JPH05209248A - 高硬度、耐摩耗性材料 - Google Patents

高硬度、耐摩耗性材料

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JPH05209248A
JPH05209248A JP3284092A JP28409291A JPH05209248A JP H05209248 A JPH05209248 A JP H05209248A JP 3284092 A JP3284092 A JP 3284092A JP 28409291 A JP28409291 A JP 28409291A JP H05209248 A JPH05209248 A JP H05209248A
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Ann M Gulau
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    • C04B35/6455—Hot isostatic pressing

Abstract

(57)【要約】 【構成】 金属及びそのほう素、炭素、窒素又はけい素
誘導体の粉末状混合物を、緻密化条件にさらすときに、
部分的に反応させて、硬い、耐摩耗性の材料に転化させ
る。この材料は、炭化タングステンとタングステンの混
合物から生成させるときは、一炭化タングステンと炭化
（二タングステン）を含有する。金属及び金属誘導体の
その他の選択は、出発金属誘導体とは異なる化学量論を
有する少なくとも一つの化合物を与える。 【効果】 この材料から成形した製品は、たとえば、研
摩又は非研摩水噴流切断機中のノズル及び針金引抜き装
置の種々の部品として使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は一般に（ａ）（１）金属、（２）
そのほう素、炭素、窒素又はけい素誘導体及び、任意的
に、（３）ほう素、炭素、窒素又はけい素の混合物の不
完全な反応からの少なくとも一つの生成物；及び（ｂ）
ある量の金属誘導体を含有する材料に関する。本発明は
特に炭化タングステン（ＷＣ）及び炭化タングステンと
タングステンの間の不完全な反応からの少なくとも一つ
の生成物を含有する材料に関する。本発明はさらにこの
ような材料から成る耐摩耗性製品に関する。
【０００２】本発明の一局面は、ＡＸ、Ａ及び、任意的
に、ある量のＸの間の不完全な反応からの少なくとも一
つの生成物を包含する高度の硬度又は耐摩耗性を有する
材料であり、該不完全な反応生成物はある量の未反応の
ＡＸと少なくとも一つの化合物ＡＸ’を包含し、各化合
物ＡＸ’はＡＸとは異なる化学量論を有し、ここでＡは
チタン、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジ
ウム、ニオブ、タンタル、鉄、クロム、モリブデン又は
タングステンであり且つＸはほう素、炭素、けい素又は
窒素である。反応生成物は、化合物（類）ＡＸ’の生成
においてＡが完全に費消されていない場合には、残留量
のＡをも包含していてもよい。反応生成物は、十分に緻
密化するときは、望ましい硬度と耐摩耗性を提供する。
【０００３】本発明の第二の局面は、高度の硬度又は耐
摩耗性を有する材料の製造方法である。この方法はＡＸ
及びＡ、並びに任意的に、ある量のＸの粉末状混合物
を、粉末状混合物の成分間の不完全な反応からの少なく
とも一つの生成物を生成させるために十分な温度と圧力
にさらし、該生成物をＡＸ’として指示し且つそれはＡ
Ｘとは異なる化学量論を有し、且つある量の未反応のＡ
Ｘ及び生成物（類）ＡＸ’を包含する緻密な、圧密化し
た材料を生成させることから成っており、ここで該生成
物ＡＸ’はＡＸと比較するときに最低限の粒子生長を有
し、Ａはチタン、マンガン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、バナジウム、ニオブ、タンタル、鉄、クロム、モリ
ブデン又はタングステンから選んだ金属であり、Ｘはほ
う素、炭素、けい素又は窒素であり、温度はＡＸ、Ａ
Ｘ’及びＡの劣化を実質的に排除するために十分な程度
に低い温度である。比較的低い融点の４分の３を越える
温度は、過度の粒子成長をもたらすと共に反応をＡＸが
完全に反応する方向へとみちびくものと思われる。これ
らの結果は望ましくないものと思われる。圧密化した生
成物は１ｋｇの荷重を用いて測定して少なくとも１９０
０ｋｇ／ｍｍ2のビッカース硬度を有することが適当で
ある。ビッカース硬度は少なくとも２２００ｋｇ／ｍｍ
2であることが有利である。本発明の方法はさらにＡＸ
とＡの粉末状の混合物を形成させ、その混合物を成形し
たなま生地製品に転化させるというような一つ以上の予
備的工程をも包含する。この方法は緻密化に続く一つ以
上の仕上げ工程をも包含する。
【０００４】本発明の第三の局面は、第一の局面の高硬
度の材料から生成させた改良した耐摩耗性製品である。
耐摩耗性製品の例はノズル、たとえば、水噴流切断ノズ
ル又は混合管、研摩送風ノズル、噴霧乾燥ノズル、塗料
噴霧ノズルなどを包含する。その他の製品は、オリフィ
ス、たとえば、チョークバルブ及び流速計部品；ブッシ
ング；ポンプ及びバルブ部品；たとえば石灰または鉱物
スラリーのような摩耗性材料の取扱いにおいて使用する
タイル、スリーブ、シュート、管又はその他の部品；た
とえば、金属、プラスチック、木製品及び複合材料のよ
うな材料を機械加工又は切断するために必要に応じて使
用する切断工具、たとえばインデクサブル、インサー
ト、エンドミル、えぐりビット、リーマー、ドリル、の
こぎりの歯及びナイフ；硬度又は耐摩耗性を必要とする
針金の引抜き、管の引抜き、押出し、成形、繊維製造及
びその他の作業に対して使用するダイス、キャプスタ
ン、ローラー、ガイド、パンチ、成形工具など；粉末圧
縮型；ＥＤＭ流接点及びガイド；スポーツ器具；及び時
計、計算機、銃、ジャイロスコープなどのための精密部
品を包含する。この製品リストは単に例証のためのもの
であって、すべてを包含するものとみなすべきではな
い。
【０００５】本発明は材料ＡＸを使用する。Ａはチタ
ン、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウ
ム、ニオブ、タンタル、鉄、クロム、モリブデン又はタ
ングステンから選択する。Ｘはほう素、炭素、けい素又
は窒素から選んだ元素である。Ａはタングステン又はハ
フニウム、好ましくはタングステンであることが有利で
ある。Ｘは炭素、けい素又は窒素であることが有利であ
り、望ましくは炭素である。かくして、炭化水素タング
ステンが好適な市販の材料である。炭化タングステンは
１０ミクロメートル以下、有利には５ミクロメートル以
下、望ましくは１ミクロメートル以下、好ましくは０．
４〜０．８ミクロメートルの平均粒径を有している。粒
径はできる限り微細であることが望ましい。しかしなが
ら、このような粒径のものは必ずしも常に商業的に入手
可能ではない。その場合には、市販の粉末をそのままで
使用するか又は、可能ならば使用前に、アトリシヨン又
は、その他の適当な方法で大きさを低下させる。式ＡＸ
のその他の材料に対して許容し得る粒径は炭化タングス
テンに対するものに近似し、やっかいな試験を行なわな
くても容易に決定することができる。
【０００６】本発明はさらにある量のＡを使用する。Ａ
は前記のようにＡＸの金属部分と同一である。言いかえ
れば、ＡＸが炭化タングステンであるときはＡはタング
ステンである。その量は、ＡＸ’の生成を促進するため
に十分な程度に大であるが、少なくとも一部のＡＸを未
反応のままに残すために十分な程度に小さい。その量は
１００部のＡＸについて重量で１〜９０部であることが
適当である。Ａがタングステンであるときは、平均粒径
は１０ミクロメートル以下、好ましくは０．１〜１ミク
ロメートルである。Ａに対してその他のものを選択した
場合の許容し得る粒径はタングステンの場合と同程度の
大きさであることが有利である。
【０００７】コバルト又はその他の鉄族金属のような一
つ以上の補助又は結合金属の添加は、生成する組成物の
物理的性質に対して悪影響を与えることがない限りは許
容しうるけれども、不必要であるものと思われる。粉末
状混合物を形成させるために用いる摩砕又はアトリショ
ン媒体が何らかの量のこのような金属を含有していると
きは、痕跡量の不注意な添加は、ほとんど避けることが
できない。若し存在している場合には、鉄族金属は比較
的低い緻密化温度、たとえば、１４００℃以下、の使用
を許すものと思われる。鉄族金属の不在においては、完
全な緻密化に近付くか又はそれを達成するためにそれよ
りも高い温度の使用を必要とする。
【０００８】本明細書中で用いる場合に、“不完全な反
応”“不完全反応生成物”及び“不完全な反応の生成
物”の用語は、いずれもＡＸの少なくとも一部分がＡと
反応しない場合の粉末状混合物の成分間の反応に関する
ものである。言いかえれば、本発明の生成物中では、Ａ
Ｘのその部分がＡＸ’及び、場合によっては、少量のＡ
の源泉と混合している。
【０００９】緻密化の条件、すなわち温度と圧力は、粒
子の成長を最低限としながら望ましい程度の緻密化を達
成するように選ぶ。その条件はＡＸ、ＡＸ’及びＡの融
点の中の低いものの３／４よりも低いが、認め得るほど
の圧密化が生じない温度よりも高い温度を包含する。圧
力は理論密度の８５％以上の密度を達成するために十分
な圧力である。密度は理論密度の９０％以上、好ましく
は１００％であることが有利である。
【００１０】適切な緻密化の別の尺度は、緻密化した製
品の多孔度である。硬度最適化のためには多孔度を最低
限度とする。多孔度は、全製品容積に基づいて、５容量
％未満であることが有利である。多孔度は３容量％未満
であることが望ましく、１容量％未満であることが好ま
しい。
【００１１】本明細書で用いる“理論的密度”は、出発
成分の重量分率と密度に基づいて計算した値である。こ
こで用いる“高密度”とは理論密度少なくとも９０％の
密度を意味する。
【００１２】“実質的に完全に緻密”という用語は、本
明細書中で用いる場合には、理論密度の９９％以上の密
度又は１容量％未満の多孔度のいずれかを示す。
【００１３】ＡがタングステンでＸが炭素であるとき
は、緻密化条件は、１ｋｇの荷重を使用して測定して、
少なくとも２２００ｋｇ／ｍｍ2のビッカース硬度を有
する材料を与えるために十分なものである。ビッカース
硬度は２３００ｋｇ／ｍｍ2未満であることが望まし
く、２４００ｋｇ／ｍｍ2未満であることが好ましい。
それらよりも低いビッカース硬度値、たとえば１９００
ｋｇ／ｍｍ2未満は、比較的高い硬度値を必要としない
かはそれが望ましくない場合の用途に対して適当であ
る。ＡとＸに対するその他の選択は、異なる許容し得る
ビッカース硬度値を与える。
【００１４】出発材料のＡＸ、Ａ及び、任意的な、ある
量のＸは、それらを混合物とする前に微粒子状又は粉末
状である。小さい粒子は、少なくとも硬度、摩耗及び残
留する未反応Ａに関しては、大きな粒子よりも有利であ
ると思われる。小さな粒子は、原則として、大きな粒子
よりも短い混合時間を要するのみである。たとえば入手
の容易さのような要因に基づいて、比較的大きな粒径の
ものを、そのままで、又は必要ならば、使用前に粒径低
下操作を施して使用することもできる。
【００１５】粉末状混合物は、一般に均一な混合物を与
える方法である限りは、通常の混合方法によって調製す
ることができる。その方法は、生成する材料の物理的性
質に対して、たとえば汚染によって、悪影響を与えては
ならない。混合を促進するために硬質材料のボールを使
用する摩砕機は特に満足し得る結果を与える。
【００１６】摩砕混合は、たとえばヘプタンのような液
体の助けをかりて行なわれる。たとえばパラフィンワッ
クスのような結合剤を摩砕の最終段階の間に添加するこ
とによって混合に続くなま生地生成を容易にすることが
できる。摩砕した混合物を乾燥したのち、その後の加工
前に、望ましくない凝集物と微細物を除くために、ふる
いにかけるか又は分級する。
【００１７】摩砕し、乾燥し且つ分級した混合物は通常
の方法を用いてプリフォームとすることができる（たと
えば、米国特許第４，４４６，１００号、第１縦欄、５
〜３１行；及びモダーンセラミックエンジニヤリング、
第６章、１７８〜２１５頁（１９８２）参照）。かくし
て得たプリフォームについて、たとえば熱又は化学的脱
結合剤、予備焼結、なま生地機械加工及び等方的圧縮の
ような通常の手順によって緻密化のための準備をする。
環境との反応を防ぐために、かくして得た製品に対して
保護被覆を付与することができる。極端な場合には、製
品を“かん詰め”にするか又は不透過性の容器に入れる
ことによって大気による汚染なしに取り扱うことを可能
とすることができる。かくして得た緻密化に対して準備
した製品を、ここで“なま生地”と呼ぶ。
【００１８】ＡがタングステンでＸが炭素であるとき
は、緻密化を２０００℃未満の温度で行なう。２０００
℃を越える温度、たとえば２５００℃は、密度の増大の
点で認め得る有利性を提供しない。しかしながら、この
ような温度は粒子の成長を助長する。粒子成長は緻密化
した材料の硬度又はその他の物理的性質に対して悪影響
があるものと思われる。適切な緻密化を達成するために
は低過ぎる温度は許容できない。緻密化温度はＡＸ、Ａ
Ｘ’又はＡの中の比較的低い融点をもつ成分の融点の２
／５、好ましくは１／２よりも高くてはならない。実際
の緻密化温度は、やっかいな実験を行なわなくても決定
することができる。
【００１９】多くの通常の方法の一つを用いて、なま生
地に対して圧力の助けをかりた緻密化を施す。これらの
方法は加熱圧縮、加熱アイソスタチック圧縮（ＨＩＰ）
及び迅速全方向的緻密化（ＲＯＣ）を包含する。たとえ
ば、鍛造プレスによって生じる、機械的に誘発した圧力
を使用するＲＯＣ法が好適である。
【００２０】なま生地を申し分のない緻密化製品に変え
るための望ましい方法は米国特許第４,７４４,９４３
号、第４縦欄、第２３行から第６縦欄第１５行まで中に
記されている。このような方法を用いるときは、典型的
には６９．９ＭＰａ〜３．４５×１０3ＭＰａの圧力を
１時間未満の時間にわたって加えることが適当である。
時間は３０分未満であることが有利であり、１分未満が
望ましく、３０秒未満、たとえば１０〜３０秒が好まし
い。生成する緻密化部品の回収を容易にするために、ガ
ラスポケット流体型又はその他の緻密化媒体中に入れる
前に、黒鉛箔又はその他の実質的に不活性の材料で包む
ことが望ましい。
【００２１】米国特許第４,０８１,２７２号は第１縦
欄、６２行から第２縦欄、５８行までの間でガラスカプ
セル化ＨＩＰ法を開示している。米国特許第３,６２２,
３１３号は第２縦欄、１６〜７５行においてＨＩＰ法を
開示している。ガラスカプセル化法を用いるときは、緻
密化すべき部分を含有するガラスカプセルを真空吸引し
且つ粉末状ガラスの使用を排除するという変更を行なう
ことが望ましい。圧力の付与は１時間以下であることが
適当である。
【００２２】ここに記したようにして調製した緻密化製
品は、主成分として、少なくとも一つの生成物ＡＸ’、
及びある量のＡＸを含有する複雑な、多相の微粒状複合
体である。ＡがタングステンでＸが炭素であるときは、
複合体は、一定した化学量論の既知物質である炭化タン
グステン、及び一定の化学量論の別の既知物質である炭
化（二タングステン）を含有する。Ａが完全にはＡＸ’
に転化していない場合には、複合物は、ある量のＡをも
含有する。Ａの量は関係する要因の変化に依存して、低
くは痕跡量、たとえば重量で０．０１％以下から遥かに
多くの量まで変動するものと思われる。それらの要因
は、出発材料の選択、混合の適切性及び緻密化の条件を
包含する。最後に、混合物のために摩砕を使用し、その
際使用するボールが少なくとも部分的に出発材料以外の
物質、たとえば、コバルト、を包含するときは、その物
質が、たとえば、付加的な混合炭化物相の部分として複
合体中に混入する可能性がある。
【００２３】本発明の緻密化した製品はＡＳＴＭ Ｇ６
５−８０法によって測定するときに少なくとも５００ｃ
ｍ-3の耐摩耗性を示す。耐摩耗性は少なくとも５５０ｃ
ｍ-3であることが望ましい。製品はＡＳＴＭ Ｇ−７６
−８３の方法にしたがって３０度の角度で測定するとき
に研摩材１ｇ当り３×１０-3ｍｍ3以下の浸食摩耗速度
を示すことが有利である。浸食摩耗速度はＡＳＴＭ Ｇ
−７６−８３の方法に従って９０度の角度で測定すると
きに研摩材１ｇ当りに約２×１０-3ｍｍ3以下であるこ
とが望ましい。より低い摩耗速度が明らかに望ましいけ
れども、現在使用可能な装置を用いてのそのような速度
の測定は、不可能ではないとしても、きわめて困難であ
る。硬度と耐摩耗性はＡとＸによって表わされる物質に
よって異なる。耐摩耗性は硬度に比例する。それ故、比
較的軟かい材料は５００ｃｍ-3以下の耐摩耗性を与える
ものと思われる。
【００２４】緻密化した製品は、約１０ミクロメートル
未満の平均粒径をもつ微細粒子構造を有していることが
適当である。粒径は５ミクロメートル未満であることが
有利であり、０．１ミクロメートル〜１ミクロメートル
が望ましい。
【００２５】以下の実施例及び比較例は本発明を例証す
るものであるが、本発明の範囲を制限するものとみなす
べきではない。部数及び百分率は、すべて重量により、
温度は、すべて、他のことわりがない限りは、摂氏
（℃）である。
【００２６】
【実施例】実施例１ ８８％の炭化タングステン粉末（０．８ミクロメートル
の平均粒径）と１２％のタングステン粉末（１ミクロメ
ートルの平均粒径）の混合物を出発物質として用いる。
３．５ｋｇの炭化タングステン−コバルトボールを含有
するユニオンプロセス ０１ＨＤ型研究用摩砕機中で炭
化タングステンのヘプタンスラリーにタングステンを加
えて４時間混合する。摩砕混合の最後の３０分の間に結
合剤として３％のパラフィンワックスを加える。かくし
て得た混合物を乾燥し、２０メッシュ［米国標準ふるい
系列番号２０（８５０μｍ）］のふるいを通じてふる
う。
【００２７】ふるった混合物を鋼製工具中で５０００ポ
ンド／平方インチ（ｐｓｉ）（３５ＭＰａ）において冷
圧縮することによってなま生地部品を製造する。冷圧縮
した部品を次いで３０，０００ｐｓｉ（２１０ＭＰａ）
においてアイソスタチックに冷圧縮する。生じた部品を
３５０℃で減圧下に脱ワックスし、水素雰囲気下に４５
０℃で還元したのち、１４００℃で予備焼結する。予備
焼結した部品をグラフォイルRの商品名下にユニオンカ
ーバイドから市販されている黒鉛箔で包み、１６５０℃
に予熱したガラスポケット流体型中に入れ、窒素雰囲気
下でその温度で１５分間保つ。型をあらかじめ９０分に
わたって１４００℃の温度に予熱した型外殻中に入れて
型組立物を与える。型組立物を１２０，０００ｐｓｉ
（８３０ＭＰａ）で２０分間アイソスタチックに圧縮す
る。この圧縮手順は、米国特許第４,７４４,９４３中で
第４縦欄、２３行〜第６縦欄１５行；米国特許第４,４
２８,９０６中で第３縦欄、１９行〜第６縦欄、３２
行；及び米国特許第４,６５６,００２号中で第３縦欄、
２６行〜第４縦欄、３２行において、一層詳細に記され
ている。流体型を空気中で冷却し、部品を回収してサン
ドブラストする。
【００２８】分析作業は冶金学、光学顕微鏡法、分析用
走査電子顕微鏡法（ＡＳＥＭ）、電子プローブ分析（Ｅ
ＰＡ）、分析用透過電子顕微鏡法（ＡＴＥＭ）及びＸ線
回折（ＸＲＤ）の使用を包含する。ミクロ構造はＳＥ
Ｍ、ＡＴＥＭ及び光学顕微鏡下に観察する。反応相の存
在の決定はＸＲＤの使用によって行う。反応相の組成は
ＥＰＡとＡＴＥＭによって測定する。各相の体積分率は
ＢＳＥ像の立体学及びＡＴＥＭ中の粒子計数によって測
定する。
【００２９】複合体の分析は容量で７０％のＷＣと容量
で３０％の炭化（二タングステン）を包含する、分離し
た、多相複合体であることを示す。この材料は識別可能
（３００，０００×の倍率において）な結合剤相又は連
続相をもたない実質的に粒状のものである。
【００３０】粒径分布は、アンダーウッドにより定量的
立体学（ＱｕｎｔｉｔａｔｉｖｅＳｔｅｒｅｏｌｏｇ
ｙ）、アジソン−ウェズリー、リーディング、マサチュ
ーセッツ（１９７０）中に記されているインターセプト
方法を用いて測定する。粒径は一般に０．１〜１ミクロ
メートルの範囲内にある。部品の物理的性質を第１表中
に要約する。
【００３１】
【表１】 第 １ 表 実施例１で製造した製品の物理的性質性 質 測 定 値 方 法 密 度 15.84(理論の99.0％) 水中浸漬 g／cm3 ＡＳＴＭ Ｂ−311−58 硬度 2364 kg／mm2 ビッカース−13.6kg 荷重 硬度 95.1 ＡＳＴＭ Ｂ−294−76 (ロックウェルＡ) パームクビスト 靭性(Ｗ) 22.7 kg／mm パームクビスト針入 摩耗速度 Ａ．摩耗 653 l／cm3 ＡＳＴＭ Ｇ−65−80 Ｂ．浸食 0.473×10-3mm3／g ＡＳＴＭ Ｇ−76−83 (30°) 0.336×10-3mm3／g (90°) 多孔度 Ａ02−Ａ04 ＡＳＴＭ Ｂ−276−79 第１表中に示したデータは、複合体がすぐれた硬度と耐
摩耗性を有していることを明らかにする。本発明の他の
組成物においても同様な結果が予測される。
【００３２】実施例２ ガラスポケット型の予熱温度を１６５０℃から１８００
℃に上げる以外は実施例１を繰返す。かくして得た部品
の物理的性質を第２表中に示す。
【００３３】
【表２】第 ２ 表 性 質 測 定 値 密 度 １５.８８(理論の９９.３％) 硬 度 ２４７２ kg／mm2 パームクビスト靭性 ２１.４ kg／mm 硬度(ロックウェルＡ) ９５.６ 多孔度 Ａ０４−Ａ０６ 第２表中に示したデータは、圧密化温度の上昇が性質、
特に硬度と密度についての多少の増大を与えることを実
証している。高い硬度値は良好な耐摩耗性に対応するも
のと思われる。同様な結果は本発明の他の組成物におい
ても予測される。
【００３４】実施例３ ２４％のタングステンを含有する混合物を用いて実施例
１を繰返す。生成する部品の物理的性質を第３表中に示
す。
【００３５】
【表３】 第３表 物理的性質のデータ−実施例３ 性 質 測 定 値 密 度 １６.１４(理論の９８.５％) 硬 度 ２２８３ kg／mm2 パームクビスト靭性 １９.６ kg／mm 硬度(ロックウェルＡ) ９５.５ 多孔度 Ａ０２ 第３表中に示したデータは、実施例１のデータと合わせ
るときに、ある範囲にわたる組成にわたって卓越した物
理的性質が得られることを示唆する。同様な結果は、す
べて本明細書中に開示したものである、他の組成物及び
プロセス条件においても予想できる。
【００３６】ビッカース高温硬度試験 実施例１の材料についてＢ．ノースにより“脆性材料の
エンジニヤリング応用”、１５９頁（１９８５）中に記
されている手順によるビッカース高温硬度試験を行なっ
た。種々の温度において１ｋｇの荷重と１５秒の針入時
間を用いる試験の結果を第４表中に示す。
【００３７】
【表４】 第４表中に示した結果は、たとえば金属に対する切断工
具のような高温用途のための本発明の組成物の適応性を
示している。同様な結果は、すべて本明細書中に開示し
たものである他の材料及びプロセス条件を用いても取得
することができる。
【００３８】本発明の材料は、以上で述べたように、耐
摩耗性又は硬度あるいはその両者を必要とする広い範囲
の最終使用応用面で有用である。この材料は、特に、た
とえばブラストノズル及び水噴流切断ノズルのようなノ
ズルルイ、耐久ガイド、ブッシング、粉末緻密化型、バ
ルブ部品、ルータービット、切断工具、エンドミル、イ
ンデクサブルインサート、針金引抜きダイ部品などにお
いて有用である。
【００３９】本発明の主な特徴及び態様を記すと次のと
おりである。
【００４０】１．ＡＸ、Ａ及び、任意的に、ある量のＸ
の間の不完全な反応からの少なくとも一つの生成物から
成り、該不完全な反応生成物はある量の未反応ＡＸと少
なくとも一つの化合物ＡＸ’を包含し、各化合物ＡＸ’
はＡＸとは異なる化学量論を有し、ここでＡはチタン、
マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニ
オブ、タンタル、鉄、クロム、モリブデン又はタングス
テンから選択し且つＸはほう素、炭素、けい素又は窒素
である、ことを特徴とする、高度の硬度又は耐摩耗性を
有する材料。
【００４１】２．Ａはタングステン又はハフニウムであ
りＸは炭素である、上記第１項記載の材料。
【００４２】３．さらに残存量のＡを包含する、上記第
１項記載の材料。
【００４３】４．１ｋｇの荷重を用いて測定して少なく
とも１９００ｋｇ／ｍｍ2のビッカース硬度、ＡＳＴＭ
Ｇ−６５−８０の方法によって測定して少なくとも５
００ｃｍ-3の耐摩耗性及び理論密度の９０％を超える密
度を有する上記第１〜３項記載の材料。
【００４４】５．ＡＸ及びＡ、並びに任意的に、ある量
のＸの粉末状混合物を該粉末状混合物の成分間の不完全
な反応からの少なくとも一つの生成物を生成させるため
に十分な温度と圧力の条件にさらし、該生成物をＡＸ’
として指示し且つそれはＡＸとは異なる化学量論を有
し、且つある量の未反応ＡＸと生成物（類）ＡＸ’を包
含する緻密な圧密化した材料を生成させ、該生成物Ａ
Ｘ’はＡＸと比較するときに最低限の粒子生長を有し、
Ａはチタン、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、バ
ナジウム、ニオブ、タンタル、鉄、クロム、モリブデン
又はタングステンから選択した金属であり且つＸはほう
素、炭素、けい素又は窒素であり、且つ温度はＡＸ、Ａ
Ｘ’及びＡの劣化を実質的に排除するために十分な程度
に低いものであることを特徴とする、高度の硬度又は耐
摩耗性を有する材料の製造方法。
【００４５】６．混合物を、緻密化前に、成形したなま
生地製品に転化させる中間段階を包含する上記第５項記
載の方法。
【００４６】７．ＡはタングステンでありＸは炭素であ
る上記第８項記載の方法。
【００４７】８．圧密化した製品は１ｋｇの荷重を用い
て少なくとも２２００ｋｇ／ｍｍ2のビッカース硬度と
ＡＳＴＭ Ｇ６５−８０の方法によって測定して少なく
とも５００ｃｍ-3の耐摩耗性を有する上記第７項記載の
方法。
【００４８】９．混合物を緻密化前に約２０００℃未満
の温度に加熱し且つ緻密化圧力を急速な全方向的圧縮に
よって１時間未満にわたって供給する上記第５，６，７
又は９項記載の方法。
【００４９】１０．圧力を約１分未満にわたって付与す
る上記第９項記載の方法。
【００５０】１１．混合物を１５００〜２０００℃の温
度範囲に加熱し且つ緻密化圧力を１時間未満にわたる熱
アイソスタチック圧縮によって供給する上記第５，６，
７又は８項記載の方法。
【００５１】１２．改良は上記第１項記載の材料からノ
ズルを製造することから成る水噴流切断の目的において
使用することができる改良ノズル。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＡＸ、Ａ及び、任意的に、ある量のＸの
    間の不完全な反応からの少なくとも一つの生成物から成
    り、該不完全な反応生成物は、ある量の未反応ＡＸと少
    なくとも一つの化合物ＡＸ’を包含し、各化合物ＡＸ’
    はＡＸとは異なる化学量論を有し、ここでＡはチタン、
    マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニ
    オブ、タンタル、鉄、クロム、モリブデン又はタングス
    テンから選択し且つＸはほう素、炭素、けい素又は窒素
    である、ことを特徴とする、高度の硬度又は耐摩耗性を
    有する材料。
  2. 【請求項２】 ＡＸ及びＡ、並びに任意的に、ある量の
    Ｘの粉末状混合物を該粉末状混合物の成分間の不完全な
    反応からの少なくとも一つの生成物を生成させるために
    十分な温度と圧力の条件にさらし、該生成物をＡＸ’と
    して指示し且つそれはＡＸとは異なる化学量論を有し、
    且つある量の未反応ＡＸと生成物（類）ＡＸ’を包含す
    る緻密な圧密化した材料を生成させ、該生成物ＡＸ’は
    ＡＸと比較するときに最低限の粒子生長を有し、Ａはチ
    タン、マンガン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウ
    ム、ニオブ、タンタル、鉄、クロム、モリブデン又はタ
    ングステンから選択した金属であり且つＸはほう素、炭
    素、けい素又は窒素であり、且つ温度はＡＸ、ＡＸ’及
    びＡの劣化を実質的に排除するために十分な程度に低い
    ものであることを特徴とする、高度の硬度又は耐摩耗性
    を有する材料の製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の材料からノズルを製造
    することを特徴とする水噴射切断の目的において使用す
    ることができる改良ノズル。
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