JP2010156048A - 超硬合金用組成物及び超硬合金の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各々が、第一材料を含有する硬質粒子とレニウムもしくはNiベース超合金を含む第二の異なる材料を含有する結合剤マトリックスとを含有する超硬金属組成物。2ステップ焼結法を利用して、比較的低い焼結温度にして固体相で上記超硬合金を製造し、実質的に完全に緻密化した超硬合金を生産することができる。
【選択図】図1
Description
Claims (93)
- 第一材料を含む硬質粒子及び第二の異なる材料を含む結合剤マトリックスを含有する材料であって、
前記第二材料の容量が前記材料の全容量の約3%〜約40%であり、前記結合剤マトッリックスが前記材料の全重量の25%より多い量のレニウムを含有し、そして前記硬質粒子は前記結合剤マトリックス中に広がって実質的に均一に分散されている材料。 - 前記第一材料が、タングステンを含む炭化物を含有している請求項1に記載の材料。
- 前記炭化物が、一炭化タングステン(WC)を含有している請求項2に記載の材料。
- 前記第一材料がさらに、タングステンと異なる金属元素を含む他の炭化物を含有している請求項2に記載の材料。
- 前記金属元素がチタン(Ti)である請求項4に記載の材料。
- 前記金属元素がタンタル(Ta)である請求項4に記載の材料。
- 前記金属元素がニオブ(Nb)である請求項4に記載の材料。
- 前記金属元素がバナジウム(V)である請求項4に記載の材料。
- 前記金属元素がクロム(Cr)である請求項4に記載の材料。
- 前記金属元素がハフニウム(Hf)である請求項4に記載の材料。
- 前記金属元素がモリブデン(Mo)である請求項4に記載の材料。
- 前記第一材料がさらに窒化物を含有している請求項2に記載の材料。
- 前記窒化物がTiN又はHfNを含んでいる請求項12に記載の材料。
- 前記第一材料がさらに窒化物を含有している請求項1に記載の材料。
- 前記窒化物がTiN又はHfNを含んでいる請求項14に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにコバルト(Co)を含有している請求項1に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにニッケル(Ni)を含有している請求項1に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにモリブデン(Mo)を含有している請求項1に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらに鉄(Fe)を含有している請求項1に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにクロム(Cr)を含有している請求項1に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにNiベース超合金を含有している請求項1に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにコバルトを含有している請求項21に記載の材料。
- (1)WC、TiC及びTaCの混合物、(2)WC、TiC及びNbCの混合物、(3)WC、TiC及びTaCとNbCの少なくとも一方の混合物、並びに(4)WC、TiC及びHfCとNbCの少なくとも一方の混合物からなる群の中の少なくとも一つを選択してなる混合物を含む第一材料を含有する硬質粒子と、第二の異なる材料を含有する結合剤マトリックスとを含有する材料であって、
前記結合剤マトリックスの容量が前記材料の全容量の約3%〜約40%であり、前記結合剤マトリックスがレニウムを含有し、そして前記硬質粒子が前記結合剤マトリックス中に広がって実質的に均一に分散されている材料。 - 前記結合剤マトリックスがさらにNiベース超合金を含有している請求項23に記載の材料。
- Mo2C及びTiCの混合物を含む第一材料を含有する硬質粒子と、第二の異なる材料を含む結合剤マトリックスとを含有する材料であって、
前記結合剤マトリックスの容量が前記材料の全容量の約3%〜約40%であり、前記結合剤マトリックスがレニウムを含有し、そして前記硬質粒子が前記結合剤マトリックス中に広がって実質的に均一に分散されている材料。 - 前記第一材料がさらにTiNを含有している請求項25に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにNiベース超合金を含有している請求項25に記載の材料。
- 硬質粒子の粉末とレニウムを含有する結合剤マトリックス材料とを混合することによってグレード粉末を製造し、
前記グレード粉末を処理して、前記結合剤マトリックス材料を利用し前記硬質粒子を結合させて固体超硬合金材料を製造することを含む方法であって、
前記処理が(1)前記グレード粉末を固相で減圧条件下焼結すること、及び(2)前記グレード粉末を固相で不活性ガス媒体中加圧下焼結することを含む方法。 - 前記結合剤マトリックス材料がさらにNiベース超合金を含有している請求項28に記載の方法。
- 前記結合剤マトリックス材料がさらにコバルトを含有している請求項29に記載の方法。
- 前記結合剤マトリックス材料がさらにコバルトを含有している請求項28に記載の方法。
- 前記各焼結が前記硬質粒子及び前記結合剤マトリックス材料の共融温度より低い温度で行われる請求項28に記載の方法。
- 第一材料を含有する硬質粒子と、ニッケルベース超合金を含む第二の異なる材料を含有する結合剤マトリックスとを含有する材料であって、
前記硬質粒子が前記結合剤マトリックス中に広がって実質的に均一に分散されている材料。 - 前記第一材料がタングステンを含む炭化物を含有している請求項33に記載の材料。
- 前記炭化物が一炭化タングステン(WC)を含有している請求項34に記載の材料。
- 前記第一材料がさらにタングステンとは異なる金属元素を含む他の炭化物を含有する請求項34に記載の材料。
- 前記金属元素がチタン(Ti)である請求項36に記載の材料。
- 前記金属元素がタンタル(Ta)である請求項36に記載の材料。
- 前記金属元素がニオブ(Nb)である請求項36に記載の材料。
- 前記金属元素がバナジウム(V)である請求項36に記載の材料。
- 前記金属元素がクロム(Cr)である請求項36に記載の材料。
- 前記金属元素がハフニウム(Hf)である請求項36に記載の材料。
- 前記金属元素がモリブデン(Mo)である請求項36に記載の材料。
- 前記第一材料がさらに窒化物を含有している請求項34に記載の材料。
- 前記窒化物がTiNを含有している請求項44に記載の材料。
- 前記窒化物がHfNを含有している請求項44に記載の材料。
- 前記第一材料がさらに窒化物を含有している請求項33に記載の材料。
- 前記窒化物がTiNとHfNの少なくとも一方を含有している請求項47に記載の材料。
- 前記ニッケルベース超合金が主としてニッケルを含有し他の元素も含有している請求項33に記載の材料。
- 前記他の元素がCo、Cr、Al、Ti、Mo、Nb、W、及びZrを含んでいる請求項49に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらに第二の異なるニッケルベース超合金を含有している請求項33に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにレニウムを含有している請求項51に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにコバルトを含有している請求項52に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにレニウムを含有している請求項33に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにコバルトを含有している請求項54に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにコバルトを含有している請求項33に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにニッケルを含有している請求項33に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらに鉄を含有している請求項33に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにモリブデンを含有している請求項33に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにクロムを含有している請求項33に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにニッケルベース合金と異なる他の合金を含有している請求項33に記載の材料。
- TiCとTiNを含む第一材料を含有する硬質粒子と、Ni、Mo、及びMo2Cのうち少なくとも一つを含む第二の異なる材料を含有する結合剤マトリックスとを含有する材料であって、
前記硬質粒子が前記結合剤マトリックス中に広がって実質的に均一に分散されている材料。 - 前記結合剤マトリックスがさらにReを含有している請求項62に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにCoを含有している請求項63に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにNiベース超合金を含有している請求項64に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにNiベース超合金を含有している請求項63に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにNiベース超合金を含有している請求項62に記載の材料。
- 硬質粒子の粉末を、Niベース超合金を含む結合剤マトリックス材料と混合することによってグレード粉末を製造し、
前記グレード粉末を処理して、前記結合剤マトリックス材料を利用し前記硬質粒子を結合させることによって固体の超硬合金材料を製造することを含む方法。 - 前記処理が、引き続き圧縮操作、第一焼結操作,成形操作及び第二焼結操作を行うことを含む請求項68に記載の方法。
- 前記混合前に、レニウムをさらに含有するように結合剤マトリックス材料を調製することをさらに含む請求項68に記載の方法。
- 前記混合前に、コバルトをさらに含有するように結合剤マトリックス材料を調製することをさらに含む請求項68に記載の方法。
- 前記処理が,熱間等方加圧法の固相焼結を含む請求項68に記載の方法。
- 前記処理が、(1)グレード粉末を固相で減圧条件下焼結すること及び(2)グレード粉末を固相で不活性ガス媒体中加圧下焼結することを含む請求項68に記載の方法。
- 前記混合前に,粒径が0.5ミクロンより小さい硬質粒子を調製することをさらに含み、焼結操作の温度を下げる請求項68に記載の方法。
- 物体から材料を切削する摩耗部品を備えた装置であって、前記摩耗部品が、第一材料を含む硬質粒子と、レニウムとNiベース超合金を含む第二の異なる材料を含有する結合剤マトリックスとを含有する材料を含み、前記硬質粒子が前記結合剤マトリックス中に広がって実質的に均一に分散されている装置。
- 前記結合剤マトリックスがさらにコバルトを含有している請求項75に記載の装置。
- 摩耗部品を備えた装置であって、その摩耗部品が、第一材料を含む硬質粒子と、Niベース超合金を含有する第二の異なる材料の結合剤マトリックスとを含有する材料を含み、前記硬質粒子が前記結合剤マトリックス中に広がって実質的に均一に分散されている装置。
- (1)WC、TiC及びTaCの固溶体、(2)WC、TiC及びNbCの固溶体、(3)WC、TiC及びTaCとNbCの少なくとも一方の固溶体、並びに(4)WC、TiC及びHfCとNbCの少なくとも一方の固溶体からなる群の中の少なくとも一つを選択してなる第一材料を含有する硬質粒子と、第二の異なる材料を含む結合剤マトリックスとを含有する材料であって、前記結合剤マトリックスの容量が前記材料の全容量の約3%〜約40%であり、前記結合剤マトリックスがレニウムを含有し、そして前記硬質粒子が前記結合剤マトリックス中に広がって実質的に均一に分散されている材料。
- 前記硬質粒子がWC、TiC及びTaCの固溶体を含有し、前記結合剤マトリックスが純Reで構成されている請求項78に記載の材料。
- 前記固溶体が前記材料の約72%であり、そしてReが前記材料の全重量の約28%である請求項79に記載の材料。
- 前記固溶体が前記材料の約85%であり、そしてReが前記材料の全重量の約15%である請求項79に記載の材料。
- TiCとTaCの量がほぼ等しくかつその合計量がWCの量より少ない請求項79に記載の材料。
- 前記硬質粒子がWC、TiC及びTaCの固溶体を含有し、前記結合剤マトリックスがReとNi超合金を含有する請求項78に記載の材料。
- TiCとTaCが、各々、前記材料の全重量の約3%から約6%未満であり、そしてWCが前記材料の全重量の78%を超え89%より少ない請求項83に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスがさらにCoを含有している請求項83に記載の材料。
- 前記Niベース超合金が主としてNiを含有しCo、Cr、Al、Ti、Mo、Nb、W、Zr、B、C、及びVを含む他の元素をも含有している請求項83に記載の材料。
- 前記結合剤マトリックスが、Re及びReを含有するNiベース超合金を含有している請求項78に記載の材料。
- 前記Niベース超合金がReを含有している請求項21に記載の材料。
- 前記Niベース超合金がReを含有している請求項24に記載の材料。
- 前記Niベース超合金がReを含有している請求項21に記載の材料。
- 前記Niベース超合金がReを含有している請求項33に記載の材料。
- 前記Niベース超合金がγ−γ’相である請求項33に記載の材料。
- 前記他の元素がさらにReを含有している請求項50に記載の材料。
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A602 | Written permission of extension of time |
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