JP3312333B2 - 炭窒化モリブデン及びその製造方法 - Google Patents
炭窒化モリブデン及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，硬質材料を粉末冶
金法にて製造するときに，原料粉末として用いる一般式
Ｍｏ（ＣｘＮｙ）で示される炭窒化モリブデンとその製
造方法に関する。
金法にて製造するときに，原料粉末として用いる一般式
Ｍｏ（ＣｘＮｙ）で示される炭窒化モリブデンとその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，炭化タングステンを主体とした超
硬合金は，切削工具，耐摩耗工具等の材料として広く用
いられている。
硬合金は，切削工具，耐摩耗工具等の材料として広く用
いられている。
【０００３】なかでも平均粒径が１．０μｍ以下のＷＣ
粒子を主体とした超硬合金は，高硬度で高強度を有す
る。そのため，この合金は，各種剪断刃，ＰＣＢ穴明け
ドリル，金属用のドリル，及びエンドミル等に用いられ
ている。一方，市場では，さらなる高能率化を達成する
ために，さらに微細な超微粒超硬合金を開発することが
要求されており，微細なＷＣ粉末の製法の開発，焼結過
程での粒成長を抑えるための，種々の粒成長抑制剤を添
加する発明が提案されている。
粒子を主体とした超硬合金は，高硬度で高強度を有す
る。そのため，この合金は，各種剪断刃，ＰＣＢ穴明け
ドリル，金属用のドリル，及びエンドミル等に用いられ
ている。一方，市場では，さらなる高能率化を達成する
ために，さらに微細な超微粒超硬合金を開発することが
要求されており，微細なＷＣ粉末の製法の開発，焼結過
程での粒成長を抑えるための，種々の粒成長抑制剤を添
加する発明が提案されている。
【０００４】ＴｉＣ−Ｎｉを基本とする系のサーメット
は，切削工具として用いると，鋼切削時の耐逃げ面摩耗
は優れるが，耐欠損性には著しく劣るという欠点があ
る。この欠点を解消するために，窒素を含有させたＴｉ
ＣＮ−Ｎｉを基本としたサーメットが登場した。窒素含
有のＴｉＣＮ−Ｎｉサーメットは，窒素を含有させるこ
とによって硬質粒子の粒成長を抑制し，強度向上を図ろ
うとしたものである。その結果，ＴｉＣ−Ｎｉサーメッ
トに比較して強度向上はある程度望めたものの，耐摩耗
性を低下させてしまう問題も含んでいる。
は，切削工具として用いると，鋼切削時の耐逃げ面摩耗
は優れるが，耐欠損性には著しく劣るという欠点があ
る。この欠点を解消するために，窒素を含有させたＴｉ
ＣＮ−Ｎｉを基本としたサーメットが登場した。窒素含
有のＴｉＣＮ−Ｎｉサーメットは，窒素を含有させるこ
とによって硬質粒子の粒成長を抑制し，強度向上を図ろ
うとしたものである。その結果，ＴｉＣ−Ｎｉサーメッ
トに比較して強度向上はある程度望めたものの，耐摩耗
性を低下させてしまう問題も含んでいる。
【０００５】ところで，特開昭６１−１２８４７号公報
（以下，従来技術１と呼ぶ）には，ＷＣ−Ｃｏ合金にＶ
とＣｒを複合添加することによって，ＷＣの粒成長を抑
制し，微粒超硬合金を作製する方法が開示されている。
（以下，従来技術１と呼ぶ）には，ＷＣ−Ｃｏ合金にＶ
とＣｒを複合添加することによって，ＷＣの粒成長を抑
制し，微粒超硬合金を作製する方法が開示されている。
【０００６】また，特開平４−２５７１９７号公報（以
下，従来技術２と呼ぶ）には，平均粒度０．６μｍ以下
でかつ最大粒径が３．０μｍ以下のＷＣ粒子が分散して
いるＷＣ基超硬合金の素地中に，さらに最大粒径が３．
０μｍ以下であるＶ，Ｃｒ，Ｔａ，ＮｂおよびＴｉのう
ちの１種の炭化物もしくは炭窒化粒子，またはＶ，Ｃ
ｒ，Ｔａ，ＮｂおよびのＴｉのうちの２種以上の炭化物
もしくは炭窒化物粒子が分散している組織を有するＷＣ
基超硬合金が開示されている。
下，従来技術２と呼ぶ）には，平均粒度０．６μｍ以下
でかつ最大粒径が３．０μｍ以下のＷＣ粒子が分散して
いるＷＣ基超硬合金の素地中に，さらに最大粒径が３．
０μｍ以下であるＶ，Ｃｒ，Ｔａ，ＮｂおよびＴｉのう
ちの１種の炭化物もしくは炭窒化粒子，またはＶ，Ｃ
ｒ，Ｔａ，ＮｂおよびのＴｉのうちの２種以上の炭化物
もしくは炭窒化物粒子が分散している組織を有するＷＣ
基超硬合金が開示されている。
【０００７】さらに，特公昭５７−２１０１９号公報
（以下，従来技術３と呼ぶ）には，Ｚｒ炭化物，Ｖ炭化
物，Ｍｏ，Ｍｏ炭化物，Ｗ，Ｗ炭化物，Ｔｉ窒化物等を
含有したものの一部をＴｉ，Ｔａ，Ｎｂ炭化物で置換
し，その−部又は全部がＴｉ炭化物に固溶した複合炭化
物を用いて鉄族金属を結合相とするサーメットが開示さ
れている。
（以下，従来技術３と呼ぶ）には，Ｚｒ炭化物，Ｖ炭化
物，Ｍｏ，Ｍｏ炭化物，Ｗ，Ｗ炭化物，Ｔｉ窒化物等を
含有したものの一部をＴｉ，Ｔａ，Ｎｂ炭化物で置換
し，その−部又は全部がＴｉ炭化物に固溶した複合炭化
物を用いて鉄族金属を結合相とするサーメットが開示さ
れている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし，従来技術１に
開示された方法は，超硬合金に，ＶやＣｒなどの炭化物
を多量に必要とし，チッピング等を起こしやすくなり，
ＰＣＢ穴明けドリル，金属用エンドミル等に用いると折
損に至り，工具の安定性に欠けるという欠点があった。
開示された方法は，超硬合金に，ＶやＣｒなどの炭化物
を多量に必要とし，チッピング等を起こしやすくなり，
ＰＣＢ穴明けドリル，金属用エンドミル等に用いると折
損に至り，工具の安定性に欠けるという欠点があった。
【０００９】また，従来技術２において，超硬合金中
に，微粒ＷＣ中のＶ，Ｃｒ，Ｔａ，ＮｂおよびＴｉ等の
炭化物もしくは炭窒化物粒子は，粗大粒子としての作用
があり，靭性，硬度，強度の向上に働かないという欠点
がある。
に，微粒ＷＣ中のＶ，Ｃｒ，Ｔａ，ＮｂおよびＴｉ等の
炭化物もしくは炭窒化物粒子は，粗大粒子としての作用
があり，靭性，硬度，強度の向上に働かないという欠点
がある。
【００１０】さらに，従来技術３に開示されたサーメッ
トにおいては，窒素を含む複合炭窒化物にすることによ
り，従来のＴｉＣＮ−Ｎｉ系のサーメットに比べて硬質
相か強化されてはいるものの，ＴｉＣ−Ｎｉ系の耐摩耗
性を凌駕するには至っていない。
トにおいては，窒素を含む複合炭窒化物にすることによ
り，従来のＴｉＣＮ−Ｎｉ系のサーメットに比べて硬質
相か強化されてはいるものの，ＴｉＣ−Ｎｉ系の耐摩耗
性を凌駕するには至っていない。
【００１１】以上，超硬合金の従来技術は，いずれにお
いても，超硬合金を焼結する時に，粒成長を制御する方
法を用いている。しかしながら，これらの従来技術によ
る方法だけでは，粒成長を完全に制御するには至らず，
そのため上記のＷＣ基超硬合金は，ドリルやエンドミル
などに代表される切削工具，そして打ち抜き型やスリッ
ター等の剪断加工工具として用いた場合，チッピング等
により比較的短時間で寿命にいたるものである。
いても，超硬合金を焼結する時に，粒成長を制御する方
法を用いている。しかしながら，これらの従来技術によ
る方法だけでは，粒成長を完全に制御するには至らず，
そのため上記のＷＣ基超硬合金は，ドリルやエンドミル
などに代表される切削工具，そして打ち抜き型やスリッ
ター等の剪断加工工具として用いた場合，チッピング等
により比較的短時間で寿命にいたるものである。
【００１２】また，サーメットの従来技術はいずれにお
いても，ＴｉＣＮを用いることによりＴｉＣ−Ｎｉ系サ
ーメットに比較して，硬質粒子が微細化することにより
強度の向上は見られたものの，耐摩耗性は改善されてお
らず，比較的短時間で寿命に至るものである。
いても，ＴｉＣＮを用いることによりＴｉＣ−Ｎｉ系サ
ーメットに比較して，硬質粒子が微細化することにより
強度の向上は見られたものの，耐摩耗性は改善されてお
らず，比較的短時間で寿命に至るものである。
【００１３】そこで，本発明の技術的課題は，粒成長を
抑制し，硬度及び抗折力が優れた超硬合金を作製するた
めの原料となる炭窒化モリブデンとその製造方法とを提
供することにある。
抑制し，硬度及び抗折力が優れた超硬合金を作製するた
めの原料となる炭窒化モリブデンとその製造方法とを提
供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】そこで，本発明者らは，
上記技術的課題を解決するために，新しい粒成長抑制効
果を示す粉末について検討した。ここで，粒成長抑制機
構は，以下のように説明される。
上記技術的課題を解決するために，新しい粒成長抑制効
果を示す粉末について検討した。ここで，粒成長抑制機
構は，以下のように説明される。
【００１５】まず，合金中のＷＣ平均粒度と各炭化物の
標準生成自由エネルギーΔＧf との間にはかなり強い相
関力が認められる。そしてΔＧf が小さい，すなわちＶ
Ｃ，Ｍｏ2 Ｃ，Ｃｒ3 Ｃ2 などは，Ｃｏ液相中への溶解
度が大きく，このようなＷＣ以外の炭化物（以下，他炭
化物と呼ぶ）は，ＷＣの粒成長抑制効果が大きい。
標準生成自由エネルギーΔＧf との間にはかなり強い相
関力が認められる。そしてΔＧf が小さい，すなわちＶ
Ｃ，Ｍｏ2 Ｃ，Ｃｒ3 Ｃ2 などは，Ｃｏ液相中への溶解
度が大きく，このようなＷＣ以外の炭化物（以下，他炭
化物と呼ぶ）は，ＷＣの粒成長抑制効果が大きい。
【００１６】一方，Ｃｏ液相中へのＷＣ溶解度とＷＣ平
均粒度との間には，ほとんど相関はない。また，他炭化
物を構成している金属原子とＷ原子は固溶体または化合
物を形成するが，他炭化物はいずれもＷＣ中へはほとん
ど固溶しない。これらのことを総合的に考慮すると以下
のように考えられる。Ｃｏ液相中へ溶解している他炭化
物の金属原子が，ＷＣ固相の成長面ステップの端部に吸
着すると，この吸着原子が表面から脱着し，液相中へ再
溶解しない限り，Ｗ原子と親和力の無いＷ（Ｃ，Ｎ）が
存在していると，ＷＣは成長を続けられない。従って，
同じ原理でＷＣ固相の成長面ステップの端部に窒素原子
が吸着していると，他炭化物を用いなくともＷＣの粒成
長は十分抑制できると考えられる。上記原理はＴｉＣ系
サーメットにおいても同様にに成り立ち，成長面上びス
テップの端部に窒素原子があるとモリブデン原子は結合
出来ず，モリブデン原子が液相中に脱着しないかぎり，
窒素原子と結合しうるＴｉ原子はステップ端部へ移動で
きない，このため液相中からの溶質原子の固相表面上へ
の析出速度は，窒素原子がない場合に比べておそくな
り，粒成長しにくくなると考えられる。しかし，このよ
うな効果を示す窒化モリブデン，炭窒化モリブデンは７
００℃，１２０時間程度の時間をかけることによって，
合成されることが単に報告されているのみである。
均粒度との間には，ほとんど相関はない。また，他炭化
物を構成している金属原子とＷ原子は固溶体または化合
物を形成するが，他炭化物はいずれもＷＣ中へはほとん
ど固溶しない。これらのことを総合的に考慮すると以下
のように考えられる。Ｃｏ液相中へ溶解している他炭化
物の金属原子が，ＷＣ固相の成長面ステップの端部に吸
着すると，この吸着原子が表面から脱着し，液相中へ再
溶解しない限り，Ｗ原子と親和力の無いＷ（Ｃ，Ｎ）が
存在していると，ＷＣは成長を続けられない。従って，
同じ原理でＷＣ固相の成長面ステップの端部に窒素原子
が吸着していると，他炭化物を用いなくともＷＣの粒成
長は十分抑制できると考えられる。上記原理はＴｉＣ系
サーメットにおいても同様にに成り立ち，成長面上びス
テップの端部に窒素原子があるとモリブデン原子は結合
出来ず，モリブデン原子が液相中に脱着しないかぎり，
窒素原子と結合しうるＴｉ原子はステップ端部へ移動で
きない，このため液相中からの溶質原子の固相表面上へ
の析出速度は，窒素原子がない場合に比べておそくな
り，粒成長しにくくなると考えられる。しかし，このよ
うな効果を示す窒化モリブデン，炭窒化モリブデンは７
００℃，１２０時間程度の時間をかけることによって，
合成されることが単に報告されているのみである。
【００１７】そこで，本発明者らは，上述のような観点
から，炭窒化モリブデンの合成について，鋭意研究を行
った結果，一般式Ｍｏ（ＣｘＮｙ）で表され，ｘとｙと
の間にｘ＋ｙ＝１，ｘ≦０．９９，ｙ≧０．０１（ここ
でｘ，ｙは非金属成分のモル比を表し，その計算式は，
ｘ＝（炭素量／１２）／｛（炭素量／１２）＋（窒素量
／１４）｝，ｙ＝（窒素量／１４）／｛（炭素量／１
２）＋（窒素量／１４）｝であり，炭素量及び窒素量は
重量％），Ｚ≧０．５０（ただし，Ｚ＝（炭素量／１２
＋窒素量／１４）／（１００−炭素量−窒素量）／９
６，ここでＺは非金属成分のモル数／金属成分のモル
数，炭素量，窒素量は重量％）なる関係がある炭窒化モ
リブデンは，窒素気流中で圧力を調整することにより合
成できることを見い出し，本発明をなすに至ったもので
ある。
から，炭窒化モリブデンの合成について，鋭意研究を行
った結果，一般式Ｍｏ（ＣｘＮｙ）で表され，ｘとｙと
の間にｘ＋ｙ＝１，ｘ≦０．９９，ｙ≧０．０１（ここ
でｘ，ｙは非金属成分のモル比を表し，その計算式は，
ｘ＝（炭素量／１２）／｛（炭素量／１２）＋（窒素量
／１４）｝，ｙ＝（窒素量／１４）／｛（炭素量／１
２）＋（窒素量／１４）｝であり，炭素量及び窒素量は
重量％），Ｚ≧０．５０（ただし，Ｚ＝（炭素量／１２
＋窒素量／１４）／（１００−炭素量−窒素量）／９
６，ここでＺは非金属成分のモル数／金属成分のモル
数，炭素量，窒素量は重量％）なる関係がある炭窒化モ
リブデンは，窒素気流中で圧力を調整することにより合
成できることを見い出し，本発明をなすに至ったもので
ある。
【００１８】即ち、本発明によれば、一般式 Ｍｏ（Ｃ
ｘＮｙ）で表され、ｘとｙとの間にｘ＋ｙ＝１、ｘ≦
０．９９、ｙ≧０．０１（ここでｘ、ｙは非金属成分の
モル比を表し、その計算式は、ｘ＝（炭素量／１２）／
｛（炭素量／１２）＋（窒素量／１４）｝、ｙ＝（窒素
量／１４）／｛（炭素量／１２）＋（窒素量／１４）｝
であり、炭素量及び窒素量は重量％）、Ｚ≧０．５０
（ただし、Ｚ＝（炭素量／１２＋窒素量／１４）／（１
００−炭素量−窒素量）／９６、ここでＺは非金属成分
のモル数／金属成分のモル数、炭素量、窒素量は重量
％）なる関係を有し、へキサゴナル結晶構造を有する事
を特徴とする炭窒化モリブデンが得られる。
ｘＮｙ）で表され、ｘとｙとの間にｘ＋ｙ＝１、ｘ≦
０．９９、ｙ≧０．０１（ここでｘ、ｙは非金属成分の
モル比を表し、その計算式は、ｘ＝（炭素量／１２）／
｛（炭素量／１２）＋（窒素量／１４）｝、ｙ＝（窒素
量／１４）／｛（炭素量／１２）＋（窒素量／１４）｝
であり、炭素量及び窒素量は重量％）、Ｚ≧０．５０
（ただし、Ｚ＝（炭素量／１２＋窒素量／１４）／（１
００−炭素量−窒素量）／９６、ここでＺは非金属成分
のモル数／金属成分のモル数、炭素量、窒素量は重量
％）なる関係を有し、へキサゴナル結晶構造を有する事
を特徴とする炭窒化モリブデンが得られる。
【００１９】
【００２０】また，本発明によれば，前記炭窒化モリブ
デンを製造する方法であって，モリブデンと炭素粉末と
から予め定められた条件下において前記炭窒化モリブデ
ンを合成することを特徴とする炭窒化モリブデンの製造
方法が得られる。
デンを製造する方法であって，モリブデンと炭素粉末と
から予め定められた条件下において前記炭窒化モリブデ
ンを合成することを特徴とする炭窒化モリブデンの製造
方法が得られる。
【００２１】また，本発明によれば，前記炭窒化モリブ
デンの製造方法において，前記モリブデンと前記炭素粉
末とを，窒素を含む合成雰囲気中で，加熱処理すること
により前記炭窒化モリブデンを合成することを特徴とす
る炭窒化モリブデンの製造方法が得られる。
デンの製造方法において，前記モリブデンと前記炭素粉
末とを，窒素を含む合成雰囲気中で，加熱処理すること
により前記炭窒化モリブデンを合成することを特徴とす
る炭窒化モリブデンの製造方法が得られる。
【００２２】また，本発明によれば，前記炭窒化モリブ
デンの製造方法において，前記加熱処理の際の合成温度
が５００℃から２０００℃の範囲内であることを特徴と
する炭窒化モリブデンの製造方法が得られる。
デンの製造方法において，前記加熱処理の際の合成温度
が５００℃から２０００℃の範囲内であることを特徴と
する炭窒化モリブデンの製造方法が得られる。
【００２３】また，本発明によれば，前記炭窒化モリブ
デンの製造方法において，前記合成雰囲気として，窒素
ガスを用いることを特徴とする炭窒化モリブデンの製造
方法が得られる。
デンの製造方法において，前記合成雰囲気として，窒素
ガスを用いることを特徴とする炭窒化モリブデンの製造
方法が得られる。
【００２４】また，本発明によれば，前記炭窒化モリブ
デンの製造法において，前記合成雰囲気の合成圧力が１
０気圧以上であることを特徴とする炭窒化モリブデンの
製造方法が得られる。
デンの製造法において，前記合成雰囲気の合成圧力が１
０気圧以上であることを特徴とする炭窒化モリブデンの
製造方法が得られる。
【００２５】次に，本発明において上記のように製造条
件を限定した理由について説明する。
件を限定した理由について説明する。
【００２６】まず，本発明において，合成温度は５００
℃から２０００℃の範囲が好ましい。その理由は，合成
温度が５００℃未満ではモリブデンの炭窒化が十分行わ
れず，酸素の多い粉末となり，硬質材料を製造した場合
に障害となるからである。また，２０００℃を越える
と，炭化モリブデンの生成が有利になり，窒素が化合ま
たは固溶せず，炭窒化モリブデンが生成しないからであ
る。
℃から２０００℃の範囲が好ましい。その理由は，合成
温度が５００℃未満ではモリブデンの炭窒化が十分行わ
れず，酸素の多い粉末となり，硬質材料を製造した場合
に障害となるからである。また，２０００℃を越える
と，炭化モリブデンの生成が有利になり，窒素が化合ま
たは固溶せず，炭窒化モリブデンが生成しないからであ
る。
【００２７】次に，本発明において，合成圧力は，１０
気圧以上が好まく，１００気圧以上がより好ましい。そ
の理由は，合成圧力が１０気圧未満では，モリブデンの
炭窒化が十分行われず，窒素含有量の少ない粉末となる
ため所定の粒度を有する硬質材料の製造が困難になるた
めである。
気圧以上が好まく，１００気圧以上がより好ましい。そ
の理由は，合成圧力が１０気圧未満では，モリブデンの
炭窒化が十分行われず，窒素含有量の少ない粉末となる
ため所定の粒度を有する硬質材料の製造が困難になるた
めである。
【００２８】また，本発明において，反応合成に用いる
窒素を含む雰囲気を構成するガスとして，窒素ガスが好
ましく，この窒素ガスは，通常の窒素ガスであっても，
アンモニアの分解によって生じる窒素ガスであってもそ
の合成反応に関わる効果は，変わらない。
窒素を含む雰囲気を構成するガスとして，窒素ガスが好
ましく，この窒素ガスは，通常の窒素ガスであっても，
アンモニアの分解によって生じる窒素ガスであってもそ
の合成反応に関わる効果は，変わらない。
【００２９】また，炭窒化モリブデンは，モリブデンの
線や板を合成反応時に炭素粉末のなかに埋め込み，合成
反応後に粉砕して炭窒化モリブデンとしてもよい。
線や板を合成反応時に炭素粉末のなかに埋め込み，合成
反応後に粉砕して炭窒化モリブデンとしてもよい。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００３１】（第１の実施の形態）まず，本発明の第１
の実施の形態について説明する。原料粉末として，平均
粒径：０．６μｍ，５．０μｍ，のモリブデン粉末を，
下記表１に示した配合炭素量でカーボンブラック粉末と
混合し，下記表１に示した圧力，温度で保持した。その
後，得られた材料は，超硬合金製乳鉢で粉砕し，炭素量
及び窒素量を分析した。その結果を下記表２に示した。
なお比較粉末も，製造条件（圧力及び温度の組み合わ
せ）が異なる他は，同様に調整し，下記表１及び表２に
追記した。
の実施の形態について説明する。原料粉末として，平均
粒径：０．６μｍ，５．０μｍ，のモリブデン粉末を，
下記表１に示した配合炭素量でカーボンブラック粉末と
混合し，下記表１に示した圧力，温度で保持した。その
後，得られた材料は，超硬合金製乳鉢で粉砕し，炭素量
及び窒素量を分析した。その結果を下記表２に示した。
なお比較粉末も，製造条件（圧力及び温度の組み合わ
せ）が異なる他は，同様に調整し，下記表１及び表２に
追記した。
【００３２】ここで，下記表１及び表２において，ｘ及
びｙは，一般式 Ｍｏ（ＣｘＮｙ）で表される炭窒化モ
リブデンのモル比を示し，Ｚは炭窒化モリブデン中の非
金属成分のモル数／金属成分のモル数を示している。但
し，Ｚ＝（炭素量／１２＋窒素量／１４）／（１００−
炭素量−窒素量）／９６（炭素量，窒素量は重量％）で
求められている。尚，表中において配合炭素量，結合炭
素量，及び窒素量はｍａｓｓ％＝重量％で示されてい
る。
びｙは，一般式 Ｍｏ（ＣｘＮｙ）で表される炭窒化モ
リブデンのモル比を示し，Ｚは炭窒化モリブデン中の非
金属成分のモル数／金属成分のモル数を示している。但
し，Ｚ＝（炭素量／１２＋窒素量／１４）／（１００−
炭素量−窒素量）／９６（炭素量，窒素量は重量％）で
求められている。尚，表中において配合炭素量，結合炭
素量，及び窒素量はｍａｓｓ％＝重量％で示されてい
る。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】上記表１及び表２から明らかな様に，本発
明の粉末は，比較粉末に比べて結合炭素量及び窒素量が
共に多く，また，非金属成分の金属成分に対するモル数
が大きいことが判る。
明の粉末は，比較粉末に比べて結合炭素量及び窒素量が
共に多く，また，非金属成分の金属成分に対するモル数
が大きいことが判る。
【００３６】（第２の実施の形態） 第１の実施の形態で得られた本発明粉末Ｎｏ．３，比較
粉末Ｎｏ．１４を（それぞれの粉末をＭｏ（ＣｘＮｙ）
として表した）使用し，下記表３に示した組成に配合し
アルコール中湿式ボールミル混合した。その後，減圧乾
燥して得られた混合粉末を１トン／ｃｍ２の圧力で圧粉
体にプレス成形し，この成形体を１４００℃，１時間，
窒素雰囲気の減圧下で焼結した。但し，（ウ）組成の試
料については，１４５０℃，１時間，窒素雰囲気の減圧
下で焼結した。その後，得られた焼結体を１０００気圧
で１３５０℃に保ちＨＩＰを行った。これらの焼結体を
ダイヤモンド砥石で研削して縦４ｍｍ，横８ｍｍ，長さ
２５ｍｍのＪＩＳ抗折試験片を作成し，３点曲げによる
抗折力を測定した。それぞれの合金の特性を下記表４に
示した。尚，表３においてｍａｓｓ％は重量％を示して
いる。
粉末Ｎｏ．１４を（それぞれの粉末をＭｏ（ＣｘＮｙ）
として表した）使用し，下記表３に示した組成に配合し
アルコール中湿式ボールミル混合した。その後，減圧乾
燥して得られた混合粉末を１トン／ｃｍ２の圧力で圧粉
体にプレス成形し，この成形体を１４００℃，１時間，
窒素雰囲気の減圧下で焼結した。但し，（ウ）組成の試
料については，１４５０℃，１時間，窒素雰囲気の減圧
下で焼結した。その後，得られた焼結体を１０００気圧
で１３５０℃に保ちＨＩＰを行った。これらの焼結体を
ダイヤモンド砥石で研削して縦４ｍｍ，横８ｍｍ，長さ
２５ｍｍのＪＩＳ抗折試験片を作成し，３点曲げによる
抗折力を測定した。それぞれの合金の特性を下記表４に
示した。尚，表３においてｍａｓｓ％は重量％を示して
いる。
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【００３９】上記表３及び表４の結果から明らかな様
に，同じ組成でも本発明の炭窒化モリブデンを用いた焼
結体は，本発明の炭窒化モリブデンを用いない焼結体よ
りも明らかに抗折力が優れ，また，硬度も上昇している
ことがわかる。
に，同じ組成でも本発明の炭窒化モリブデンを用いた焼
結体は，本発明の炭窒化モリブデンを用いない焼結体よ
りも明らかに抗折力が優れ，また，硬度も上昇している
ことがわかる。
【００４０】（第３の実施の形態）第２の実施の形態で
得られた本発明のＷＣ−Ｃｏ系微粒超硬合金（ア）Ｎ
ｏ．３，比較超硬合金（ア）Ｎｏ．１４を直径１０ｍｍ
の２枚刃エンドミルを切り出し，これらのエンドミルを
用いて被削材：ＳＫＤ６１（ＨＲＣ６１），切削速度１
３０ｍｍ／ｍｉｎ，切り込み深さ：１０ｍｍの条件で鋼
の乾式切削試験を実施した。逃げ面摩耗：０．２５ｍｍ
を寿命基準として，寿命にいたるまでの切削長を求め比
較エンドミルの切削長に対する本発明エンドミルの切削
長の比率を評価したその結果を下記表５に示した。
得られた本発明のＷＣ−Ｃｏ系微粒超硬合金（ア）Ｎ
ｏ．３，比較超硬合金（ア）Ｎｏ．１４を直径１０ｍｍ
の２枚刃エンドミルを切り出し，これらのエンドミルを
用いて被削材：ＳＫＤ６１（ＨＲＣ６１），切削速度１
３０ｍｍ／ｍｉｎ，切り込み深さ：１０ｍｍの条件で鋼
の乾式切削試験を実施した。逃げ面摩耗：０．２５ｍｍ
を寿命基準として，寿命にいたるまでの切削長を求め比
較エンドミルの切削長に対する本発明エンドミルの切削
長の比率を評価したその結果を下記表５に示した。
【００４１】
【表５】
【００４２】上記表５に示すように，本発明エンドミル
は，比較エンドミルよりも２倍以上も寿命が延びている
ことが判る。
は，比較エンドミルよりも２倍以上も寿命が延びている
ことが判る。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば，一
般式Ｍｏ（ＣｘＮｙ）で表され，ｘとｙとの間にｘ＋ｙ
＝１，ｘ≦０．９９，０．０１≦ｙ（ここでｘ，ｙは非
金属成分のモル比を表し，その計算式は，ｘ＝（炭素量
／１２）／｛（炭素量／１２）＋（窒素量／１４）｝，
ｙ＝（窒素量／１４）／｛（炭素量／１２）＋（窒素量
／１４）｝であり，炭素量及び窒素量は重量％）なる関
係がある炭窒化モリブデンとその製造が可能となり，こ
れにより硬度及び抗折力が共に優れた超硬合金を提供す
ることができる。
般式Ｍｏ（ＣｘＮｙ）で表され，ｘとｙとの間にｘ＋ｙ
＝１，ｘ≦０．９９，０．０１≦ｙ（ここでｘ，ｙは非
金属成分のモル比を表し，その計算式は，ｘ＝（炭素量
／１２）／｛（炭素量／１２）＋（窒素量／１４）｝，
ｙ＝（窒素量／１４）／｛（炭素量／１２）＋（窒素量
／１４）｝であり，炭素量及び窒素量は重量％）なる関
係がある炭窒化モリブデンとその製造が可能となり，こ
れにより硬度及び抗折力が共に優れた超硬合金を提供す
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 良治 富山県富山市岩瀬古志町２番地 東京タ ングステン株式会社富山製作所内 (72)発明者 五十嵐 廉 富山県富山市岩瀬古志町２番地 東京タ ングステン株式会社富山製作所内 (72)発明者 土井 良彦 東京都台東区東上野五丁目24番８号 東 京タングステン株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−357174（ＪＰ，Ａ) 特表2000−512976（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01G 39/00 C04B 35/56 301 ＣＡ（ＳＴＮ)
Claims (6)
- 【請求項１】 一般式 Ｍｏ（ＣｘＮｙ）で表され、ｘ
とｙとの間にｘ＋ｙ＝１、ｘ≦０．９９、ｙ≧０．０１
（ここでｘ、ｙは非金属成分のモル比を表し、その計算
式は、ｘ＝（炭素量／１２）／｛（炭素量／１２）＋
（窒素量／１４）｝、ｙ＝（窒素量／１４）／｛（炭素
量／１２）＋（窒素量／１４）｝であり、炭素量及び窒
素量は重量％）、Ｚ≧０．５０（ただし、Ｚ＝（炭素量
／１２＋窒素量／１４）／（１００−炭素量−窒素量）
／９６、ここでＺは非金属成分のモル数／金属成分のモ
ル数、炭素量、窒素量は重量％）なる関係を有し、へキ
サゴナル結晶構造を有する事を特徴とする炭窒化モリブ
デン。 - 【請求項２】 請求項１記載の炭窒化モリブデンを製造
する方法であって、モリブデンと炭素粉末とから予め定
められた条件下において前記炭窒化モリブデンを合成す
ることを特徴とする炭窒化モリブデンの製造方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の炭窒化モリブデンの製造
方法において、前記モリブデンと前記炭素粉末とを、窒
素を含む合成雰囲気中で、加熱処理することにより前記
炭窒化モリブデンを合成することを特徴とする炭窒化モ
リブデンの製造方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の炭窒化モリブデンの製造
方法において、前記合成雰囲気の合成圧力が１０気圧以
上であることを特徴とする炭窒化モリブデンの製造方
法。 - 【請求項５】 請求項３記載の炭窒化モリブデンの製造
方法において、前記加熱処理の際の合成温度が５００℃
から２０００℃の範囲内であることを特徴とする炭窒化
モリブデンの製造方法。 - 【請求項６】 請求項３記載の炭窒化モリブデンの製造
方法において、前記合成雰囲気として、窒素ガスを用い
ることを特徴とする炭窒化モリブデンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19397597A JP3312333B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 炭窒化モリブデン及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19397597A JP3312333B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 炭窒化モリブデン及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1135324A JPH1135324A (ja) | 1999-02-09 |
| JP3312333B2 true JP3312333B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=16316898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19397597A Expired - Fee Related JP3312333B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 炭窒化モリブデン及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3312333B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104987075B (zh) * | 2015-06-09 | 2019-05-21 | 四川大学 | (M1,M2)(CxN1-x)粉体的旋转式动态连续制备方法和旋转式动态连续烧结装置 |
| CN104944955B (zh) * | 2015-06-09 | 2017-03-22 | 四川大学 | My(CxN1‑x)粉体的旋转式动态连续制备方法及烧结装置 |
-
1997
- 1997-07-18 JP JP19397597A patent/JP3312333B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1135324A (ja) | 1999-02-09 |
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