIIW-2 type. The characteristics of the powder obtained by pulverization are shown in Tables 1 and 2 below.

次に、実施例と同じ原料粉末を用意し、下記表2の比較例9〜12に示すNbC質量%および炭素量になるように夫々所定量を用意し、実施例と同じ手段で混合し、造粒粉末を作製した。比較例9〜11は、還元・炭化反応の温度範囲を見極めるために、表1に示した実施例の上下限を超える温度で熱処理を施した。   Next, the same raw material powder as in the example is prepared, predetermined amounts are prepared so as to be NbC mass% and carbon amount shown in Comparative Examples 9 to 12 in Table 2 below, and mixed by the same means as in the example. A granulated powder was prepared. In Comparative Examples 9 to 11, heat treatment was performed at a temperature exceeding the upper and lower limits of the examples shown in Table 1 in order to determine the temperature range of the reduction / carbonization reaction.

比較例12は、実施例に近い全炭素、遊離炭素、結合炭素、酸素量が得られる熱処理条件を確認するために、黒鉛管のヒーターを用いたタンマン式プッシャーを使用した。 In Comparative Example 12, a Tamman pusher using a graphite tube heater was used in order to confirm the heat treatment conditions for obtaining the total carbon, free carbon, bonded carbon, and oxygen content close to those of the Examples.

上記表1および表2は、炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブ粉末の作製条件とそれにより得られた炭化物粉末特性を示している。上記表1および表2に示した実験結果から分かるとおり、熱処理温度が1450℃以下の比較例9および10は微細粒子が得られているが、還元反応が完結していないため原料酸化物の酸素分が残っている。特に1400℃で熱処理を施した比較例1は還元反応半ばで、還元に消費されるべき炭素が多く残った未反応状態で、遊離炭素は多過ぎ分析が出来なかった。また、1430℃で熱処理を施した比較例10の製法においてこの温度が良好な炭化タンタルを得るための境界的な熱処理温度であることが結合炭素、酸素、および(1次粒子平均粒径/2次粒子平均径)の値から判明した。   Tables 1 and 2 above show the preparation conditions of the tantalum carbide powder and the tantalum carbide-niobium powder and the characteristics of the carbide powder obtained thereby. As can be seen from the experimental results shown in Tables 1 and 2 above, in Comparative Examples 9 and 10 having a heat treatment temperature of 1450 ° C. or lower, fine particles were obtained, but the reduction reaction was not completed, so the oxygen of the raw material oxide Minutes remain. In particular, Comparative Example 1 subjected to heat treatment at 1400 ° C. was in the middle of the reduction reaction, in an unreacted state in which a large amount of carbon to be consumed for reduction remained, and too much free carbon could not be analyzed. Further, in the production method of Comparative Example 10 in which heat treatment was performed at 1430 ° C., the boundary heat treatment temperature for obtaining good tantalum carbide at this temperature is bound carbon, oxygen, and (average primary particle diameter / 2) It was found from the value of the average particle size).

温度の上昇に伴って得られる炭化物の1次粒子径および2次粒子径は増加した。酸素が超硬合金、サーメット、その他複合材料の原料として良好なレベルまで低下した炭化物は実施例1の1450℃で得られ、全炭素から遊離炭素を差し引いた結合炭素も理論値近くの良好レベルに達した。   The primary particle diameter and the secondary particle diameter of the carbide obtained with increasing temperature increased. The carbide whose oxygen has been reduced to a good level as a raw material for cemented carbide, cermet and other composite materials is obtained at 1450 ° C. in Example 1, and the bonded carbon obtained by subtracting free carbon from the total carbon is also at a good level close to the theoretical value. Reached.

1600℃で熱処理を施した実施例3は超硬合金、サーメットおよびその他複合材料に均一分散できる境界の粒子径まで粒成長した。   In Example 3 subjected to heat treatment at 1600 ° C., grains were grown to a grain size at the boundary where uniform dispersion was possible in cemented carbide, cermet and other composite materials.

炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブ複合粉末の従来の製法の熱処理温度を比較例11および12にて追試した。この追試で得られた炭化タンタル粉末は市販されているものと同等の1次および2次粒子径であった。   In Comparative Examples 11 and 12, the heat treatment temperatures of the conventional production methods of tantalum carbide powder and tantalum carbide-niobium composite powder were additionally tested. The tantalum carbide powder obtained in this additional test had primary and secondary particle sizes equivalent to those commercially available.

実施例1と比較例12の炭化タンタル粉末を6,000倍の倍率にて走査電子顕微鏡観察した結果を夫々図1および図2に示す。比較例12は粒成長して粗い粒子で強固なネッキングと凝集が観察されるのに対して、実施例1の炭化タンタル粉末の粒子は微細で解砕容易な凝集として観察された。   The results obtained by observing the tantalum carbide powders of Example 1 and Comparative Example 12 with a scanning electron microscope at a magnification of 6,000 times are shown in FIGS. 1 and 2, respectively. In Comparative Example 12, the grains grew and strong necking and aggregation were observed with coarse particles, whereas the particles of the tantalum carbide powder of Example 1 were observed as fine and easy to aggregate.

従って、比較例12によって、熱処理温度を高く、保持時間を長くしても、本発明品が得られないことが判明した。 Therefore, it was found from Comparative Example 12 that the product of the present invention cannot be obtained even when the heat treatment temperature is increased and the holding time is increased.

(超微粒超硬合金特性比較)
上記実施例1〜8および比較例10〜12で得られた炭化タンタルおよび炭化タンタル−ニオブ複合粉末を用いて0.5μmWC−0.80質量%Cr−1.7質量%(Ta,Nb)C−6.5質量%Coの超微粒超硬合金を下記の方法で作製し、焼結前の粉末段階での分散状態と焼結後の超硬合金における特性を夫々比較した。なお、実施例と比較例の作製条件は同じとした。
(Characteristic comparison of ultrafine cemented carbide)
Using the tantalum carbide and tantalum carbide-niobium composite powders obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 10 to 12, 0.5 μm WC—0.80 mass% Cr—1.7 mass% (Ta, Nb) C An ultrafine cemented carbide of −6.5 mass% Co was produced by the following method, and the dispersion state at the powder stage before sintering and the characteristics of the cemented carbide after sintering were compared. The production conditions for the examples and comparative examples were the same.

上記の組成でアトライターを用いてエタノール中で湿式混合し、この溶剤を90℃で加温し乾燥した。   The above composition was wet mixed in ethanol using an attritor, and the solvent was heated at 90 ° C. and dried.

乾燥した上記混合粉末におけるTaの分散状態についてエネルギー分散型X線検出器を用いて調査した。調査サンプルは実施例1と比較例11の粉末とした。実施例1のTa分散状態を図3の写真に、比較例11のTa分散状態を図4の写真にそれぞれ示した。図3および図4中の白い大小の斑点が炭化タンタル粉末を示している。比較例11と比較して実施例1は白色部分のTaが微細で均一に分散されていることが観察された。測定器は、株式会社日立製作所製電界放射形走査電子顕微鏡および株式会社堀場製作所製エネルギー分散形X線検出器EMAXである。   The dispersion state of Ta in the dried mixed powder was investigated using an energy dispersive X-ray detector. The investigation sample was the powder of Example 1 and Comparative Example 11. The Ta dispersion state of Example 1 is shown in the photograph of FIG. 3, and the Ta dispersion state of Comparative Example 11 is shown in the photograph of FIG. White and large spots in FIGS. 3 and 4 indicate the tantalum carbide powder. Compared with Comparative Example 11, it was observed that Example 1 was finely and uniformly dispersed with white portion of Ta. The measuring instrument is a field emission scanning electron microscope manufactured by Hitachi, Ltd. and an energy dispersive X-ray detector EMAX manufactured by Horiba, Ltd.

次に、上記の乾燥された混合粉末をプレス圧98MPaで成形し、更に1350℃、1.013MPa、1時間のHIP成形した。これを1430℃の真空雰囲気中で焼結し超硬合金を得た。   Next, the dried mixed powder was molded at a press pressure of 98 MPa, and further HIP molded at 1350 ° C., 1.013 MPa for 1 hour. This was sintered in a vacuum atmosphere at 1430 ° C. to obtain a cemented carbide.

得られた超硬合金の特性の評価は、硬さ試験および抗折試験をJIS H5501に準じて、また有孔度はISO 4505に準じて行った。この特性評価を下記表3に示した。下記表3は炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブ粉末を用いて得られた超微粒超硬合金の特性を示している。
The properties of the obtained cemented carbide were evaluated by a hardness test and a bending test according to JIS H5501 and a porosity according to ISO 4505. This characteristic evaluation is shown in Table 3 below. Table 3 below shows the characteristics of the ultrafine cemented carbide obtained using the tantalum carbide powder and the tantalum carbide-niobium powder.

上記表3に示すとおり、最も微細な実施例1の炭化タンタル粉末を用いた場合には高い抗折強度が得られていることが確認できた。また、実施例1〜8の抗折試験で破断した試験片の破壊起点を観察すると、微細な炭化タンタル粉末を使用するほど破壊起点に現れる固溶タンタル相は小さく分散され、高強度化に寄与していることが確認できた。また有孔度もA02でポアが無く良好に焼結されていることが確認できた。   As shown in Table 3 above, it was confirmed that a high bending strength was obtained when the finest tantalum carbide powder of Example 1 was used. Further, when observing the fracture starting point of the specimens fractured in the bending tests of Examples 1 to 8, the solid solution tantalum phase appearing at the fracture starting point becomes smaller as the finer tantalum carbide powder is used, contributing to higher strength. I was able to confirm. Further, it was confirmed that the porosity was A02 and there was no pore and the powder was sintered satisfactorily.

なお、比較例10は炭化タンタル中の酸素に起因すると考えられるポアの有孔度がA04と劣り、著しく抗折力が低下した。また比較例11および12は破壊起点に現れる固溶タンタル相が大きく、強度の改善はできなかった。   In Comparative Example 10, the pore porosity, which is considered to be caused by oxygen in tantalum carbide, was inferior to A04, and the bending strength was significantly reduced. In Comparative Examples 11 and 12, the solid solution tantalum phase appearing at the fracture starting point was large, and the strength could not be improved.

以上の結果により、本発明による炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブ複合粉末を粉末冶金により製造される複合材料の原料として用いた場合、微粒子を均一に分散することができるため、複合材料の強度改善に寄与することが明らかになった。   Based on the above results, when the tantalum carbide powder and the tantalum carbide-niobium composite powder according to the present invention are used as a raw material of a composite material produced by powder metallurgy, fine particles can be uniformly dispersed, so that the strength of the composite material is improved. It became clear that it contributed to.

なお、上述の超微粒超硬合金への適用例は本発明の用途を限定するものではなく、炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブ複合粉末を原料として使用する粉末冶金に広く適用することができる。   In addition, the application example to the above-mentioned ultrafine cemented carbide does not limit the application of the present invention, and can be widely applied to powder metallurgy using tantalum carbide powder and tantalum carbide-niobium composite powder as raw materials.

本発明に係る炭化タンタル粉末および炭化タンタル−ニオブ複合粉末は、超硬合金又はサーメット等の高温材料や切削工具材料分野における複合材料の添加物に適用される。   The tantalum carbide powder and tantalum carbide-niobium composite powder according to the present invention are applied to high-temperature materials such as cemented carbide or cermet and additives for composite materials in the field of cutting tool materials.

本発明の実施例1の炭化タンタル粉末の粒度を示す走査電子顕微鏡写真(6,000倍)である。It is a scanning electron micrograph (6,000 times) which shows the particle size of the tantalum carbide powder of Example 1 of this invention. 従来条件で得られた比較例12の炭化タンタル粉末の粒度を示す走査電子顕微鏡写真(6,000倍)である。It is a scanning electron micrograph (6,000 times) which shows the particle size of the tantalum carbide powder of the comparative example 12 obtained on the conventional conditions. 本発明の実施例1による炭化タンタル粉末を用いたアトライター混合粉末のX線検出器による倍率1,100倍でのTa分布イメージを示す写真である。It is a photograph which shows the Ta distribution image by the magnification of 1,100 by the X-ray detector of the attritor mixed powder using the tantalum carbide powder by Example 1 of this invention. 比較例12の炭化タンタル粉末を用いたアトライター混合粉末のX線検出器による倍率1,100倍でのTa分布イメージを示す写真である。It is a photograph which shows the Ta distribution image in the magnification of 1,100 times by the X-ray detector of the attritor mixed powder using the tantalum carbide powder of the comparative example 12.

Claims (7)

比表面積法(BET法)で測定した1次粒子平均粒径が0.10〜0.40μmで、FSSS法で測定した2次粒子平均径が0.40〜1.0μmであり、且つ(1次粒子平均粒径/2次粒子平均径)が0.21〜0.40の範囲内であることを特徴とする炭化タンタル粉末。   The primary particle average particle diameter measured by the specific surface area method (BET method) is 0.10 to 0.40 μm, the secondary particle average particle diameter measured by the FSSS method is 0.40 to 1.0 μm, and (1 A tantalum carbide powder having a secondary particle average particle size / secondary particle average particle size in the range of 0.21 to 0.40. 請求項1に記載の炭化タンタル粉末において、前記炭化タンタル粉末に含有される全炭素量が6.13〜6.33質量%、遊離炭素が0.15質量%以下、結合炭素が6.09〜6.22質量%、酸素含有量が0.39質量%以下であることを特徴とする炭化タンタル粉末。   2. The tantalum carbide powder according to claim 1, wherein the total amount of carbon contained in the tantalum carbide powder is 6.13-6.33 mass%, free carbon is 0.15 mass% or less, and bonded carbon is 6.09- A tantalum carbide powder having a mass of 6.22% by mass and an oxygen content of 0.39% by mass or less. 請求項1に記載の炭化タンタル粉末に更にニオブを含む炭化タンタル−ニオブ複合粉末であって、炭化ニオブを組成比で0.50〜99.5質量%含有することを特徴とする炭化タンタル−ニオブ複合粉末。   A tantalum carbide-niobium composite powder further comprising niobium in the tantalum carbide powder according to claim 1, wherein the composition contains 0.50 to 99.5 mass% of niobium carbide. Composite powder. 請求項3に記載の炭化タンタル−ニオブ複合粉末において、比表面積法(BET法)で測定した1次粒子平均粒径が0.10〜0.40μmで、FSSS法で測定した2次粒子平均径が0.40〜1.0μmであり、且つ(1次粒子平均粒径/2次粒子平均径)が0.21〜0.40であることを特徴とする炭化タンタル−ニオブ複合粉末。   In the tantalum carbide-niobium composite powder according to claim 3, the average primary particle diameter measured by a specific surface area method (BET method) is 0.10 to 0.40 µm, and the average secondary particle diameter measured by the FSSS method. Is 0.40 to 1.0 μm, and (average primary particle diameter / secondary particle average diameter) is 0.21 to 0.40. 請求項3乃至4に記載の炭化タンタル−ニオブ複合粉末において、全炭素量が6.34〜11.10質量%、遊離炭素が0.15質量%以下、結合炭素が6.19〜10.95質量%、酸素含有量が0.39質量%以下であることを特徴とする炭化タンタル−ニオブ複合粉末。   5. The tantalum carbide-niobium composite powder according to claim 3, wherein the total carbon amount is 6.34 to 11.10 mass%, the free carbon is 0.15 mass% or less, and the combined carbon is 6.19 to 10.95. A tantalum carbide-niobium composite powder having a mass% and an oxygen content of 0.39 mass% or less. 請求項1乃至2に記載の炭化タンタル粉末の製造方法であって、酸化タンタル粉末とカーボンブラックとを混合し混合粉末を得る混合工程と、
前記混合粉末を造粒機を用いて造粒粉末を得る造粒工程と、
前記造粒粉末を炭素製回転管を有した回転炉を用いて、1450〜1600℃の水素または水素−アルゴン混合雰囲気下で熱処理を施し、還元・炭化反応により炭化タンタル粉末の被熱処理物を得る熱処理工程と、
前記炭化タンタル粉末の被熱処理物を解砕し微粉末を得る解砕工程と
を備えることを特徴とする炭化タンタル粉末の製造方法。
A method for producing a tantalum carbide powder according to claim 1 or 2, wherein the tantalum oxide powder and carbon black are mixed to obtain a mixed powder;
A granulation step of obtaining a granulated powder from the mixed powder using a granulator;
The granulated powder is heat-treated in a hydrogen or hydrogen-argon mixed atmosphere at 1450 to 1600 ° C. using a rotary furnace having a carbon rotating tube, and a heat-treated material of tantalum carbide powder is obtained by reduction and carbonization reaction. A heat treatment step;
And a pulverizing step of pulverizing the heat-treated material of the tantalum carbide powder to obtain a fine powder.
請求項3乃至5に記載の炭化タンタル−ニオブ複合粉末の製造方法であって、酸化タンタル粉末とカーボンブラックと酸化ニオブ粉末とを混合し混合粉末を得る混合工程と、
前記混合粉末を造粒機を用いて造粒粉末を得る造粒工程と、
前記造粒粉末を炭素製回転管を有した回転炉を用いて、1450〜1600℃の水素または水素−アルゴン混合雰囲気下で熱処理を施し、還元・炭化反応により炭化タンタル−ニオブ複合粉末の被熱処理物を得る熱処理工程と、
前記炭化タンタル−ニオブ複合粉末の被熱処理物を解砕し微粉末を得る解砕工程と
を備えることを特徴とする炭化タンタル−ニオブ複合粉末の製造方法。
A method for producing a tantalum carbide-niobium composite powder according to claims 3 to 5, wherein a tantalum oxide powder, carbon black and niobium oxide powder are mixed to obtain a mixed powder;
A granulation step of obtaining a granulated powder from the mixed powder using a granulator;
The granulated powder is heat-treated in a hydrogen or hydrogen-argon mixed atmosphere at 1450 to 1600 ° C. using a rotary furnace having a carbon rotating tube, and the tantalum carbide-niobium composite powder is heat-treated by reduction and carbonization reaction. A heat treatment step for obtaining a product,
A method for producing a tantalum carbide-niobium composite powder, comprising: crushing the heat-treated material of the tantalum carbide-niobium composite powder to obtain a fine powder.
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