JP3303186B2 - 高強度を有する耐熱性炭化タングステン基超硬合金の製造方法 - Google Patents
高強度を有する耐熱性炭化タングステン基超硬合金の製造方法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/18—Non-metallic particles coated with metal
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、結合相形成成分
としてのＣｏが組織全体に亘って分散性よく分布し、こ
れによって高強度を具備するようになる耐熱性炭化タン
グステン基超硬合金（以下、耐熱超硬合金と云う）の製
造方法に関するものである。
としてのＣｏが組織全体に亘って分散性よく分布し、こ
れによって高強度を具備するようになる耐熱性炭化タン
グステン基超硬合金（以下、耐熱超硬合金と云う）の製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、耐熱超硬合金が、基本的
に原料粉末として、所定の粒度を有する炭化タングステ
ン（以下、ＷＣで示す）粉末、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒおよび
Ｎｂの炭化物粉末のうちの１種または２種以上からなる
耐熱性炭化物粉末、さらにＣｏ粉末を用い、これら原料
粉末を所定の配合組成に配合し、混合した後、通常の粉
末冶金法にて焼結することにより製造され、この結果の
耐熱超硬合金が、重量％で（以下、％は重量％を示
す）、 Ｃｏ：２〜２０％、 Ｔｉ、Ｔａ、ＺｒおよびＮｂの炭化物（以下、それぞれ
ＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、およびＮｂＣで示す）のうち
の１種または２種以上からなる耐熱性炭化物：０．１〜
２％、を含有し、残りがＷＣと不可避不純物からなる組
成を有することも広く知られており、また、これらの耐
熱超硬合金が切削工具や耐摩耗工具などとして実用に供
されていることも良く知られるところである。
に原料粉末として、所定の粒度を有する炭化タングステ
ン（以下、ＷＣで示す）粉末、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒおよび
Ｎｂの炭化物粉末のうちの１種または２種以上からなる
耐熱性炭化物粉末、さらにＣｏ粉末を用い、これら原料
粉末を所定の配合組成に配合し、混合した後、通常の粉
末冶金法にて焼結することにより製造され、この結果の
耐熱超硬合金が、重量％で（以下、％は重量％を示
す）、 Ｃｏ：２〜２０％、 Ｔｉ、Ｔａ、ＺｒおよびＮｂの炭化物（以下、それぞれ
ＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、およびＮｂＣで示す）のうち
の１種または２種以上からなる耐熱性炭化物：０．１〜
２％、を含有し、残りがＷＣと不可避不純物からなる組
成を有することも広く知られており、また、これらの耐
熱超硬合金が切削工具や耐摩耗工具などとして実用に供
されていることも良く知られるところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切削加工
や塑性加工などの高速化および高精密化はめざましく、
これに伴い、これらに用いられる耐熱超硬合金製の切削
工具や耐摩耗工具などには、一段の強度向上が求められ
ているのが現状である。
や塑性加工などの高速化および高精密化はめざましく、
これに伴い、これらに用いられる耐熱超硬合金製の切削
工具や耐摩耗工具などには、一段の強度向上が求められ
ているのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、高強度を有する耐熱超硬合金を
製造すべく、特に上記の従来耐熱超硬合金の製造に着目
し研究を行った結果、上記の従来耐熱超硬合金の製造に
おける基本的にＷＣ粉末と耐熱性炭化物粉末とＣｏ粉末
からなる混合粉末に代わって、予め所定の割合に配合し
た、０．６〜５μｍの平均粒径を有するＷＣ粉末と、い
ずれも０．１〜１μｍの平均粒径を有するが、前記ＷＣ
粉末の平均粒径に比して相対的に細粒の、上記の耐熱性
炭化物粉末と酸化コバルト（以下、Ｃｏx Ｏy で示す）
粉末と炭素（Ｃ）粉末、さらに必要に応じてＣｒおよび
Ｖの炭化物（以下、それぞれＣｒ3 Ｃ2 およびＶＣで示
す）粉末および酸化物（以下、それぞれＣｒ2 Ｏ3 およ
びＶ2 Ｏ5 で示す）粉末のうちの１種または２種以上か
らなる混合粉末に還元性または不活性ガス雰囲気中で還
元処理を施すことにより得られたＷＣ／Ｃｏ合金複合粉
末、すなわちＷＣ粉末の表面に、Ｃｏの素地に上記耐熱
性炭化物が分散分布したした組織のＣｏ合金層、あるい
はＣｒおよび／またはＶを含有したＣｏ合金の素地に上
記耐熱性炭化物が分散分布したした組織のＣｏ合金層が
全面的または部分的に融着してなるＷＣ／Ｃｏ合金複合
粉末を原料粉末として用い、これら原料粉末から通常の
粉末冶金法にて焼結して耐熱超硬合金を製造すると、製
造された耐熱超硬合金は、特に結合相形成成分としての
Ｃｏが組織全体に亘って分散性よく分布するようになる
ことから、上記の従来方法によって製造された耐熱超硬
合金に比して一段と高強度を具備するようになるという
研究結果を得たのである。
上述のような観点から、高強度を有する耐熱超硬合金を
製造すべく、特に上記の従来耐熱超硬合金の製造に着目
し研究を行った結果、上記の従来耐熱超硬合金の製造に
おける基本的にＷＣ粉末と耐熱性炭化物粉末とＣｏ粉末
からなる混合粉末に代わって、予め所定の割合に配合し
た、０．６〜５μｍの平均粒径を有するＷＣ粉末と、い
ずれも０．１〜１μｍの平均粒径を有するが、前記ＷＣ
粉末の平均粒径に比して相対的に細粒の、上記の耐熱性
炭化物粉末と酸化コバルト（以下、Ｃｏx Ｏy で示す）
粉末と炭素（Ｃ）粉末、さらに必要に応じてＣｒおよび
Ｖの炭化物（以下、それぞれＣｒ3 Ｃ2 およびＶＣで示
す）粉末および酸化物（以下、それぞれＣｒ2 Ｏ3 およ
びＶ2 Ｏ5 で示す）粉末のうちの１種または２種以上か
らなる混合粉末に還元性または不活性ガス雰囲気中で還
元処理を施すことにより得られたＷＣ／Ｃｏ合金複合粉
末、すなわちＷＣ粉末の表面に、Ｃｏの素地に上記耐熱
性炭化物が分散分布したした組織のＣｏ合金層、あるい
はＣｒおよび／またはＶを含有したＣｏ合金の素地に上
記耐熱性炭化物が分散分布したした組織のＣｏ合金層が
全面的または部分的に融着してなるＷＣ／Ｃｏ合金複合
粉末を原料粉末として用い、これら原料粉末から通常の
粉末冶金法にて焼結して耐熱超硬合金を製造すると、製
造された耐熱超硬合金は、特に結合相形成成分としての
Ｃｏが組織全体に亘って分散性よく分布するようになる
ことから、上記の従来方法によって製造された耐熱超硬
合金に比して一段と高強度を具備するようになるという
研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、原料粉末として、０．６〜５μｍ
の平均粒径を有するＷＣ粉末、いずれも０．１〜１μｍ
の平均粒径を有するが、前記ＷＣ粉末の平均粒径に比し
て相対的に細粒の、Ｃｏx Ｏ y 粉末、ＴｉＣ粉末、Ｔａ
Ｃ粉末、ＺｒＣ粉末、およびＮｂＣ粉末のうちの１種ま
たは２種以上からなる耐熱性炭化物粉末、および炭素粉
末、さらに必要に応じてＣｒ3 Ｃ2 粉末、Ｃｒ2 Ｏ3 粉
末、ＶＣ粉末、およびＶ2 Ｏ5 のうちの１種または２種
以上を用い、これら原料粉末を、 Ｃｏx Ｏy 粉末：６〜２５％、 ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＺｒＣ粉末、およびＮｂＣ粉
末のうちの１種または２種以上からなる耐熱性炭化物粉
末：０．１〜２％、 炭素粉末：０．５〜４％、 ＷＣ粉末：残り、からなる配合組成、あるいは、 Ｃｏx Ｏy 粉末：６〜２５％、 ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＺｒＣ粉末、およびＮｂＣ粉
末のうちの１種または２種以上からなる耐熱性炭化物粉
末：０．１〜２％、 炭素粉末：０．５〜４％、 Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、Ｃｒ2 Ｏ3 粉末、ＶＣ粉末、およびＶ
2 Ｏ5 粉末のうちの１種または２種以上：０．２〜２．
５％、 ＷＣ粉末：残り、からなる配合組成に配合し、混合した
後、還元性または不活性ガス雰囲気中で還元処理して、 Ｃｏ：５〜２０％、 ＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、およびＮｂＣのうちの１種ま
たは２種以上からなる耐熱性炭化物：０．１〜２％、 ＷＣおよび不可避不純物：残り、からなる組成を有し、
かつＷＣ粉末の表面上に、Ｃｏの素地に上記耐熱性炭化
物が分散分布したした組織のＣｏ合金層が連続的または
断続的に融着してなるＷＣ／Ｃｏ合金複合粉末、あるい
は、 Ｃｏ：５〜２０％、 ＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、およびＮｂＣのうちの１種ま
たは２種以上からなる耐熱性炭化物：０．１〜２％、 Ｃｒおよび／またはＶ：０．１〜１．５％、 ＷＣおよび不可避不純物：残り、からなる組成を有し、
かつＷＣ粉末の表面に、Ｃｒおよび／またはＶを含有し
たＣｏ合金の素地に上記耐熱性炭化物が分散分布した組
織のＣｏ合金層が全体的または部分的に融着してなるＷ
Ｃ／Ｃｏ合金複合粉末、を形成し、これらのＷＣ／Ｃｏ
合金複合粉末から通常の粉末冶金法にて、結合相形成成
分としてのＣｏの組織上分散性にすぐれ、これによって
高強度をもつようになる耐熱超硬合金を製造する方法に
特徴を有するものである。
されたものであって、原料粉末として、０．６〜５μｍ
の平均粒径を有するＷＣ粉末、いずれも０．１〜１μｍ
の平均粒径を有するが、前記ＷＣ粉末の平均粒径に比し
て相対的に細粒の、Ｃｏx Ｏ y 粉末、ＴｉＣ粉末、Ｔａ
Ｃ粉末、ＺｒＣ粉末、およびＮｂＣ粉末のうちの１種ま
たは２種以上からなる耐熱性炭化物粉末、および炭素粉
末、さらに必要に応じてＣｒ3 Ｃ2 粉末、Ｃｒ2 Ｏ3 粉
末、ＶＣ粉末、およびＶ2 Ｏ5 のうちの１種または２種
以上を用い、これら原料粉末を、 Ｃｏx Ｏy 粉末：６〜２５％、 ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＺｒＣ粉末、およびＮｂＣ粉
末のうちの１種または２種以上からなる耐熱性炭化物粉
末：０．１〜２％、 炭素粉末：０．５〜４％、 ＷＣ粉末：残り、からなる配合組成、あるいは、 Ｃｏx Ｏy 粉末：６〜２５％、 ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＺｒＣ粉末、およびＮｂＣ粉
末のうちの１種または２種以上からなる耐熱性炭化物粉
末：０．１〜２％、 炭素粉末：０．５〜４％、 Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、Ｃｒ2 Ｏ3 粉末、ＶＣ粉末、およびＶ
2 Ｏ5 粉末のうちの１種または２種以上：０．２〜２．
５％、 ＷＣ粉末：残り、からなる配合組成に配合し、混合した
後、還元性または不活性ガス雰囲気中で還元処理して、 Ｃｏ：５〜２０％、 ＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、およびＮｂＣのうちの１種ま
たは２種以上からなる耐熱性炭化物：０．１〜２％、 ＷＣおよび不可避不純物：残り、からなる組成を有し、
かつＷＣ粉末の表面上に、Ｃｏの素地に上記耐熱性炭化
物が分散分布したした組織のＣｏ合金層が連続的または
断続的に融着してなるＷＣ／Ｃｏ合金複合粉末、あるい
は、 Ｃｏ：５〜２０％、 ＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、およびＮｂＣのうちの１種ま
たは２種以上からなる耐熱性炭化物：０．１〜２％、 Ｃｒおよび／またはＶ：０．１〜１．５％、 ＷＣおよび不可避不純物：残り、からなる組成を有し、
かつＷＣ粉末の表面に、Ｃｒおよび／またはＶを含有し
たＣｏ合金の素地に上記耐熱性炭化物が分散分布した組
織のＣｏ合金層が全体的または部分的に融着してなるＷ
Ｃ／Ｃｏ合金複合粉末、を形成し、これらのＷＣ／Ｃｏ
合金複合粉末から通常の粉末冶金法にて、結合相形成成
分としてのＣｏの組織上分散性にすぐれ、これによって
高強度をもつようになる耐熱超硬合金を製造する方法に
特徴を有するものである。
【０００６】つぎに、この発明の方法において、製造条
件を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ）原料粉末の平均粒径 ＷＣ粉末の平均粒径を０．６〜５μｍとしてのは、その
平均粒径が０．６μｍ未満では、製造された耐熱超硬合
金の耐クリープ変形性が低下するようになり、一方その
平均粒径が５μｍを越えると、製造された耐熱超硬合金
の強度が急激に低下するようになるという理由によるも
のである。また、耐熱性炭化物粉末の平均粒径を０．１
〜１μｍとしたのは、その平均粒径が０．１μｍ未満に
なると細粉化の面で経済的でなく、一方その平均粒径が
１μｍを越えると、耐熱超硬合金の強度が低下するよう
になるという理由によるものである。同じく、Ｃｏx Ｏ
y 粉末の平均粒径を０．１〜１μｍとしたのは、その平
均粒径を０．１μｍ未満にしても還元反応上効果は現れ
ず、むしろ細粉化の面で経済的でなく、一方その平均粒
径が１μｍを越えると、未還元Ｃｏx Ｏy が存在するよ
うになり、この結果超硬合金中に巣が発生し、所望の高
強度を確保することができなくなるという理由からであ
る。さらに、炭素粉末の平均粒径は還元性の面から定め
たものであり、０．１〜１μｍの平均粒径をを有するＣ
ｏx Ｏy 粉末の還元には同様の粒度の炭素粉末を用いる
のがよく、なぜならその平均粒径が０．１μｍ未満では
還元反応が強力で、残留炭素の存在は避けられず、一方
その平均粒径が１μｍを越えると、逆に還元反応が緩慢
となり、Ｃｏx Ｏy が残留するようになるからである。
さらに、またＣｒ3 Ｃ2 粉末、Ｃｒ2 Ｏ3 粉末、ＶＣ粉
末、およびＶ2 Ｏ5 粉末は、還元処理で結合相形成成分
であるＣｏ中に固溶させ、Ｃｏ合金の素地を形成して前
記結合相の強度および耐熱性を向上させる目的で必要に
応じて配合されるものであるが、これのもつ平均粒径を
０．１〜１μｍとしたのは、その平均粒径を０．１μｍ
未満にすることは細粒化の面で経済的でなく、一方その
平均粒径が１μｍを越えると、Ｃｏ中への固溶が完全に
行われない場合が生じ、この場合には耐熱超硬合金の強
度低下の原因となるという理由によるものである。
件を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ）原料粉末の平均粒径 ＷＣ粉末の平均粒径を０．６〜５μｍとしてのは、その
平均粒径が０．６μｍ未満では、製造された耐熱超硬合
金の耐クリープ変形性が低下するようになり、一方その
平均粒径が５μｍを越えると、製造された耐熱超硬合金
の強度が急激に低下するようになるという理由によるも
のである。また、耐熱性炭化物粉末の平均粒径を０．１
〜１μｍとしたのは、その平均粒径が０．１μｍ未満に
なると細粉化の面で経済的でなく、一方その平均粒径が
１μｍを越えると、耐熱超硬合金の強度が低下するよう
になるという理由によるものである。同じく、Ｃｏx Ｏ
y 粉末の平均粒径を０．１〜１μｍとしたのは、その平
均粒径を０．１μｍ未満にしても還元反応上効果は現れ
ず、むしろ細粉化の面で経済的でなく、一方その平均粒
径が１μｍを越えると、未還元Ｃｏx Ｏy が存在するよ
うになり、この結果超硬合金中に巣が発生し、所望の高
強度を確保することができなくなるという理由からであ
る。さらに、炭素粉末の平均粒径は還元性の面から定め
たものであり、０．１〜１μｍの平均粒径をを有するＣ
ｏx Ｏy 粉末の還元には同様の粒度の炭素粉末を用いる
のがよく、なぜならその平均粒径が０．１μｍ未満では
還元反応が強力で、残留炭素の存在は避けられず、一方
その平均粒径が１μｍを越えると、逆に還元反応が緩慢
となり、Ｃｏx Ｏy が残留するようになるからである。
さらに、またＣｒ3 Ｃ2 粉末、Ｃｒ2 Ｏ3 粉末、ＶＣ粉
末、およびＶ2 Ｏ5 粉末は、還元処理で結合相形成成分
であるＣｏ中に固溶させ、Ｃｏ合金の素地を形成して前
記結合相の強度および耐熱性を向上させる目的で必要に
応じて配合されるものであるが、これのもつ平均粒径を
０．１〜１μｍとしたのは、その平均粒径を０．１μｍ
未満にすることは細粒化の面で経済的でなく、一方その
平均粒径が１μｍを越えると、Ｃｏ中への固溶が完全に
行われない場合が生じ、この場合には耐熱超硬合金の強
度低下の原因となるという理由によるものである。
【０００７】（ｂ）配合組成および成分組成 Ｃｏx Ｏy 粉末の配合割合が６％未満では、還元処理で
生成されたＷＣ／Ｃｏ合金複合粉末におけるＣｏ含有割
合が５％未満となってしまい、これを用いて耐熱超硬合
金を製造した場合、所望の強度を確保することができ
ず、一方その配合割合が２５％を越えると、同様に製造
された耐熱超硬合金のＣｏ含有量が２０％を越えて多く
なってしまい、耐摩耗性が低下するようになるばかりで
なく、耐熱超硬合金でのＣｏの分散性も低下し、強度低
下が避けられないことから、ＣｏxＯy 粉末の配合割合
を６〜２５％、ＷＣ／Ｃｏ合金複合粉末におけるＣｏ含
有割合を５〜２０％と定めたのである。また、耐熱性炭
化物粉末の配合割合、および耐熱性炭化物のＷＣ／Ｃｏ
合金複合粉末における含有割合を０．１〜２％としたの
は、その割合が０．１％未満では所望の耐熱性を確保す
ることができず、一方その割合が２％を越えると耐熱超
硬合金の強度が低下するようになるという理由によるも
のである。さらに、炭素粉末の配合割合：０．５〜４％
は、Ｃｏx Ｏy 粉末の配合割合：６〜２５％、さらに必
要に応じて配合されたＣｒ2 Ｏ3 粉末および／またはＶ
2Ｏ5 粉末の配合割合に対応して定めたものであり、し
たがって、所望の配合割合のＣｏx Ｏy 粉末を残留炭素
の発生なく、Ｃｏ合金に還元するのに必要な炭素粉末の
配合割合として０．５〜４％を定めたのである。さら
に、またＣｒ3 Ｃ2 粉末、Ｃｒ2 Ｏ3 粉末、ＶＣ粉末、
およびＶ2 Ｏ5 粉末の配合割合については、その配合割
合が０．２％未満では、Ｃｏ合金素地中のＣｒおよび／
またはＶの含有量が全体に占める割合で０．１未満にな
ってしまい、上記の通り結合相の強度および耐熱性に向
上効果が得られず、一方その配合割合が２．５％を越え
ると、Ｃｏ合金素地中のＣｒおよび／またはＶの含有量
が同じく全体に占める割合で１．５％を越えて高くなり
すぎ、耐熱超硬合金の強度が低下するようになることか
ら、その配合割合を０．２〜２．５％、Ｃｏ合金素地中
のＣｒおよび／またはＶの含含有量を０．１〜１．５％
と定めたのである。なお、この発明の方法における還元
処理は、通常の金属酸化物粉末の還元に採用されている
条件、すなわち水素気流などの還元性雰囲気中、あるい
は窒素気流またはＡｒ気流などの不活性ガス雰囲気中、
８００〜１１００℃に１〜５時間保持の条件で行なわれ
る。
生成されたＷＣ／Ｃｏ合金複合粉末におけるＣｏ含有割
合が５％未満となってしまい、これを用いて耐熱超硬合
金を製造した場合、所望の強度を確保することができ
ず、一方その配合割合が２５％を越えると、同様に製造
された耐熱超硬合金のＣｏ含有量が２０％を越えて多く
なってしまい、耐摩耗性が低下するようになるばかりで
なく、耐熱超硬合金でのＣｏの分散性も低下し、強度低
下が避けられないことから、ＣｏxＯy 粉末の配合割合
を６〜２５％、ＷＣ／Ｃｏ合金複合粉末におけるＣｏ含
有割合を５〜２０％と定めたのである。また、耐熱性炭
化物粉末の配合割合、および耐熱性炭化物のＷＣ／Ｃｏ
合金複合粉末における含有割合を０．１〜２％としたの
は、その割合が０．１％未満では所望の耐熱性を確保す
ることができず、一方その割合が２％を越えると耐熱超
硬合金の強度が低下するようになるという理由によるも
のである。さらに、炭素粉末の配合割合：０．５〜４％
は、Ｃｏx Ｏy 粉末の配合割合：６〜２５％、さらに必
要に応じて配合されたＣｒ2 Ｏ3 粉末および／またはＶ
2Ｏ5 粉末の配合割合に対応して定めたものであり、し
たがって、所望の配合割合のＣｏx Ｏy 粉末を残留炭素
の発生なく、Ｃｏ合金に還元するのに必要な炭素粉末の
配合割合として０．５〜４％を定めたのである。さら
に、またＣｒ3 Ｃ2 粉末、Ｃｒ2 Ｏ3 粉末、ＶＣ粉末、
およびＶ2 Ｏ5 粉末の配合割合については、その配合割
合が０．２％未満では、Ｃｏ合金素地中のＣｒおよび／
またはＶの含有量が全体に占める割合で０．１未満にな
ってしまい、上記の通り結合相の強度および耐熱性に向
上効果が得られず、一方その配合割合が２．５％を越え
ると、Ｃｏ合金素地中のＣｒおよび／またはＶの含有量
が同じく全体に占める割合で１．５％を越えて高くなり
すぎ、耐熱超硬合金の強度が低下するようになることか
ら、その配合割合を０．２〜２．５％、Ｃｏ合金素地中
のＣｒおよび／またはＶの含含有量を０．１〜１．５％
と定めたのである。なお、この発明の方法における還元
処理は、通常の金属酸化物粉末の還元に採用されている
条件、すなわち水素気流などの還元性雰囲気中、あるい
は窒素気流またはＡｒ気流などの不活性ガス雰囲気中、
８００〜１１００℃に１〜５時間保持の条件で行なわれ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】この発明の方法を実施例により具
体的に説明する。原料粉末として、それぞれ表１〜３に
示される平均粒径を有するＷＣ粉末、Ｃｏx Ｏy 粉末、
炭素（Ｃ）粉末、ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＺｒＣ粉
末、ＮｂＣ粉末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、Ｃｒ2 Ｏ3 粉末、Ｖ
Ｃ粉末、およびＶ2 Ｏ5 粉末を用意し、これら原料粉末
を同じく表１〜３に示される配合組成に配合し、ボール
ミルで７２時間湿式混合し、乾燥した後、表４、５に示
される条件で還元処理して、同じく表４、５に示される
成分組成をもったＷＣ／Ｃｏ合金複合粉末を形成し、引
続いてこれらＷＣ／Ｃｏ合金複合粉末を、それぞれ１ｔ
ｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、これら圧
粉体を、真空雰囲気中、１３５０〜１４５０℃の範囲内
の所定の温度に１時間保持の条件で焼結し、さらに温
度：１３２０℃、圧力：９００ｋｇｆ／ｃｍ2 、保持時
間：１時間の条件でＨＩＰ処理を施すことにより本発明
方法１〜２８を実施し、強度を評価する目的で、８ｍｍ
×４ｍｍ×２５ｍｍの抗折力試験片形状をもった耐熱超
硬合金をそれぞれ製造した。
体的に説明する。原料粉末として、それぞれ表１〜３に
示される平均粒径を有するＷＣ粉末、Ｃｏx Ｏy 粉末、
炭素（Ｃ）粉末、ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＺｒＣ粉
末、ＮｂＣ粉末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉末、Ｃｒ2 Ｏ3 粉末、Ｖ
Ｃ粉末、およびＶ2 Ｏ5 粉末を用意し、これら原料粉末
を同じく表１〜３に示される配合組成に配合し、ボール
ミルで７２時間湿式混合し、乾燥した後、表４、５に示
される条件で還元処理して、同じく表４、５に示される
成分組成をもったＷＣ／Ｃｏ合金複合粉末を形成し、引
続いてこれらＷＣ／Ｃｏ合金複合粉末を、それぞれ１ｔ
ｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、これら圧
粉体を、真空雰囲気中、１３５０〜１４５０℃の範囲内
の所定の温度に１時間保持の条件で焼結し、さらに温
度：１３２０℃、圧力：９００ｋｇｆ／ｃｍ2 、保持時
間：１時間の条件でＨＩＰ処理を施すことにより本発明
方法１〜２８を実施し、強度を評価する目的で、８ｍｍ
×４ｍｍ×２５ｍｍの抗折力試験片形状をもった耐熱超
硬合金をそれぞれ製造した。
【０００９】また、比較の目的で、原料粉末として、表
６、７に示される平均粒径をもったＷＣ粉末、Ｃｏ粉
末、ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＺｒＣ粉末、ＮｂＣ粉
末、Ｃｒ 3 Ｃ2 粉末、およびＶＣ粉末を用意し、これら
原料粉末を同じく表６、７に示される配合組成（本発明
方法１〜１８によって製造された超硬合金の組成にそれ
ぞれ対応）に配合し、ボールミルで７２時間湿式混合
し、乾燥した後、この混合粉末を、以下いずれも本発明
方法１〜１８におけると同一の条件で、圧粉体にプレス
成形し、焼結し、さらにＨＩＰ処理を施すことにより従
来方法１〜１８を行い、実質的に配合組成と同一な成分
組成をもった耐熱超硬合金をそれぞれ製造した。この結
果得られた各種の耐熱超硬合金について、抗折力を測定
し、この測定結果をそれぞれ表４〜７に示した。
６、７に示される平均粒径をもったＷＣ粉末、Ｃｏ粉
末、ＴｉＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＺｒＣ粉末、ＮｂＣ粉
末、Ｃｒ 3 Ｃ2 粉末、およびＶＣ粉末を用意し、これら
原料粉末を同じく表６、７に示される配合組成（本発明
方法１〜１８によって製造された超硬合金の組成にそれ
ぞれ対応）に配合し、ボールミルで７２時間湿式混合
し、乾燥した後、この混合粉末を、以下いずれも本発明
方法１〜１８におけると同一の条件で、圧粉体にプレス
成形し、焼結し、さらにＨＩＰ処理を施すことにより従
来方法１〜１８を行い、実質的に配合組成と同一な成分
組成をもった耐熱超硬合金をそれぞれ製造した。この結
果得られた各種の耐熱超硬合金について、抗折力を測定
し、この測定結果をそれぞれ表４〜７に示した。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【表３】
【００１３】
【表４】
【００１４】
【表５】
【００１５】
【表６】
【００１６】
【表７】
【００１７】
【発明の効果】表４〜７に示される結果から、本発明方
法１〜１８においては、原料粉末としてＷＣ粉末の表面
に、Ｃｏの素地に耐熱性炭化物が分散分布したした組織
のＣｏ合金層、あるいはＣｒおよび／またはＶを含有し
たＣｏ合金の素地に耐熱性炭化物が分散分布したした組
織のＣｏ合金層が全面的または部分的に融着した構造の
ＷＣ／Ｃｏ合金複合粉末を使用することによって、要素
粉末の混合粉末を用いる従来方法１〜１２によって製造
された耐熱超硬合金に比して、いずれも結合相形成成分
としてのＣｏの分散性が一段と向上した耐熱超硬合金を
製造することができ、このＣｏ分散性の向上によってそ
れぞれの抗折力の相対比較で強度が著しく向上している
ことが明らかである。上述のように、この発明の方法に
よれば、高強度を有する耐熱超硬合金を製造することが
でき、したがって耐熱超硬合金が適用される切削工具や
各種対摩耗工具などに対する要求に十分満足に対応する
ことがでるのである。
法１〜１８においては、原料粉末としてＷＣ粉末の表面
に、Ｃｏの素地に耐熱性炭化物が分散分布したした組織
のＣｏ合金層、あるいはＣｒおよび／またはＶを含有し
たＣｏ合金の素地に耐熱性炭化物が分散分布したした組
織のＣｏ合金層が全面的または部分的に融着した構造の
ＷＣ／Ｃｏ合金複合粉末を使用することによって、要素
粉末の混合粉末を用いる従来方法１〜１２によって製造
された耐熱超硬合金に比して、いずれも結合相形成成分
としてのＣｏの分散性が一段と向上した耐熱超硬合金を
製造することができ、このＣｏ分散性の向上によってそ
れぞれの抗折力の相対比較で強度が著しく向上している
ことが明らかである。上述のように、この発明の方法に
よれば、高強度を有する耐熱超硬合金を製造することが
でき、したがって耐熱超硬合金が適用される切削工具や
各種対摩耗工具などに対する要求に十分満足に対応する
ことがでるのである。
フロントページの続き (72)発明者 関谷 真一 茨城県結城郡石下町大字古間木1511番地 三菱マテリアル株式会社 筑波製作所 内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B22F 1/00 C22C 1/05
Claims (2)
- 【請求項１】 原料粉末として、０．６〜５μｍの平均
粒径を有する炭化タングステン粉末、いずれも０．１〜
１μｍの平均粒径を有するが、前記炭化タングステン粉
末に比して相対的に細粒の、酸化コバルト粉末、Ｔｉ、
Ｔａ、ＺｒおよびＮｂの炭化物粉末のうちの１種または
２種以上からなる耐熱性炭化物粉末、および炭素粉末を
用い、これら原料粉末を、以下いずれも重量％で、 酸化コバルト粉末：６〜２５％、 Ｔｉ、Ｔａ、ＺｒおよびＮｂの炭化物粉末のうちの１種
または２種以上からなる耐熱性炭化物粉末：０．１〜２
％、 炭素粉末：０．５〜４％、 炭化タングステン粉末：残り、からなる配合組成に配合
し、混合した後、還元性または不活性ガス雰囲気中で還
元処理して、 Ｃｏ：５〜２０％、 Ｔｉ、Ｔａ、ＺｒおよびＮｂの炭化物のうちの１種また
は２種以上からなる耐熱性炭化物：０．１〜２％、 炭化タングステンおよび不可避不純物：残り、からなる
組成を有し、かつ炭化タングステン粉末の表面に、Ｃｏ
の素地に上記耐熱性炭化物が分散分布したした組織のＣ
ｏ合金層が全面的または部分的に融着してなる炭化タン
グステン／Ｃｏ合金複合粉末を形成し、この炭化タング
ステン／Ｃｏ合金複合粉末から通常の粉末冶金法にて耐
熱性炭化タングステン基超硬合金を製造することを特徴
とする高強度を有する耐熱性炭化タングステン基超硬合
金の製造方法。 - 【請求項２】 原料粉末として、０．６〜５μｍの平均
粒径を有する炭化タングステン粉末、いずれも０．１〜
１μｍの平均粒径を有するが、前記炭化タングステン粉
末に比して相対的に細粒の、酸化コバルト粉末、Ｔｉ、
Ｔａ、ＺｒおよびＮｂの炭化物粉末のうちの１種または
２種以上からなる耐熱性炭化物粉末、ＣｒおよびＶの炭
化物粉末および酸化物粉末のうちの１種または２種以
上、および炭素粉末を用い、これら原料粉末を、以下い
ずれも重量％で、 酸化コバルト粉末：６〜２５％、 Ｔｉ、Ｔａ、ＺｒおよびＮｂの炭化物粉末のうちの１種
または２種以上からなる耐熱性炭化物粉末：０．１〜２
％、 ＣｒおよびＶの炭化物粉末および酸化物粉末のうちの１
種または２種以上：０．２〜２．５％、 炭素粉末：０．５〜４％、 炭化タングステン粉末：残り、からなる配合組成に配合
し、混合した後、還元性または不活性ガス雰囲気中で還
元処理して、 Ｃｏ：５〜２０％、 Ｔｉ、Ｔａ、ＺｒおよびＮｂの炭化物のうちの１種また
は２種以上からなる耐熱性炭化物：０．１〜２％、 Ｃｒおよび／またはＶ：０．１〜１．５％、 炭化タングステンおよび不可避不純物：残り、からなる
組成を有し、かつ炭化タングステン粉末の表面に、Ｃｒ
および／またはＶを含有したＣｏ合金の素地に上記耐熱
性炭化物が分散分布したした組織のＣｏ合金層が全面的
または部分的に融着してなる炭化タングステン／Ｃｏ合
金複合粉末を形成し、この炭化タングステン／Ｃｏ合金
複合粉末から通常の粉末冶金法にて耐熱性炭化タングス
テン基超硬合金を製造することを特徴とする高強度を有
する耐熱性炭化タングステン基超硬合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29394896A JP3303186B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 高強度を有する耐熱性炭化タングステン基超硬合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29394896A JP3303186B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 高強度を有する耐熱性炭化タングステン基超硬合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10140204A JPH10140204A (ja) | 1998-05-26 |
| JP3303186B2 true JP3303186B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=17801257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29394896A Expired - Fee Related JP3303186B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 高強度を有する耐熱性炭化タングステン基超硬合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3303186B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103406538A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-11-27 | 深圳新速通石油工具有限公司 | 孕镶金刚石钻头用孕镶柱胎体粉及用其制造胎体的方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE527679C2 (sv) * | 2004-01-26 | 2006-05-09 | Sandvik Intellectual Property | Hårdmetallkropp, särskilt spiralborr, och användning av denna för verktyg för roterande metallbearbetning |
| GB0902232D0 (en) | 2009-02-11 | 2009-03-25 | Element Six Production Pty Ltd | Method of coating carbon body |
| CN103710604B (zh) * | 2013-12-27 | 2015-11-18 | 株洲硬质合金集团有限公司 | 一种硬质合金、制备方法及其应用 |
| CN104550919A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-29 | 铜陵市经纬流体科技有限公司 | 一种耐热阀门用粉末冶金材料及其制备方法 |
| CN104550922A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-29 | 铜陵市经纬流体科技有限公司 | 一种高光洁度阀门用粉末冶金材料及其制备方法 |
-
1996
- 1996-11-06 JP JP29394896A patent/JP3303186B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103406538A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-11-27 | 深圳新速通石油工具有限公司 | 孕镶金刚石钻头用孕镶柱胎体粉及用其制造胎体的方法 |
| CN103406538B (zh) * | 2013-07-29 | 2016-01-20 | 深圳新速通石油工具有限公司 | 孕镶金刚石钻头用孕镶柱胎体粉及用其制造胎体的方法 |
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|---|---|
| JPH10140204A (ja) | 1998-05-26 |
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