JPH07233406A - Production of superfine powdery composite starting material for cemented carbide - Google Patents
Production of superfine powdery composite starting material for cemented carbideInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高性能な超硬合金を製
造するための好適原料となる超硬合金用超微粒複合原料
粉末を製造する方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an ultrafine composite raw material powder for a cemented carbide which is a suitable raw material for producing a high performance cemented carbide.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から用いられている通常の超硬合金
用超微粒原料粉末、即ち粒径0.5μm以上の超硬合金
用原料粉末は、ドライプロセスで製造されている。例え
ばバナジウムを含まない超硬合金用原料粉末の場合は、
まず酸化タングステン等のタングステン原料を還元して
金属タングステンを得、次にこの金属タングステンに固
形カーボンを添加し、炭化処理して炭化タングステンを
得るという方法により製造している。2. Description of the Related Art Conventional ultrafine raw material powder for cemented carbide, that is, raw material powder for cemented carbide having a particle size of 0.5 μm or more, has been manufactured by a dry process. For example, in the case of cemented carbide raw material powder that does not contain vanadium,
First, a tungsten raw material such as tungsten oxide is reduced to obtain metallic tungsten, and then solid carbon is added to the metallic tungsten and carbonized to obtain tungsten carbide.
【0003】この方法では、上記金属タングステンの粒
径は出発原料であるタングステン原料の粒径より小さく
することができず、従って引き続き行われる炭化処理工
程で得られる炭化タングステンの粒径もタングステン原
料の粒径より小さくはできない。しかるにタングステン
原料として入手し得る酸化タングステンの粒径は、最も
細かいものでも0.5μm程度であるため、超硬合金用
原料粉末は粒径0.5μmより小さいものが得られない
のである。In this method, the grain size of the above-mentioned metal tungsten cannot be made smaller than that of the starting raw material, that is, the grain size of the tungsten carbide obtained in the subsequent carbonization treatment step. It cannot be smaller than the particle size. However, since the particle size of tungsten oxide that can be obtained as a tungsten raw material is about 0.5 μm even if it is the smallest, the raw material powder for cemented carbide cannot have a particle size smaller than 0.5 μm.
【0004】一方バナジウムを含む超硬合金用原料粉末
を製造する場合は、超硬合金の主成分である炭化タング
ステン及び金属コバルトに必要量の炭化バナジウムを配
合し、その後例えばアトライターやポットミルを用い
て、長時間、粉砕・混合することによりバナジウム含有
超硬合金用原料粉末を得ている。入手できる炭化バナジ
ウムは粒径の最も細かいものでも1.2 μm 程度であり、
この方法の様に長時間、機械的に粉砕しても、得られる
超硬合金原料粉末の粒径は最も細かいもので0.5 μm 程
度である。On the other hand, in the case of producing a raw material powder for a cemented carbide containing vanadium, a necessary amount of vanadium carbide is mixed with tungsten carbide and metallic cobalt which are the main components of the cemented carbide, and then, for example, an attritor or a pot mill is used. Then, the raw material powder for vanadium-containing cemented carbide is obtained by pulverizing and mixing for a long time. The smallest available vanadium carbide is about 1.2 μm,
Even if it is mechanically pulverized for a long time as in this method, the particle size of the obtained cemented carbide raw material powder is the smallest and is about 0.5 μm.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで高性能な超硬
合金を得るためには、より粒径の小さい超硬合金用超微
粒原料粉末が必要とされている。この様な超硬合金用超
微粒原料粉末を得る手段としては、従来では上記製造方
法と全く方法を異にする下記(1)〜(8)のような反応工程
のいずれかを実施することが研究されてきた。By the way, in order to obtain a high-performance cemented carbide, an ultrafine grain raw material powder for a cemented carbide having a smaller grain size is required. As means for obtaining such ultrafine grain raw material powder for cemented carbide, conventionally, it is possible to carry out any of the following reaction steps (1) to (8) which is completely different from the above production method. Has been studied.
【0006】即ちバナジウムを含まない原料粉末を得る
場合では、(1)タングステン錯体とコバルト錯体とを液
相中で反応させる、(2)タングステンのアンモニウム塩
を凍結乾燥させる、(3)六塩化タングステンを不活性ガ
ス中で蒸発させる、(4)溶融した三酸化タングステンを
冷却体に噴射して104 ℃/秒以上の冷却速度で冷却さ
せる等である。That is, in the case of obtaining a raw material powder containing no vanadium, (1) a tungsten complex and a cobalt complex are reacted in a liquid phase, (2) an ammonium salt of tungsten is freeze-dried, (3) tungsten hexachloride Is evaporated in an inert gas, and (4) molten tungsten trioxide is sprayed on a cooling body to cool it at a cooling rate of 10 4 ° C / sec or more.
【0007】一方、バナジウムを含む原料粉末を得る場
合では、(5)タングステン錯体、コバルト錯体及びバナ
ジウム錯体を液相中で反応させる、(6)タングステンの
アンモニウム塩にバナジウムのアンモニウム塩を添加
し、凍結乾燥する、(7)六塩化タングステンにバナジウ
ム塩化物を添加し、不活性ガス中で蒸発させる、(8)三
酸化タングステンおよび五二酸化バナジウムの溶融した
混合融液を冷却体に噴射して104 ℃/秒以上の速度で
冷却させる、等である。On the other hand, in the case of obtaining a raw material powder containing vanadium, (5) a tungsten complex, a cobalt complex and a vanadium complex are reacted in a liquid phase, (6) an ammonium salt of vanadium is added to an ammonium salt of tungsten, Lyophilize (7) Add vanadium chloride to tungsten hexachloride and evaporate in an inert gas. (8) Inject a molten mixed melt of tungsten trioxide and vanadium pentoxide into a cooling body for 10 For example , cooling at a rate of 4 ° C / sec or more.
【0008】しかしながら、前記(1)〜(8)の方法は粒径
0.5μm以上の通常の超硬合金用原料粉末の製造法と
はまったく異なる特種な方法であるので、実操業へ展開
するに際しては技術的な問題が多く、加えて、従来の超
硬合金用原料粉末の製造方法では使用されなかった液相
反応、凍結乾燥、噴霧急冷等のための各種装置が必要で
あるため、経済性が悪く、工業化に際して、極めて不利
である。However, since the above methods (1) to (8) are special methods which are completely different from the ordinary method for producing a raw material powder for cemented carbide having a particle size of 0.5 μm or more, they are applied to actual operations. In that case, there are many technical problems, and in addition, various devices for liquid phase reaction, freeze-drying, spray quenching, etc., which were not used in the conventional method for producing the raw material powder for cemented carbide, are required. It has poor properties and is extremely disadvantageous in industrialization.
【0009】他方、タングステン粉末をドライプロセス
で得る為の製造方法としては、(9)特公昭49−188
92号公報に記載された方法がある。これはタングステ
ン酸(H2 WO4 )、パラタングステン酸アンモン(S
(NH4 )2 O・12WO3・5H2 O)、三酸化タン
グステン(WO3 )といったタングステン原料に、コバ
ルト又はコバルト塩(塩化コバルトや硝酸コバルト等)
を添加して水素気流中で還元反応を行うことにより、粒
度の細かいタングステン粉末を生成するというものであ
る。On the other hand, as a manufacturing method for obtaining a tungsten powder by a dry process, (9) JP-B-49-188 is used.
There is a method described in Japanese Patent Laid-Open No. 92. This is tungstic acid (H 2 WO 4 ), ammonium paratungstate (S
(NH 4) 2 O · 12WO 3 · 5H 2 O), tungsten trioxide (tungsten raw material such as WO 3), cobalt or cobalt salt (cobalt chloride or cobalt nitrate, etc.)
Is added to carry out a reduction reaction in a hydrogen stream to produce a tungsten powder having a fine particle size.
【0010】この(9)のタングステン製造法は、従来の
粒径0.5μm以上の粉末を得る方法の延長線上に位置
するため、従来と同様、出発原料であるタングステン原
料の粒径より細かいタングステン粉末は得られない。ま
た、WC粉末を粉砕してなる0.5μm以下の均一な超
微粒WC粉末を得る製造方法としては、(10)特開平3−
208811号方法に記載された方法がある。Since the tungsten manufacturing method (9) is located on an extension of the conventional method for obtaining a powder having a particle size of 0.5 μm or more, as in the conventional method, the tungsten having a particle size smaller than that of the starting tungsten material is used. No powder is obtained. Further, as a manufacturing method for obtaining uniform ultrafine WC powder of 0.5 μm or less obtained by crushing WC powder, (10) JP-A-3-
There is a method described in the method 208811.
【0011】(10)の方法は、5μm以下の粒径を有する
WO3 粉末に、1.0μm以下の粒径を有する炭素粉を
15.5〜16.5重量%混合し、N2 ガス中で137
0〜1770Kの範囲の高温度で加熱し還元させた後、
水素気流中で炭化させるというものであり、生成するの
はWCのみである。超硬合金用原料粉末はコバルト成分
が必要であり、そこで別途、酸化コバルトを還元し、得
られた微粒の金属コバルトを、上記WCに混合すること
が必要となる。しかしこの場合、混合において均一なも
のができず、超硬合金用原料粉末として不適であり、ま
た製造工程が多いという問題がある。そこで最初から酸
化コバルトを原料として共存させておくことも考えられ
るが、この場合は酸化コバルトの共存により得られるW
C粉末の粒径は大きくなる。またWC−Co混合粉末の
製造法として(11)特公昭55−43485号公報に記載
された方法がある。In the method (10), WO 3 powder having a particle size of 5 μm or less is mixed with 15.5 to 16.5% by weight of carbon powder having a particle size of 1.0 μm or less, and the mixture is added in N 2 gas. At 137
After heating and reducing at a high temperature in the range of 0 to 1770K,
Carbonization is carried out in a hydrogen stream, and only WC is produced. The raw material powder for cemented carbide requires a cobalt component, and therefore it is necessary to separately reduce cobalt oxide and mix the obtained fine-grained metallic cobalt with the WC. However, in this case, there is a problem that a uniform powder cannot be obtained in mixing, which is unsuitable as a raw material powder for cemented carbide and has many manufacturing steps. Therefore, it is possible to make cobalt oxide coexist as a raw material from the beginning, but in this case, W obtained by coexistence of cobalt oxide
The particle size of C powder becomes large. Further, as a method for producing a WC-Co mixed powder, there is a method described in (11) JP-B-55-43485.
【0012】(11)の方法は比表面積5m2 /g以上の三
酸化タングステン粉末と、比表面積7m2 /g以上の酸
化コバルト粉末を炭素粉末と混合して得られる原料粉末
を、カーボンマッフル炉に装入して大気圧下で加熱し、
還元・炭化させるというものである。この(11)の方法で
は、水素による還元に比べて還元温度が高くなり、還元
が始まる以前に粒の粗大化が進行し、最終的に得られる
粉末の粒径が0.2μmより大きくなってしまうという
問題がある。[0012] The method of (11) is a tungsten trioxide powder above specific surface area of 5 m 2 / g, the raw material powder obtained by mixing carbon powder cobalt oxide powder over a specific surface area of 7m 2 / g, carbon muffle furnace And heat it under atmospheric pressure,
It is to reduce and carbonize. In this method (11), the reduction temperature becomes higher than that of the reduction by hydrogen, the coarsening of the grains progresses before the reduction starts, and the grain size of the finally obtained powder becomes larger than 0.2 μm. There is a problem that it ends up.
【0013】本発明は、以上の様な問題に鑑みてなされ
たもので、未粉砕状態でも粒径0.2μm 以下という微細
な超硬合金用超微粒複合粉末原料を、前記の様な特殊な
方法を採用せずに工業的に有利なドライプロセスで遂行
できる製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and produces a fine ultrafine composite powder raw material for cemented carbide having a particle size of 0.2 μm or less even in an unpulverized state by the special method as described above. An object of the present invention is to provide a manufacturing method that can be performed by an industrially advantageous dry process without using
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明に係る超硬合金用
超微粒複合原料粉末は、タングステン酸化物、比表面積
7.5m2 /g 以上のコバルト酸化物、クロム酸化物を含む
混合物、またはこれに下記バナジウム酸化物原料を加え
た混合物を加熱して複合酸化物(以下、W複合酸化物と
称する)を生成する第1工程と、該W複合酸化物を還元
してW−Cr−Co系またはW−Cr−Co−V系の金
属複合体を得る第2工程とを有することを要旨とする。The ultrafine composite raw material powder for cemented carbide according to the present invention comprises a tungsten oxide and a specific surface area.
A mixture containing 7.5 m 2 / g or more of cobalt oxide and chromium oxide or a mixture of the following vanadium oxide raw materials is heated to form a composite oxide (hereinafter referred to as W composite oxide). The gist is to have a first step and a second step of reducing the W composite oxide to obtain a W—Cr—Co-based or W—Cr—Co—V-based metal composite.
【0015】上記バナジウム酸化物原料は、バナジウム
酸化物と、比表面積7.5m2 /g 以上のコバルト酸化物を
含む混合物を加熱して複合酸化物(以下、V複合酸化物
と称する)を生成する前処理工程aと、部分的還元反応
を行って酸化物−金属複合体を生成する前処理工程bと
を経ることにより得られるものである。上記前処理工程
aにおけるコバルト酸化物の添加量を70重量%以上と
するのが好ましい。As the vanadium oxide raw material, a mixture containing vanadium oxide and cobalt oxide having a specific surface area of 7.5 m 2 / g or more is heated to form a composite oxide (hereinafter referred to as V composite oxide). It is obtained by going through a pretreatment step a and a pretreatment step b in which a partial reduction reaction is carried out to produce an oxide-metal composite. The amount of cobalt oxide added in the pretreatment step a is preferably 70% by weight or more.
【0016】また必要に応じて、上記第2工程における
還元を固形カーボンの存在下に水素雰囲気中で行なうと
良い。上記第1、第2工程を経て得られた超微粒複合原
料粉末の中間原料を、更に炭化(第3工程)、冷却(第
4工程)すれば超硬合金用超微粒複合原料粉末となる
が、該第4工程での冷却を脱炭反応を抑制しながら行な
うとなお良い。If necessary, the reduction in the second step may be performed in the presence of solid carbon in a hydrogen atmosphere. If the intermediate raw material of the ultrafine composite raw material powder obtained through the first and second steps is further carbonized (third step) and cooled (fourth step), it becomes an ultrafine composite raw material powder for cemented carbide. It is more preferable to perform the cooling in the fourth step while suppressing the decarburization reaction.
【0017】[0017]
【作用】本発明での前処理工程aにおいて、コバルト酸
化物として比表面積7.5m2/g以上の微粉末を使用す
ることにより、粒径0.2μm以下のV複合酸化物、即
ち粒径の小さいバナジウム含有粉末が生成する。このと
き、比表面積7.5m2/g以上のコバルト酸化物は、
バナジウム粒子の微粒化を促進させる様に働く。そして
引続き、還元性雰囲気中で還元反応を促進することによ
り(前処理工程b)、小粒径の酸化バナジウム−酸化コ
バルト−金属コバルト複合体(酸化物−金属複合体)が
生成する。即ち粒子間の凝集性が解消された微細なバナ
ジウム含有粉末が生成する。この酸化物−金属複合体の
融点は1200℃以上と高融点であるから、第1工程以
降の熱処理中においても融液を生じず、粉末粒子が粗大
化しない。この酸化物−金属複合体をバナジウム酸化物
原料として用いる。In the pretreatment step a of the present invention, by using a fine powder having a specific surface area of 7.5 m 2 / g or more as the cobalt oxide, a V composite oxide having a particle diameter of 0.2 μm or less, that is, a particle diameter of 0.2 μm or less, A vanadium-containing powder having a small value is produced. At this time, the cobalt oxide having a specific surface area of 7.5 m 2 / g or more is
It works to promote atomization of vanadium particles. Then, by subsequently promoting the reduction reaction in the reducing atmosphere (pretreatment step b), a vanadium oxide-cobalt oxide-metal cobalt composite (oxide-metal composite) having a small particle size is produced. That is, a fine vanadium-containing powder in which the cohesiveness between particles is eliminated is produced. Since the melting point of this oxide-metal composite is as high as 1200 ° C. or higher, no melt is formed during the heat treatment after the first step, and the powder particles do not become coarse. This oxide-metal composite is used as a vanadium oxide raw material.
【0018】本発明の第1工程においては、コバルト酸
化物として比表面積7.5m2 /g以上の微粉末を使用
するようにしたので、出発原料より微細な粒径0.2μ
m以下の複合酸化物が生成する。この際、高比表面積の
コバルト酸化物は、タングステン粒子の微粒化を促進す
るように働き、クロム酸化物はそのシンタリングを抑制
し均粒性を高めるように働く。タングステン酸化物にコ
バルト酸化物を添加して不活性雰囲気中で処理する第1
工程では、タングステン−コバルトの複合酸化物を生成
するが、このときコバルト酸化物の比表面積が高い場合
には、該コバルト酸化物は高活性であるため、出発原料
のタングステン酸化物の粒径よりも細かいタングステン
−コバルト複合酸化物が生成する。In the first step of the present invention, a fine powder having a specific surface area of 7.5 m 2 / g or more is used as the cobalt oxide, so that the grain size is 0.2 μ, which is finer than the starting material.
A complex oxide of m or less is produced. At this time, the cobalt oxide having a high specific surface area works to promote atomization of the tungsten particles, and the chromium oxide works to suppress sintering and improve grain uniformity. Cobalt oxide added to tungsten oxide and processed in an inert atmosphere 1st
In the process, a composite oxide of tungsten-cobalt is produced. At this time, when the specific surface area of the cobalt oxide is high, the cobalt oxide is highly active, and therefore, the particle size of the starting tungsten oxide is larger than that of the starting material. The finest tungsten-cobalt composite oxide is produced.
【0019】本発明者らの実験によれば、0.2μm以
下の超硬合金用原料粉末を得るには、添加するコバルト
酸化物の比表面積が7.5m2 /g以上であれば十分な
高活性を示して上記目的を達成できることがわかった。
次にこの粒径の細かいW複合酸化物を還元処理する(第
2工程)ことにより、出発原料よりも細かいW−Cr−
Co系またはW−Cr−Co−V系の金属複合体(以下
金属複合体と総称する)が生成する。According to the experiments by the present inventors, in order to obtain a raw material powder for cemented carbide of 0.2 μm or less, it is sufficient if the specific surface area of the cobalt oxide to be added is 7.5 m 2 / g or more. It has been found that the above object can be achieved by showing high activity.
Next, the W composite oxide having a fine particle size is subjected to a reduction treatment (second step), whereby W-Cr- finer than the starting material is obtained.
A Co-based or W-Cr-Co-V-based metal composite (hereinafter collectively referred to as a metal composite) is produced.
【0020】尚、0.2μm以下のバナジウム含有超硬
合金原料粉末を得るための原料として本発明の前処理工
程a,bを経ていないバナジウム酸化物原料を用いた場
合は、以下の問題がある。つまり、大気中で最も安定な
バナジウム酸化物は、五二酸化バナジウムであるが、工
業的に入手可能な原料の粒径は0.5μm以上であるだ
けでなく、粒子間が強固に凝集しており、長時間機械的
な粉砕を行っても、1〜3μm程度の凝集粒子が残存し
てしまう。又、五二酸化バナジウムは融点が690℃と
低融点であるため、還元−炭化処理といった熱処理をす
ると、反応中に五二酸化バナジウムの融液を生じてしま
い、粉末粒子が粗大化してしまう。When a vanadium oxide raw material which has not been subjected to the pretreatment steps a and b of the present invention is used as a raw material for obtaining a vanadium-containing cemented carbide raw material powder of 0.2 μm or less, the following problems occur. . In other words, the most stable vanadium oxide in the atmosphere is vanadium pentoxide, but not only the industrially available raw material has a particle size of 0.5 μm or more, but also the particles are strongly aggregated. Even after mechanical pulverization for a long time, aggregated particles of about 1 to 3 μm remain. Further, since vanadium pentoxide has a low melting point of 690 ° C., when heat treatment such as reduction-carbonization treatment is performed, a vanadium pentoxide dioxide melt is produced during the reaction, and the powder particles become coarse.
【0021】前述の様にして第2工程を経て得られた中
間原料である金属複合体を、浸炭性雰囲気中(例えば体
積比15:100未満のメタン−水素混合雰囲気)で加
熱処理し、所定の温度で炭化反応を促進させ(第3工
程)、その後の冷却工程を例えば体積比(5:100)
〜(70:100)のメタン−水素混合雰囲気中で脱炭
反応を抑制しながらの冷却とする(第4工程)ことによ
り、最終的に粒径0.2μm以下の超硬合金用超微粒複
合原料粉末が得られる。The metal composite, which is an intermediate raw material obtained through the second step as described above, is heat-treated in a carburizing atmosphere (for example, a methane-hydrogen mixed atmosphere having a volume ratio of less than 15: 100) and subjected to predetermined treatment. The carbonization reaction is promoted at the temperature of (3rd step), and the subsequent cooling step is performed in a volume ratio (5: 100).
To (70: 100) in a methane-hydrogen mixed atmosphere while cooling while suppressing the decarburization reaction (fourth step) to finally obtain an ultrafine particle composite for cemented carbide with a particle size of 0.2 μm or less. A raw material powder is obtained.
【0022】上記第1工程及び前処理工程aは不活性雰
囲気中で行なわれ、一般にアルゴンやヘリウム等が使用
可能であるが、工業化に際しては経済性の面から、窒素
雰囲気中で行うのが望ましい。また上記第2工程及び前
処理工程bは還元性雰囲気中で行われ、一般に一酸化炭
素等が使用可能であるが、工業化に際しては安全面か
ら、水素雰囲気中で行うのが好ましい。The above-mentioned first step and pretreatment step a are carried out in an inert atmosphere, and argon, helium, etc. can generally be used, but in industrialization, it is desirable to carry out in a nitrogen atmosphere from the viewpoint of economy. . The second step and the pretreatment step b are carried out in a reducing atmosphere, and generally carbon monoxide or the like can be used, but it is preferable to carry out in a hydrogen atmosphere from the viewpoint of safety in industrialization.
【0023】上記第3工程は浸炭性雰囲気中で行われ、
一般に一酸化炭素や二酸化炭素等が使用可能であるが、
工業化に際しては安全面から、メタン−水素混合雰囲気
中で行うのが望ましい。この場合の雰囲気中濃度はメタ
ン−水素混合ガスの場合メタン/水素比で1/100〜
1/5、CO−CO2 混合ガスの場合CO2 /CO比で
1/2〜1/100が好ましい。上記第4工程は浸炭雰
囲気を維持して、例えばメタン−水素混合雰囲気中で行
うのが好ましい。The third step is carried out in a carburizing atmosphere,
Generally, carbon monoxide, carbon dioxide, etc. can be used,
In industrialization, it is desirable to carry out in a methane-hydrogen mixed atmosphere from the viewpoint of safety. The concentration in the atmosphere in this case is 1/100 to methane / hydrogen ratio in the case of a methane-hydrogen mixed gas.
In the case of 1/5, CO-CO 2 mixed gas, the CO 2 / CO ratio is preferably 1/2 to 1/100. The fourth step is preferably performed in a methane-hydrogen mixed atmosphere while maintaining a carburizing atmosphere.
【0024】次に処理を行なう粉末量が多い場合につい
て述べる。前述の様に第2工程での還元を水素雰囲気中
で行うことを推奨するが、処理する粉末量が多くなる
と、せっかく初めの工程で生成した粒径0.2μm以下
の微細なW複合酸化物が、還元工程中に発生する水蒸気
の影響によって0.4μm程度までに粗大化してしま
う。Next, the case where the amount of powder to be processed is large will be described. As described above, it is recommended to carry out the reduction in the second step in a hydrogen atmosphere. However, when the amount of powder to be treated increases, a fine W composite oxide having a particle size of 0.2 μm or less produced in the first step. However, it is coarsened to about 0.4 μm due to the influence of water vapor generated during the reduction process.
【0025】還元工程を従来の上記(10),(11)の方法で
行うことも考えられるが、上記本発明の出発原料である
酸化物に、カーボンを加え、この酸化物/カーボン混合
体に上記(10),(11)の還元工程を適用した場合では、水
素による還元に比べて還元温度が高くなってしまい、還
元が始まる以前に粒の粗大化が進行して、最終的に得ら
れる粉末の粒径が0.2μmより大きくなってしまう。Although it is conceivable to carry out the reduction step by the conventional methods (10) and (11), carbon is added to the oxide which is the starting material of the present invention, and this oxide / carbon mixture is added. When the reduction steps of (10) and (11) above are applied, the reduction temperature becomes higher than that of the reduction with hydrogen, and the coarsening of the grains progresses before the reduction begins, and finally it is obtained. The particle size of the powder becomes larger than 0.2 μm.
【0026】そこで本発明においては次の方法を推奨す
る。つまり上記第1工程において固形カーボンを添加し
て複合酸化物−カーボン複合体を生成し、該複合酸化物
−カーボン複合体に第2工程の処理を施す。これら第
1,2工程の処理により金属複合体あるいは金属複合体
/カーボン複合体を生成する。この様にして得られた中
間原料を、炭化、冷却することにより粒径0.2μm以
下の超硬合金用超微粒複合原料粉末が得られる。Therefore, the following method is recommended in the present invention. That is, in the first step, solid carbon is added to produce a composite oxide-carbon composite, and the composite oxide-carbon composite is subjected to the treatment in the second step. A metal composite or a metal composite / carbon composite is produced by the treatment in the first and second steps. By carbonizing and cooling the thus obtained intermediate raw material, an ultrafine composite raw material powder for cemented carbide having a particle diameter of 0.2 μm or less can be obtained.
【0027】上述の様に第1工程で生成した複合酸化物
−カーボン複合体を水素雰囲気中で還元させた(第2工
程)場合は、複合酸化物粒子の粒成長が開始する温度よ
りも低温で還元処理を行うことができる。このとき、カ
ーボンは水素と反応して炭化水素を生成する。この生成
した炭化水素が、還元中の粒の粗大化の原因である水蒸
気の発生を熱平衡的に抑制する様に作用する。従って処
理する粉末量が多い場合にも最終的には微細な超微粒複
合原料粉末ができる。次に、生成した超硬合金用超微粒
複合原料粉末に含まれる各成分の好適量について述べ
る。When the composite oxide-carbon composite produced in the first step is reduced in the hydrogen atmosphere as described above (second step), the temperature is lower than the temperature at which the grain growth of the composite oxide particles starts. The reduction treatment can be performed with. At this time, carbon reacts with hydrogen to generate hydrocarbons. The produced hydrocarbon acts in a thermal equilibrium manner to suppress the generation of water vapor, which is the cause of the coarsening of the particles during reduction. Therefore, even when the amount of powder to be processed is large, a fine ultrafine composite raw material powder is finally obtained. Next, the suitable amount of each component contained in the generated ultrafine composite raw material powder for cemented carbide will be described.
【0028】<炭化タングステン:70〜97重量%
(WCに換算した値である)>70重量%未満では、W
C/Co比が過小となり、超微粒複合原料粉末を焼結し
て得られる超硬合金の硬度や強度が著しく低下して、超
硬合金用超微粒複合原料粉末としての有用性が低下する
ので、下限は70重量%が好ましい。また、97重量%
超では、WC/Co比が過大となって結合相であるコバ
ルトが不足し、超硬合金を製造する際の焼結が困難とな
る。即ち97重量%超の成分組成で焼結しようとすれ
ば、必然的に焼結温度を高くしなければならず、結果的
に粒の粗大化をもたらすため超硬合金用超微粒複合原料
粉末としての有用性が低下する。従って上限は97重量
%が好ましい。<Tungsten carbide: 70 to 97% by weight
If it is less than 70% by weight (value converted to WC), W
Since the C / Co ratio becomes too small and the hardness and strength of the cemented carbide obtained by sintering the ultrafine composite raw material powder are remarkably reduced, the usefulness as the ultrafine composite raw material powder for cemented carbide is reduced. The lower limit is preferably 70% by weight. Also, 97% by weight
If it exceeds the above range, the WC / Co ratio becomes excessively large and the binder phase, cobalt, becomes insufficient, which makes it difficult to sinter when manufacturing a cemented carbide. That is, if it is attempted to sinter with a component composition of more than 97% by weight, the sintering temperature must be raised inevitably, and as a result, coarsening of the grains is brought about, so as an ultrafine composite raw material powder for cemented carbide. Is less useful. Therefore, the upper limit is preferably 97% by weight.
【0029】<金属コバルト:3〜30重量%>3重量
%未満ではCo/WC比が過小となり、即ちWC/Co
比が過大となって、上述の様に超硬合金用超微粒複合原
料粉末としての有用性が低下するから下限は3重量%が
好ましい。また、30重量%超ではCo/WC比が過大
となり、即ちWC/Co比が過小となって上述の様に超
硬合金用超微粒複合原料粉末としての有用性が低下する
から、上限は30重量%が好ましい。<Metallic cobalt: 3 to 30% by weight> If less than 3% by weight, the Co / WC ratio becomes too small, that is, WC / Co.
Since the ratio becomes too large and the usefulness as the ultrafine composite raw material powder for cemented carbide is reduced as described above, the lower limit is preferably 3% by weight. On the other hand, if it exceeds 30% by weight, the Co / WC ratio becomes excessively large, that is, the WC / Co ratio becomes excessively small, and the usefulness as the ultrafine composite raw material powder for cemented carbide is reduced as described above. Weight percent is preferred.
【0030】<炭化クロム:コバルトに対して1〜20重
量%(Cr2C2 に換算した値である)>コバルトに対して
1重量%未満では、超硬合金製造工程での焼結時におい
て粒成長を抑制する効果が低下するため、一方20重量
%超ではCr/Co比が過大となり、焼結後に大きなク
ロム炭化物が析出して焼結体の強度を低下させるから、
上記範囲が好ましい。<Chromium Carbide: 1 to 20% by Weight Based on Cobalt (Value Converted to Cr 2 C 2 )> Less than 1% by weight based on cobalt, during sintering in the cemented carbide manufacturing process. On the other hand, since the effect of suppressing grain growth is reduced, on the other hand, if it exceeds 20% by weight, the Cr / Co ratio becomes excessively large, and after sintering, a large chromium carbide precipitates, which lowers the strength of the sintered body.
The above range is preferred.
【0031】<炭化バナジウム:コバルトに対して0〜
10重量%(VCに換算した値である)>炭化バナジウ
ムは超硬合金製造工程での焼結時に粒成長を抑制する様
に作用する成分である。しかし炭化バナジウムがコバル
トに対し10重量%を超えると、V/Co比が過大にな
り、焼結後に大きなバナジウム炭化物が析出して焼結体
の強度を低下させるから上記範囲が好ましい。次に、上
述の様な成分含有量を持つ超微粒複合原料粉末を得るた
めの使用原料について、その好適な配合量を説明する。
まず、バナジウム酸化物原料を加えない場合について説
明する。<Vanadium carbide: 0 to cobalt
10% by weight (value converted to VC)> vanadium carbide is a component that acts to suppress grain growth during sintering in the cemented carbide manufacturing process. However, when vanadium carbide exceeds 10% by weight with respect to cobalt, the V / Co ratio becomes excessive, and large vanadium carbide precipitates after sintering to reduce the strength of the sintered body, so the above range is preferable. Next, the preferable blending amount of the raw materials used for obtaining the ultrafine composite raw material powder having the above-mentioned component contents will be described.
First, the case where no vanadium oxide raw material is added will be described.
【0032】<第1工程におけるコバルト酸化物>第1
工程でのコバルト酸化物の添加量が、タングステン酸化
物に対して1重量%未満の場合は、W複合酸化物の微粒
化の促進効果が低下するので、下限をタングステン酸化
物に対して1重量%とするのが好ましい。尚、第4工程
まで経て得られた超微粒複合原料粉末中のCoが3重量
%未満となる場合には、超硬合金用超微粒複合原料粉末
としての有用性が低下するから不適となるが、その不足
分を金属コバルト等の形で別途添加することによって所
望の成分組成を達成できる。上限値については最終的に
得られる超微粒複合原料粉末中のCoが30重量%以下
になる様に添加すれば良い。尚、コバルト酸化物として
はCoO,Co2 O3 ,Co3 O4 等が使用される。<Cobalt Oxide in First Step> First
If the amount of cobalt oxide added in the step is less than 1% by weight with respect to tungsten oxide, the effect of promoting atomization of the W composite oxide decreases, so the lower limit is 1% with respect to tungsten oxide. % Is preferable. When Co in the ultrafine composite raw material powder obtained through the fourth step is less than 3% by weight, the usefulness as the ultrafine composite raw material powder for cemented carbide is reduced, which is not suitable. The desired component composition can be achieved by separately adding the deficiency in the form of metallic cobalt or the like. Regarding the upper limit value, it may be added so that Co in the finally obtained ultrafine composite raw material powder is 30% by weight or less. As the cobalt oxide, CoO, Co 2 O 3 , Co 3 O 4 or the like is used.
【0033】<クロム酸化物>第1工程での、タングス
テン酸化物とコバルト酸化物の添加量の和に対して、
0.1重量%未満であれば、W複合酸化物のシンタリン
グを抑制する効果が低下し、また均粒性を高める効果が
低下するので、下限をタングステン酸化物と第一工程で
のコバルト酸化物の添加量の和に対して0.1重量%と
するのが好ましい。尚、第4工程まで経て得られた超微
粒複合原料粉末中の炭化クロムがコバルトに対して1重
量%未満となる場合には、超硬合金用超微粒複合原料粉
末として有用性が低下するから不適となるが、その不足
分を微細な炭化クロム等の形で別途添加することによっ
て所望の組成にすることができる。上限値については、
最終的に得られる超微粒複合原料粉末中の炭化クロムが
コバルトに対し20重量%以下になる様に添加すれば良
い。尚、クロム酸化物としてはCr2 O3 ,CrO2 ,
CrO3 ,Cr2 O5 等が使用される。<Chromium Oxide> With respect to the sum of the amounts of tungsten oxide and cobalt oxide added in the first step,
If it is less than 0.1% by weight, the effect of suppressing the sintering of the W composite oxide is lowered and the effect of enhancing the grain uniformity is lowered, so the lower limit is set to the tungsten oxide and the cobalt oxide in the first step. It is preferably 0.1% by weight with respect to the sum of the added amounts of the substances. If the content of chromium carbide in the ultrafine composite raw material powder obtained through the fourth step is less than 1% by weight with respect to cobalt, the usefulness of the ultrafine composite raw material powder for cemented carbide decreases. Although it is unsuitable, a desired composition can be obtained by separately adding the insufficient amount in the form of fine chromium carbide or the like. For the upper limit,
Chromium carbide in the finally obtained ultrafine composite raw material powder may be added so that the content thereof is 20% by weight or less with respect to cobalt. In addition, as chromium oxide, Cr 2 O 3 , CrO 2 ,
CrO 3 , Cr 2 O 5, etc. are used.
【0034】<タングステン酸化物>残部をタングステ
ン酸化物とする。タングステン酸化物としてはWO3,W
O2,WO2.72等が使用される。次に、バナジウム酸化物
原料を加える場合について説明する。<Tungsten Oxide> The balance is tungsten oxide. WO 3 , W as tungsten oxide
O 2 , WO 2.72 or the like is used. Next, the case of adding the vanadium oxide raw material will be described.
【0035】<前処理工程aにおけるコバルト酸化物>
下限値については、前処理工程aでのバナジウム酸化物
の添加量に対して1重量%以上であるのが良い。前処理
工程aでのバナジウム酸化物の添加量に対して1重量%
未満であれば、バナジウム粒子の微粒化を促進する効果
が低下するからである。<Cobalt Oxide in Pretreatment Step a>
The lower limit value is preferably 1% by weight or more with respect to the amount of vanadium oxide added in the pretreatment step a. 1% by weight based on the amount of vanadium oxide added in the pretreatment step a
If it is less than the above range, the effect of promoting atomization of vanadium particles is reduced.
【0036】バナジウム粒子の微細化促進にはコバルト
酸化物が1重量%以上であれば十分であるが、更に第1
工程以降での混合物中の各成分の均一性を確保するため
には、コバルト酸化物の添加量を70重量%以上とする
ことが望ましい。第1工程で添加するコバルト酸化物量
は、バナジウム酸化物原料に含まれるコバルト酸化物と
他から加えられるコバルト酸化物との和になるが、前処
理工程aにおいてコバルト酸化物の量がバナジウム酸化
物量に対して十分多い場合には、第1工程において添加
するバナジウム酸化物原料の量が相対的に多くなり、バ
ナジウム酸化物原料中にバナジウムが均一に希釈されて
いることから、第1工程以降の混合粉末中においても、
バナジウム成分を均一に分散させるのに有利に働くか
ら、上記の様にコバルト酸化物を70重量%以上を多く
するのが好ましい。1% by weight or more of cobalt oxide is sufficient for promoting the miniaturization of vanadium particles.
In order to ensure the uniformity of each component in the mixture after the process, it is desirable that the addition amount of cobalt oxide be 70% by weight or more. The amount of cobalt oxide added in the first step is the sum of the cobalt oxide contained in the vanadium oxide raw material and the cobalt oxide added from other sources, but the amount of cobalt oxide in the pretreatment step a is the amount of vanadium oxide. On the other hand, if the amount is sufficiently large, the amount of the vanadium oxide raw material added in the first step is relatively large, and vanadium is uniformly diluted in the vanadium oxide raw material. Even in mixed powder,
Since it works advantageously to uniformly disperse the vanadium component, it is preferable to increase the cobalt oxide content to 70% by weight or more as described above.
【0037】上限値については、最終的に得られる超微
粒複合原料粉末中のCoが30重量%以下になる様に添
加すると共に、後の第1工程でのコバルト酸化物の添加
量が第1工程のタングステン酸化物の添加量の1重量%
以上の条件を満足する様に添加すると良い。Regarding the upper limit value, Co is added so that Co in the finally obtained ultrafine composite raw material powder is 30% by weight or less, and the addition amount of the cobalt oxide in the first step after that is the first. 1% by weight of the amount of tungsten oxide added in the process
It is advisable to add them so as to satisfy the above conditions.
【0038】<バナジウム酸化物原料>前処理工程bを
経て生成した酸化物−金属複合体、即ちバナジウム酸化
物原料を第1工程で添加する量については、最終的に得
られる超微粒複合原料粉末中の炭化バナジウムが金属コ
バルトに対して10重量%以下になる様に添加すれば良
い。<Vanadium Oxide Raw Material> Regarding the amount of the oxide-metal composite produced through the pretreatment step b, that is, the vanadium oxide raw material in the first step, the ultrafine composite raw material powder finally obtained. The vanadium carbide may be added in an amount of 10% by weight or less with respect to metallic cobalt.
【0039】<第1工程におけるコバルト酸化物、クロ
ム酸化物、タングステン酸化物>第1工程におけるコバ
ルト酸化物、クロム酸化物及びタングステン酸化物につ
いては、下限・上限ともバナジウム酸化物原料を加えな
い場合と同様である。 <固形カーボン量:0.2〜9重量%>0.2重量%未
満では還元時の水蒸気の発生を抑制する効果が低下し、
一方9重量%超ではカーボン過多となり、第2工程での
還元雰囲気である水素が先ずカーボンと反応して炭化水
素ガスとなって、酸化物の還元の進行を抑制するから、
上記範囲が望ましい。<Cobalt Oxide, Chromium Oxide, and Tungsten Oxide in the First Step> For cobalt oxide, chromium oxide, and tungsten oxide in the first step, vanadium oxide raw materials are not added to both the lower and upper limits. Is the same as. <Amount of solid carbon: 0.2 to 9% by weight> If less than 0.2% by weight, the effect of suppressing the generation of water vapor during reduction is reduced,
On the other hand, if it exceeds 9% by weight, carbon becomes excessive, and hydrogen, which is the reducing atmosphere in the second step, first reacts with carbon to form a hydrocarbon gas, which suppresses the progress of reduction of oxides.
The above range is desirable.
【0040】[0040]
【実施例】次に、実施例によって本発明を更に具体的に
説明する。まず、バナジウム酸化物原料を加えない場合
の実施例に付いて述べる。 〈実施例1〉最終的にCr3 C2 :1重量%,Co:5
重量%,残部WCの混合粉末を得るように、原料として
WO3 粉末、Cr2 O3 粉末及び比表面積が54.7m2
/gのCo3 O4 粉末を混合した。混合酸化物粉末10
0g にイオン交換水100cc及び超硬合金製ボール5kg
を加えて6時間湿式混合した。70℃で乾燥後、混合酸
化物粉末2g をアルミナボート上に乗せ、直径10cm、
全長100cmの石英反応管内へ挿入した。これを、窒素
雰囲気中90分を要して700℃まで昇温し、粒径0.
1μmのW複合酸化物を生成した(第1工程)。700
℃に到達した時点で管内に水素を導入し、120分間還
元反応を進行させ、タングステン−クロム−コバルト系
金属複合体を得た(第2工程)。EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically by way of examples. First, an example in the case where the vanadium oxide raw material is not added will be described. <Example 1> finally Cr 3 C 2: 1 by weight%, Co: 5
As a raw material, WO 3 powder, Cr 2 O 3 powder and a specific surface area of 54.7 m 2 are obtained so as to obtain a mixed powder of wt% and the balance WC.
/ G of Co 3 O 4 powder was mixed. Mixed oxide powder 10
100g of deionized water and 5kg of cemented carbide balls in 0g
Was added and wet-mixed for 6 hours. After drying at 70 ° C, 2 g of mixed oxide powder was placed on an alumina boat, and the diameter was 10 cm,
It was inserted into a quartz reaction tube having a total length of 100 cm. This was heated to 700 ° C. over 90 minutes in a nitrogen atmosphere, and the particle size was reduced to 0.
A 1 μm W complex oxide was produced (first step). 700
Hydrogen was introduced into the tube when the temperature reached ℃, and the reduction reaction was allowed to proceed for 120 minutes to obtain a tungsten-chromium-cobalt-based metal composite (second step).
【0041】さらに、メタン/水素の体積比が4/10
0となるようにメタンを導入しながら900℃まで加熱
し、その状態で60分間炭化反応を進行させた(第3工
程)。その後、900℃から室温まで、温度の降下につ
れてメタン体積比を下記の表1の様に上昇させて脱炭反
応を制御しながら冷却した(第4工程)。Further, the volume ratio of methane / hydrogen is 4/10.
It was heated to 900 ° C. while introducing methane so that it became 0, and the carbonization reaction was allowed to proceed for 60 minutes in that state (third step). Then, from 900 ° C. to room temperature, the volume ratio of methane was increased as shown in Table 1 below as the temperature decreased, and cooling was performed while controlling the decarburization reaction (fourth step).
【0042】[0042]
【表1】 [Table 1]
【0043】以上の様に処理して得られた粉末は、SE
M観察により粒径0.2μm以下の超微粒複合原料粉末
であることが確認され、また遊離炭素量は0.2重量%
以下であった。 〈実施例2〜4及び比較例1〉次に、Co3 O4 として
種々の比表面積を持つものに変更した他は上記実施例1
と同様に処理した。その結果及びCo3 O4 の比表面積
を表2に示す。The powder obtained by the above treatment is SE
By observation with M, it was confirmed that it was an ultrafine composite raw material powder having a particle size of 0.2 μm or less, and the amount of free carbon was 0.2% by weight.
It was below. <Examples 2 to 4 and Comparative Example 1> Next, the above Example 1 except that Co 3 O 4 is changed to one having various specific surface areas.
The same process was carried out. The results and the specific surface area of Co 3 O 4 are shown in Table 2.
【0044】[0044]
【表2】 [Table 2]
【0045】比較例1により得られた粉末は、SEM観
察により粒径1.0μmの微粒複合原料粉末であること
が確認された。このように比表面積の小さいCo3 O4
を用いた場合、得られた超微粒複合原料粉末は粒径の大
きなものとなった。得られた複合原料粉末(主にWC)
の比表面積が4m2/g 以上であれば、高性能な超硬合金
を得るための原料として充分であるので、上記実施例か
ら、Co3O4 の比表面積は7.5m2/g 以上であれば
良いということがわかる。The powder obtained in Comparative Example 1 was confirmed by SEM observation to be a fine-grain composite raw material powder having a particle size of 1.0 μm. Co 3 O 4 having such a small specific surface area
When using, the resulting ultrafine composite raw material powder had a large particle size. Obtained composite raw material powder (mainly WC)
The specific surface area of Co 3 O 4 is 7.5 m 2 / g or more because the specific surface area of 4 m 2 / g or more is sufficient as a raw material for obtaining a high-performance cemented carbide. I understand that if it is good.
【0046】〈実施例5〉次にコバルト酸化物の添加量
を変えた他は上記実施例1と同様に処理したものについ
て示す。最終的にCr3 C2 :1重量%,Co:10重
量%,残部WCの混合粉末を得るように、原料としてW
O3 粉末、Cr2 O3 粉末及び比表面積が54.7m2/
g のCo3 O4 粉末を配合し、上記実施例1と同様の処
理を行った。この実施例5より得られた粉末は、SEM
観察により粒径0.1μmの超微粒複合原料粉末である
ことが確認された。<Embodiment 5> Next, the same treatment as in Embodiment 1 will be described except that the amount of cobalt oxide added is changed. In order to finally obtain a mixed powder of Cr 3 C 2 : 1% by weight, Co: 10% by weight, and the balance WC, W is used as a raw material.
O 3 powder, Cr 2 O 3 powder and specific surface area of 54.7 m 2 /
g of Co 3 O 4 powder was added, and the same treatment as in Example 1 was performed. The powder obtained from this Example 5 was SEM
It was confirmed by observation that it was an ultrafine composite raw material powder having a particle size of 0.1 μm.
【0047】〈比較例2〉上記実施例1との比較の為、
第2工程での還元反応を進行させた後、窒素雰囲気中で
900℃まで加熱し、900℃に到達した時点でメタン
/水素の体積比が4.5/100となる様にメタン及び
水素を導入して60分間炭化反応を進行させた。その
後、900℃から室温まで窒素雰囲気中で冷却した。こ
の比較例2で得られた粉末は、SEM観察により粒径
0.2μmの超微粒複合原料粉末であることが確認され
たが、得られた粉末中の炭素量が不均一であり、また遊
離炭素量は1.0重量%以上であった。<Comparative Example 2> For comparison with Example 1 described above,
After advancing the reduction reaction in the second step, it was heated to 900 ° C. in a nitrogen atmosphere, and when it reached 900 ° C., methane and hydrogen were added so that the volume ratio of methane / hydrogen became 4.5 / 100. After the introduction, the carbonization reaction was allowed to proceed for 60 minutes. Then, it cooled from 900 degreeC to room temperature in nitrogen atmosphere. The powder obtained in Comparative Example 2 was confirmed by SEM observation to be an ultrafine composite raw material powder having a particle size of 0.2 μm, but the amount of carbon in the obtained powder was non-uniform and free. The amount of carbon was 1.0% by weight or more.
【0048】この比較例2では、還元反応(第2工程)
の後、第3工程においてメタン−水素混合雰囲気とせ
ず、窒素雰囲気で昇温したので、メタン/水素ガス導入
時に粉末と雰囲気ガスとの間に急激な発熱反応が生じ、
その結果、得られた粉末中の炭素量が不均一になったと
考えられる。また炭化反応(第3工程)の後の冷却(第
4工程)をメタン−水素混合雰囲気とせず、窒素雰囲気
中で行なったので、結合炭素から優先的に脱炭反応が起
こり、遊離炭素量が多くなったものと考えられる。In Comparative Example 2, the reduction reaction (second step)
After that, in the third step, the temperature was raised in a nitrogen atmosphere instead of in a methane-hydrogen mixed atmosphere, so a rapid exothermic reaction occurred between the powder and the atmosphere gas at the time of introducing methane / hydrogen gas,
As a result, it is considered that the amount of carbon in the obtained powder became non-uniform. Further, since the cooling (fourth step) after the carbonization reaction (third step) was performed in a nitrogen atmosphere instead of in a methane-hydrogen mixed atmosphere, a decarburization reaction preferentially occurs from the bonded carbon, and the amount of free carbon is increased. It is considered to have increased.
【0049】以下にバナジウム酸化物原料を加える場合
の例について述べる。 〈実施例6〉バナジウム(V)成分添加剤の原料とし
て、V2 O5 粉末に対し、比表面積が50m2 /gのC
o3 O4 粉末を13.4重量%混合して、混合酸化物粉
末とした。この混合酸化物粉末20gにイオン水30c
c及び超硬合金製ボール400gを配合して、6時間湿
式混合した。そして70℃で乾燥後、このうち2gをア
ルミナボート上に乗せ、直径10cm、全長100cm
の石英反応管内へ挿入した。これを、窒素雰囲気中90
分を要して600℃まで昇温し、粒径0.1μmのV複
合酸化物を生成した(前処理工程a)。An example of adding a vanadium oxide raw material will be described below. <Example 6> As a raw material for the vanadium (V) component additive, C 2 having a specific surface area of 50 m 2 / g with respect to V 2 O 5 powder
o 3 O 4 powder 13.4 by mixing wt%, was mixed oxide powder. 20 g of this mixed oxide powder is added to 30 c of ionized water
c and 400 g of cemented carbide balls were blended and wet mixed for 6 hours. Then, after drying at 70 ° C., 2 g of this was placed on an alumina boat and had a diameter of 10 cm and a total length of 100 cm.
It was inserted into the quartz reaction tube. 90% of this in a nitrogen atmosphere
The temperature was raised to 600 ° C. over a period of time to produce a V composite oxide having a particle size of 0.1 μm (pretreatment step a).
【0050】600℃に到達した時点で管内に水素を導
入し、120分間還元反応を進行させた(前処理工程
b)。これにより粒径0.1μmの酸化バナジウム−酸
化コバルト−金属コバルト複合体(酸化物−金属複合
体)が生成した。これをV成分添加用のバナジウム酸化
物原料とする。When the temperature reached 600 ° C., hydrogen was introduced into the tube and the reduction reaction was allowed to proceed for 120 minutes (pretreatment step b). As a result, a vanadium oxide-cobalt oxide-metal cobalt composite (oxide-metal composite) having a particle size of 0.1 μm was produced. This is used as a vanadium oxide raw material for V component addition.
【0051】ついで、最終的にCr3 C2 :0.5重量
%,VC:0.2重量%,Co:5重量%,残部WCの
混合原料粉末を得るように、原料として、WO3 粉末、
Cr 2 O3 粉末、比表面積が50m2 /gのCo3 O4
粉末、および上記前処理工程a,bを経て得られたバナ
ジウム酸化物原料を混合した。そしてこれら混合した粉
末100gにイオン水100cc及び超硬合金製ボール
5kgを加えて6時間湿式混合した。そして70℃で乾
燥後、この混合酸化物粉末2gをアルミナボート上に乗
せ、直径10cm、全長100cmの石英反応管内へ挿
入した。これを、窒素雰囲気中90分を要して700℃
まで昇温し、粒径0.1μmのW複合酸化物を生成した
(第1工程)。700℃に到達した時点で管内に水素を
導入し、120分間還元反応を進行させ、W−Cr−V
−Co系金属複合体を得た(第2工程)。Then, finally Cr3 C2 : 0.5 weight
%, VC: 0.2% by weight, Co: 5% by weight, balance WC
To obtain a mixed raw material powder, WO is used as a raw material.3 Powder,
Cr 2 O3 Powder, specific surface area 50m2 / G of Co3 OFour
Powder and vana obtained through the above pretreatment steps a and b
The raw material for the oxide of zinc was mixed. And these mixed powders
100g of powder and 100cc of ionized water and cemented carbide balls
5 kg was added and wet-mixed for 6 hours. And dry at 70 ℃
After drying, 2 g of this mixed oxide powder was placed on an alumina boat.
Insert it into a quartz reaction tube with a diameter of 10 cm and a total length of 100 cm.
I entered. This should be performed in a nitrogen atmosphere for 90 minutes at 700 ° C.
The temperature was raised to 0 to produce a W composite oxide having a particle size of 0.1 μm.
(First step). When the temperature reached 700 ° C, hydrogen was introduced into the tube.
Introduced, allowed to proceed with reduction reaction for 120 minutes, W-Cr-V
A -Co-based metal composite was obtained (second step).
【0052】さらに、メタン/水素の体積比が5/10
0になるようにメタンを導入しながら900℃まで加熱
し、その状態で70分間炭化反応を進行させた(第3工
程)。その後、900℃から室温まで、温度の降下につ
れてメタン体積比を、上記実施例1と同様に上記表1の
様に上昇させて脱炭反応を抑制しながら冷却した(第4
工程)。この実施例6により得られた粉末は、SEM観
察により、粒径0.1μmの超微粒複合原料粉末である
ことが確認され、また、元素のマッピング分析により、
Vが均一に分散していることが確認された。Furthermore, the volume ratio of methane / hydrogen is 5/10.
It was heated to 900 ° C. while introducing methane so as to be 0, and the carbonization reaction was allowed to proceed for 70 minutes in that state (third step). Then, from 900 ° C. to room temperature, the volume ratio of methane was increased as shown in Table 1 above as in the case of Example 1 to cool while suppressing the decarburization reaction (No. 4).
Process). The powder obtained in this Example 6 was confirmed by SEM observation to be an ultrafine composite raw material powder having a particle size of 0.1 μm, and by elemental mapping analysis,
It was confirmed that V was uniformly dispersed.
【0053】〈実施例7〉V2 O5 粉末に対し、比表面
積が11m2 /gのCo3 O4 粉末を6.83重量%配
合し、上記実施例6と同様の前処理工程a,bを行ない
バナジウム酸化物原料(酸化物−金属複合体)を作製し
た。次に、最終的にCr3 C2 :1重量%,VC:0.
5重量%,Co:10重量%,残部WCの混合原料粉末
を得るように、原料として、WO3 粉末、Cr2 O 3 粉
末、比表面積が11m2 /gのCo3 O4 粉末、および
上記得られたバナジウム酸化物原料粉末を配合し、上記
実施例6と同様の第1〜第4工程の処理を行った。この
実施例7で得られた粉末は、SEM観察により、粒径
0.1μmの超微粒複合原料粉末であることが確認され
た。Example 7 V2 OFive Specific surface to powder
Product is 11m2 / G of Co3 OFour 6.83% by weight of powder
In this case, the same pretreatment steps a and b as those in Example 6 were performed.
Manufacture vanadium oxide raw material (oxide-metal composite)
It was Then finally Cr3 C2 1% by weight, VC: 0.
5% by weight, 10% by weight of Co, the balance WC mixed raw material powder
As a raw material, WO3 Powder, Cr2 O 3 powder
At the end, the specific surface area is 11m2 / G of Co3 OFour Powder, and
The vanadium oxide raw material powder obtained above was blended, and
The same first to fourth steps as in Example 6 were performed. this
The powder obtained in Example 7 has a particle size of SEM observation.
It was confirmed to be 0.1 μm ultrafine composite raw material powder
It was
【0054】〈比較例3〉上記実施例6との比較のた
め、最終的にCr3 C2 :0.5重量%,VC:0.2
重量%,Co:5重量%,残部WCの混合原料粉末を得
るように、原料として、WO3 粉末、Cr2 O3 粉末、
比表面積が50m2 /gのCo3 O4 粉末およびV2 O
5 粉末とを配合し、上記実施例6と同様の第1〜第4工
程の処理(還元・炭化処理)を行った。Comparative Example 3 For comparison with Example 6 above, finally, Cr 3 C 2 was 0.5% by weight, and VC was 0.2.
As a raw material, a WO 3 powder, a Cr 2 O 3 powder,
Co 3 O 4 powder having a specific surface area of 50 m 2 / g and V 2 O
5 powders were blended, and the same treatments (reduction / carbonization treatment) as those in Example 6 were performed in the first to fourth steps.
【0055】この比較例3で得られた粉末は、SEM観
察により、粒径0.1μmの超微粒複合原料粉末中に1
〜3μmの凝集粒子および粗大粒子が確認された。この
比較例3では、添加するV成分としてV2 O5 のみを、
前処理工程a,bを経ずに用いている。そのため第1工
程以降にV2 O5 粉末の融液が生じ、得られた粉末中に
1〜3μmの凝集粒子および粗大粒が発現したものと考
えられる。According to SEM observation, the powder obtained in Comparative Example 3 was 1% in the ultrafine composite raw material powder having a particle size of 0.1 μm.
Aggregated particles and coarse particles of ˜3 μm were confirmed. In Comparative Example 3, only V 2 O 5 was added as the V component to be added,
It is used without going through the pretreatment steps a and b. Therefore, it is considered that a melt of the V 2 O 5 powder was generated after the first step, and aggregated particles and coarse particles of 1 to 3 μm were developed in the obtained powder.
【0056】〈比較例4〉上記実施例6との比較のた
め、最終的にCr3 C2 :0.5重量%,VC:0.2
重量%,Co:5重量%,残部WCの混合原料粉末を得
るように、原料として、WO3 粉末、Cr2 O3 粉末、
比表面積が50m2 /gのCo3 O4 粉末および炭化バ
ナジウム粉末とを配合し、実施例6と同様の第1〜第4
工程の処理を行った。Comparative Example 4 For comparison with Example 6 above, finally, Cr 3 C 2 was 0.5% by weight, and VC was 0.2.
As a raw material, a WO 3 powder, a Cr 2 O 3 powder,
Co 3 O 4 powder having a specific surface area of 50 m 2 / g and vanadium carbide powder were mixed, and the first to fourth similar to Example 6 were prepared.
The process was processed.
【0057】この比較例4で得られた粉末は、SEM観
察により、粒径0.1μmの超微粒複合原料粉末中に
0.3〜0.8μmの粗大粒子が確認された。この比較
例4では添加するV成分として炭化バナジウムを用いて
いる。この炭化バナジウムは第1工程中の混合工程後も
0.5μm程度にまでしか粉砕されない。従って得られ
た粉末中に0.3〜0.8μmの粗大粒子が残存したも
のと考えられる。The powder obtained in Comparative Example 4 was found by SEM observation to have coarse particles of 0.3 to 0.8 μm in the ultrafine composite raw material powder having a particle size of 0.1 μm. In Comparative Example 4, vanadium carbide is used as the V component to be added. This vanadium carbide is pulverized only to about 0.5 μm even after the mixing step in the first step. Therefore, it is considered that coarse particles of 0.3 to 0.8 μm remained in the obtained powder.
【0058】この比較例3,4で生成した粉末に粗大粒
子が含まれているということから、本発明での前処理工
程a,bを経て得られたバナジウム酸化物原料(V成分
添加用の酸化物−金属複合体)は、粒子を均一に又微細
にするのに有効に作用していることがわかる。Since the powders produced in Comparative Examples 3 and 4 contained coarse particles, the vanadium oxide raw material (for adding V component) obtained through the pretreatment steps a and b of the present invention was used. It is understood that the oxide-metal complex) effectively acts to make the particles uniform and fine.
【0059】〈比較例5〉上記実施例6との比較のた
め、V2 O5 粉末に対し、Co3 O4 粉末を配合せずに
上記実施例6と同様の前処理工程a,bを行い、V成分
添加用酸化物(バナジウム酸化物原料)を作製した。<Comparative Example 5> For comparison with Example 6 described above, the pretreatment steps a and b similar to those in Example 6 were performed without adding Co 3 O 4 powder to V 2 O 5 powder. Then, an oxide for adding V component (vanadium oxide raw material) was prepared.
【0060】次に最終的にCr3 C2 :0.5重量%,
VC:0.2重量%,Co:5重量%,残部WCの混合
原料粉末を得るように、原料として、WO3 粉末、Cr
2 O 3 粉末、比表面積が50m2 /gのCo3 O4 粉末
および上記製法により得られたV成分添加用酸化物粉末
を配合し、上記実施例6と同様の第1〜第4工程の処理
を行った。Then finally Cr3 C2 : 0.5% by weight,
Mixing VC: 0.2 wt%, Co: 5 wt%, balance WC
As a raw material, WO is used to obtain the raw material powder.3 Powder, Cr
2 O 3 Powder, specific surface area 50m2 / G of Co3 OFour Powder
And oxide powder for adding V component obtained by the above-mentioned manufacturing method
And the treatments of the first to fourth steps similar to those of Example 6 above.
I went.
【0061】この比較例5で得られた粉末は、SEM観
察により、粒径0.1μmの超微粒複合原料粉末中に1
〜3μmの凝集粒子および粗大粒子が確認された。上記
比較例5と実施例6から、コバルト酸化物を添加して得
られたV複合酸化物が、最終的に得られる粉末を均一微
細にするように働くことがわかる。According to SEM observation, the powder obtained in Comparative Example 5 was 1% in the ultrafine composite raw material powder having a particle size of 0.1 μm.
Aggregated particles and coarse particles of ˜3 μm were confirmed. From the above Comparative Example 5 and Example 6, it can be seen that the V composite oxide obtained by adding the cobalt oxide acts to make the finally obtained powder uniform and fine.
【0062】〈比較例6〉上記実施例6との比較のた
め、上記実施例6のうち前処理工程bを省略した場合に
ついて実験を行った。即ち最終的にCr3 C2 :0.5
重量%,VC:0.2重量%,Co:5重量%,残部W
Cの混合原料粉末を得るように、原料として、WO3 粉
末、Cr2 O3 粉末、比表面積が50m2 /gのCo3
O4 粉末、および上記実施例6中の前処理工程aのみを
経て得られたV成分添加用の複合酸化物をバナジウム酸
化物原料として配合し、上記実施例6と同様の第1〜第
4工程の処理を行った。<Comparative Example 6> For comparison with Example 6 described above, an experiment was carried out in Example 6 except that the pretreatment step b was omitted. That is, finally Cr 3 C 2 : 0.5
% By weight, VC: 0.2% by weight, Co: 5% by weight, balance W
In order to obtain a mixed raw material powder of C, WO 3 powder, Cr 2 O 3 powder, Co 3 having a specific surface area of 50 m 2 / g are used as raw materials.
O 4 powder and the composite oxide for V component addition obtained through only the pretreatment step a in Example 6 above were mixed as vanadium oxide raw materials, and the same first to fourth examples as in Example 6 above were mixed. The process was processed.
【0063】この比較例6で得られた粉末は、SEM観
察により、粒径0.1μmの超微粒複合原料粉末中に1
〜3μmの凝集粒子および粗大粒子が確認された。上記
比較例6では、V成分添加用粉末を得る際に、前処理工
程bを省略したため、V成分添加用粉末間の凝集が解消
されず、また第1工程以降にV成分添加用粉末の融液が
生じたから、得られた粉末中に1〜3μmの凝集粒子お
よび粗大粒子が発現したものと考えられる。According to SEM observation, the powder obtained in Comparative Example 6 was 1% in the ultrafine composite raw material powder having a particle size of 0.1 μm.
Aggregated particles and coarse particles of ˜3 μm were confirmed. In Comparative Example 6, since the pretreatment step b was omitted when obtaining the V component addition powder, the agglomeration between the V component addition powders was not eliminated, and the melting of the V component addition powder was performed after the first step. Since the liquid was generated, it is considered that aggregated particles of 1 to 3 μm and coarse particles were expressed in the obtained powder.
【0064】以下に、上記で製造した超硬合金用超微粒
複合原料粉末を用いて超硬合金を製造する例について述
べる。 〈実施例8〉V2 O5 粉末に対し、比表面積が11m2
/gのCo3 O4 粉末を80重量%配合し、上記実施例
6と同様の前処理工程a,bを行い、バナジウム酸化物
原料(酸化物−金属複合体)を作製した。次に、最終的
にCr3 C2 :1重量%,VC:0.5重量%,Co:
10重量%,残部WCの混合原料粉末を得るように(実
施例7と同じ最終成分量である)、原料として、WO3
粉末、Cr2 O3 粉末、比表面積が11m2 /gのCo
3O4 粉末、および上記前処理工程a,bを経て得られ
た上記バナジウム酸化物原料を配合し、上記実施例6と
同様の第1〜4工程を行った。第4工程を経て得られた
超微粒複合原料粉末はSEM観察により粒径0.1μm
であった。An example of producing a cemented carbide by using the above-prepared ultrafine composite raw material powder for cemented carbide will be described below. To <Example 8> V 2 O 5 powder, a specific surface area of 11m 2
80% by weight of Co 3 O 4 powder / g was added, and pretreatment steps a and b similar to those in Example 6 were performed to prepare a vanadium oxide raw material (oxide-metal composite). Then, finally, Cr 3 C 2 : 1% by weight, VC: 0.5% by weight, Co:
As a raw material, WO 3 was used so as to obtain a mixed raw material powder of 10% by weight and the balance WC (the same final component amount as in Example 7).
Powder, Cr 2 O 3 powder, Co having a specific surface area of 11 m 2 / g
3 O 4 powder and the vanadium oxide raw material obtained through the pretreatment steps a and b were blended, and the same first to fourth steps as in Example 6 were performed. The ultrafine composite raw material powder obtained through the fourth step has a particle size of 0.1 μm by SEM observation.
Met.
【0065】次に超硬合金を製造すべく、この複合原料
粉末を面圧1ton/cm2 で圧粉体にプレス成形し
(成形工程)、この圧粉体を真空雰囲気中で温度135
0℃に保持する条件で焼結して(焼結工程)、WC基超
硬合金(焼結体)を製造した。得られた焼結体表面の組
織をSEM観察したところ、焼結後のWC粒子には2μ
m程度の粗大粒子が0.01mm2 当たり3〜5個観察
されたが、ほぼ粒径0.2μmであり、良好であった。Next, in order to produce a cemented carbide, this composite raw material powder is press-formed into a green compact with a surface pressure of 1 ton / cm 2 (forming step), and the green compact is heated to a temperature of 135 in a vacuum atmosphere.
Sintering was performed under the condition of maintaining at 0 ° C. (sintering step) to produce a WC-based cemented carbide (sintered body). The structure of the surface of the obtained sintered body was observed by SEM, and it was found that 2 μ was found in the WC particles after sintering.
Although 3 to 5 coarse particles of about m were observed per 0.01 mm 2 , the particle size was about 0.2 μm, which was good.
【0066】〈比較例7〉上記実施例8との比較のた
め、前処理工程aにおけるCo3 O4 粉末の添加量の少
ない上記実施例7の複合原料粉末を用いて超硬合金を製
造した。即ち、上記実施例7で得られた粒径0.1μm
の超微粒複合原料粉末に、上記実施例8と同様の成形工
程及び焼結工程を行い超硬合金(焼結体)を得た。得ら
れた焼結体表面の組織をSEM観察したところ、焼結後
のWC粒子の粒径はほぼ0.2μmと良好であったが、
2〜5μm程度の粗大粒子が0.01mm 2 当たり10
〜15個観察された。<Comparative Example 7> Comparison with Example 8 was made.
Therefore, Co in the pretreatment step a3 OFour Small amount of powder added
Cemented carbide is produced using the composite raw material powder of Example 7 above.
I made it. That is, the particle size of 0.1 μm obtained in Example 7 above.
Using the above ultrafine composite raw material powder,
After that, the cemented carbide (sintered body) was obtained by performing the sintering process. Got
The structure of the surface of the sintered body thus obtained was observed by SEM.
The particle size of the WC particles was as good as about 0.2 μm,
Coarse particles of 2 to 5 μm 0.01 mm 2 Per 10
~ 15 were observed.
【0067】上記実施例8においては前処理工程aでの
コバルト酸化物の添加量は80重量%と、バナジウム酸
化物に対して十分多いものであったが、比較例7では
6.83重量%と少ないものであった。この様に前処理
工程aでのコバルト酸化物添加量が少ない比較例7の場
合では、得られた超微粒複合原料粉末中のバナジウム成
分が実施例7で得られた超微粒複合原料粉末中のバナジ
ウムの分散性に比べ、均一性において劣る。そのため焼
結時の粒成長抑制効果にムラを生じ、焼結後に粗大粒子
が多く発現したものと考えられる。従って第1工程以降
での混合物中の各成分の均一性を確保し、更に良好な複
合原料粉末とするには、前処理工程aにおけるコバルト
酸化物の添加量を多く(好ましくは70%以上)とする
ことが推奨される。In Example 8 above, the amount of cobalt oxide added in the pretreatment step a was 80% by weight, which was a sufficiently large amount relative to vanadium oxide, but in Comparative Example 7, it was 6.83% by weight. And there were few. Thus, in the case of Comparative Example 7 in which the amount of cobalt oxide added in the pretreatment step a was small, the vanadium component in the obtained ultrafine composite raw material powder was contained in the ultrafine composite raw material powder obtained in Example 7. The uniformity is inferior to the dispersibility of vanadium. Therefore, it is considered that the grain growth suppressing effect during sintering was uneven, and a large amount of coarse particles appeared after sintering. Therefore, in order to secure the homogeneity of each component in the mixture after the first step and to further improve the composite raw material powder, the amount of cobalt oxide added in the pretreatment step a is large (preferably 70% or more). Is recommended.
【0068】次に、処理を行う粉末量が多い場合におけ
る製造方法の実施例について述べる。 〈実施例9〉バナジウム成分添加剤の原料としてV2 O
5 粉末を用い、これに対し比表面積が50m2 /gのC
o3 O4 粉末を13.4重量%配合した。この混合酸化
物粉末20gにイオン水30cc及び超硬合金製ボール
を400gを配合し、6時間湿式混合した。そして70
℃で乾燥後、この混合酸化物粉末2gをアルミナボート
上に乗せ、直径10cm、全長100cmの石英反応管
内へ挿入した。これを窒素雰囲気中で600℃まで90
分で昇温し、その過程で粒径0.1μmのV複合酸化物
を生成した(前処理工程a)。Next, an example of a manufacturing method when the amount of powder to be treated is large will be described. <Example 9> V 2 O as a raw material for the vanadium component additive
5 powders were used, and the specific surface area was 50 m 2 / g of C
o 3 O 4 powder was 13.4 wt% blend. 20 g of the mixed oxide powder was mixed with 30 cc of ionized water and 400 g of a cemented carbide ball, and wet mixed for 6 hours. And 70
After drying at 0 ° C., 2 g of this mixed oxide powder was placed on an alumina boat and inserted into a quartz reaction tube having a diameter of 10 cm and a total length of 100 cm. 90 to 600 ℃ in a nitrogen atmosphere
The temperature was raised in minutes, and a V composite oxide having a particle size of 0.1 μm was generated in the process (pretreatment step a).
【0069】600℃に到達した時点で管内に水素を導
入し、120分間還元反応を進行させた(前処理工程
b)。これにより粒径0.1μmのV成分添加用の酸化
バナジウム−酸化コバルト−金属コバルト複合体(酸化
物−金属複合体)、即ちバナジウム酸化物原料が生成さ
れた。When the temperature reached 600 ° C., hydrogen was introduced into the tube and the reduction reaction was allowed to proceed for 120 minutes (pretreatment step b). As a result, a vanadium oxide-cobalt oxide-metal cobalt composite (oxide-metal composite) for adding V component having a particle size of 0.1 μm, that is, a vanadium oxide raw material was produced.
【0070】次に最終的にCr3 C2 :0.5重量%,
VC:0.2重量%,Co:10.1重量%,残部WC
の混合原料粉末を得るように、原料として、Cr2 O3
粉末:0.53重量%、比表面積が50m2 /gのCo
3 O4 粉末:11.6重量%、上記前処理工程a,bに
より得られたバナジウム酸化物原料粉末:0.23重量
%、および残部がWO3 粉末になるように配合した。そ
してこれらの混合粉末92.4gに、固形カーボン7.
6gおよびイオン交換水100cc、超硬合金製ボール
5kgを配合して、6時間湿式混合した。そして70℃
で乾燥後、酸化物/カーボン混合粉末10gをアルミナ
ボート上に乗せ、直径110mm、全長950mmのス
テンレス管内へ挿入した。これを、窒素雰囲気中で70
0℃まで90分で昇温し、その過程で粒径0.2μmの
複合酸化物−カーボン複合体、即ちW複合酸化物を生成
した(第1工程)。700℃に到達した時点で該W複合
酸化物の入った管内に水素を導入し、180分間還元反
応を進行させ、W−Cr−Co−V系金属複合体(中間
原料)を得た(第2工程)。Then, finally, Cr 3 C 2 : 0.5% by weight,
VC: 0.2% by weight, Co: 10.1% by weight, balance WC
Cr 2 O 3 as a raw material so that a mixed raw material powder of
Powder: 0.53% by weight, Co having a specific surface area of 50 m 2 / g
3 O 4 powder: 11.6% by weight, vanadium oxide raw material powder obtained by the pretreatment steps a and b: 0.23% by weight, and the balance was WO 3 powder. Then, 92.4 g of these mixed powders were mixed with solid carbon 7.
6 g, 100 cc of ion-exchanged water, and 5 kg of cemented carbide balls were mixed and wet-mixed for 6 hours. And 70 ° C
After being dried at 10, 10 g of the oxide / carbon mixed powder was placed on an alumina boat and inserted into a stainless steel tube having a diameter of 110 mm and a total length of 950 mm. 70% of this in a nitrogen atmosphere
The temperature was raised to 0 ° C. in 90 minutes, and in the process, a composite oxide-carbon composite having a particle size of 0.2 μm, that is, a W composite oxide was generated (first step). When the temperature reached 700 ° C., hydrogen was introduced into the tube containing the W composite oxide, the reduction reaction was allowed to proceed for 180 minutes, and a W—Cr—Co—V based metal composite (intermediate raw material) was obtained (No. 2 steps).
【0071】この実施例9において得られた中間原料粉
末は、SEM観察により、粒径0.2μmの超微粒複合
原料粉末であることが確認された。尚、上記第2工程ま
でを経た金属複合体中には少量のカーボンが残る場合も
あるが、この粉末は第2工程の後、炭化工程(第3工
程)を経るから、最終的な超硬合金用超微粒複合原料粉
末としては何ら支障はない。The intermediate raw material powder obtained in Example 9 was confirmed by SEM observation to be an ultrafine composite raw material powder having a particle size of 0.2 μm. Although a small amount of carbon may remain in the metal composite that has been subjected to the second step, this powder undergoes the carbonization step (third step) after the second step, so that the final cemented carbide is obtained. There is no problem as an ultrafine composite raw material powder for alloys.
【0072】次に、上記第2工程を経て得られたW−C
r−Co−V系金属複合体あるいは該金属複合体/カー
ボン複合体(中間原料)を、メタン/水素の体積比が4
/100となるようにメタンを導入しながら900℃ま
で加熱し、その状態で60分間炭化反応を進行させた
(第3工程)。その後、900℃から室温まで、温度の
降下につれてメタン体積を上記実施例1と同様に上記の
表1のように上昇させて脱炭反応を制御しながら冷却し
超硬合金用超微粒複合原料粉末を得た(第4工程)。こ
の実施例9により最終的に得られた粉末は、SEM観察
により、粒径0.2μmの超微粒複合原料粉末であるこ
とが確認され、また元素のマッピング分析により、微量
成分が均一に分散していることが確認された。Next, the WC obtained through the above second step
The r-Co-V-based metal composite or the metal composite / carbon composite (intermediate raw material) has a methane / hydrogen volume ratio of 4
It was heated to 900 ° C. while introducing methane so that the ratio became / 100, and the carbonization reaction was allowed to proceed for 60 minutes in that state (third step). Then, from 900 ° C. to room temperature, the volume of methane is increased as shown in Table 1 above as in the case of the above-mentioned Example 1 to cool while controlling the decarburization reaction, and then the ultrafine composite raw material powder for cemented carbide is obtained. Was obtained (4th step). The powder finally obtained in this Example 9 was confirmed by SEM observation to be an ultrafine composite raw material powder having a particle size of 0.2 μm, and trace elements were uniformly dispersed by elemental mapping analysis. Was confirmed.
【0073】〈比較例8〉次に処理を行う粉末量が多い
場合において、比較例8として、固形カーボンを添加し
ない様にする以外は上記実施例9と同様の前処理工程
a,b及び第1,第2工程の処理を行った。この比較例
8の第2工程までを経て得られた中間原料粉末は、SE
M観察により、粒径0.3〜0.4μmの複合原料粉末
であることが確認された。このように固形カーボンを添
加せずに水素雰囲気中で還元処理を行った場合、得られ
た複合粉末は粒径の大きいものとなった。続いてこの中
間原料粉末を用いて上記実施例9と同様の第3,第4工
程を行ったところ、得られた超硬合金製造用複合原料粉
末は、SEM観察により、粒径0.3〜0.4μmの複
合原料粉末であることが確認された。<Comparative Example 8> In the case where the amount of powder to be treated next is large, as Comparative Example 8, the same pretreatment steps a, b and the same as in Example 9 except that solid carbon is not added. The process of the 1st and 2nd process was performed. The intermediate raw material powder obtained through the second step of Comparative Example 8 is SE
It was confirmed by M observation that the composite raw material powder had a particle size of 0.3 to 0.4 μm. Thus, when the reduction treatment was performed in a hydrogen atmosphere without adding solid carbon, the obtained composite powder had a large particle size. Subsequently, when this intermediate raw material powder was used to perform the same third and fourth steps as in Example 9, the obtained composite raw material powder for producing a cemented carbide had a particle size of 0.3 to It was confirmed to be a composite raw material powder of 0.4 μm.
【0074】〈実施例10,11、比較例9,10〉次
に、粉末量が多い場合において、固形カーボン添加量を
種々変更した以外は上記実施例9と同様の前処理工程
a,b及び第1〜4工程を行って超硬合金用超微粒複合
原料粉末を得た。この実施例10,11、比較例9,1
0で得られた粉末の粒径をSEM観察により測定した。
その結果及び固形カーボン添加量を表3に示す。<Examples 10 and 11, Comparative Examples 9 and 10> Next, in the case where the amount of powder was large, the same pretreatment steps a, b and as in Example 9 were used except that the amount of solid carbon added was variously changed. The 1st-4th process was performed and the ultrafine composite raw material powder for cemented carbide was obtained. Examples 10 and 11 and Comparative Examples 9 and 1
The particle size of the powder obtained in No. 0 was measured by SEM observation.
The results and the amount of solid carbon added are shown in Table 3.
【0075】[0075]
【表3】 [Table 3]
【0076】表3から分かる様に実施例10,11で得
られた粉末は粒径0.2μmの超硬合金用超微粒複合原
料粉末であり、比較例9および比較例10で得られた粉
末は粒径0.3〜0.4μmの複合原料粉末であること
が確認された。比較例9,10の様にカーボン添加量が
多い場合、第2工程で導入された水素が、まずカーボン
と反応して炭化水素ガスを生成するから、そのために水
素ガスによる酸化物原料の還元力が弱められる。従っ
て、700℃での還元が完了する前に次の昇温工程(第
3工程)に入ることになり、そのために粒の粗大化が生
じたと考えられる。As can be seen from Table 3, the powders obtained in Examples 10 and 11 are ultrafine composite raw material powders for cemented carbide having a particle size of 0.2 μm, and the powders obtained in Comparative Examples 9 and 10 Was confirmed to be a composite raw material powder having a particle size of 0.3 to 0.4 μm. When the amount of carbon added is large as in Comparative Examples 9 and 10, the hydrogen introduced in the second step first reacts with carbon to generate a hydrocarbon gas. Therefore, the reducing power of the oxide raw material by the hydrogen gas is therefore increased. Is weakened. Therefore, it is considered that the next temperature rising step (third step) is started before the reduction at 700 ° C. is completed, which causes coarsening of the grains.
【0077】〈比較例11,12〉実施例9との比較と
して、上記実施例9のうち第1工程まで終了して得られ
た複合酸化物−カーボン複合体(W複合酸化物)につい
て、実施例9と異なり還元を窒素雰囲気中で行った。即
ち第1工程終了後、窒素雰囲気中で850℃(比較例1
1)および900℃(比較例12)まで昇温し、120
分間還元反応を進行させ中間原料粉末を得た。この比較
例11で得られた中間原料粉末は、ほとんど還元反応が
進行しておらず、比較例12で得られた中間原料粉末は
ほぼ還元が終了した。<Comparative Examples 11 and 12> As a comparison with Example 9, a composite oxide-carbon composite (W composite oxide) obtained by completing the first step in Example 9 was carried out. Unlike Example 9, the reduction was carried out in a nitrogen atmosphere. That is, after completion of the first step, 850 ° C. in a nitrogen atmosphere (Comparative Example 1
1) and heated to 900 ° C. (Comparative Example 12) to 120
The reduction reaction was allowed to proceed for a minute to obtain an intermediate raw material powder. The reduction of the intermediate raw material powder obtained in Comparative Example 11 hardly progressed, and the reduction of the intermediate raw material powder obtained in Comparative Example 12 was almost completed.
【0078】またSEM観察により観察したところ、窒
素雰囲気中で還元反応を進行させた比較例11,12で
は、粒径が0.3μmの粉末中に1μm程度の粗大粒子
が含まれていることが確認された。この比較例11,1
2から、還元中の雰囲気を窒素雰囲気とすると、還元開
始温度未満で既に粒の粗大化が進行することがわかる。
この比較例11,12の中間原料粉末を用いて、第3,
第4工程を行い得られた超硬合金製造用複合原料粉末に
も1μm程度の粗大粒子が含まれていた。Observation by SEM observation revealed that, in Comparative Examples 11 and 12 in which the reduction reaction proceeded in a nitrogen atmosphere, coarse particles of about 1 μm were contained in the powder having a particle size of 0.3 μm. confirmed. Comparative Examples 11 and 1
It can be seen from 2 that if the atmosphere during the reduction is a nitrogen atmosphere, grain coarsening will already proceed below the reduction start temperature.
By using the intermediate raw material powders of Comparative Examples 11 and 12,
The composite raw material powder for producing a cemented carbide obtained by performing the fourth step also contained coarse particles of about 1 μm.
【0079】尚、上記実施例においては、前処理工程a
及び第1工程を、経済性の面から窒素雰囲気中で行った
が、これに限るものではなく、アルゴンやヘリウム等、
非還元性雰囲気であればよい。In the above embodiment, the pretreatment step a
The first step and the first step were performed in a nitrogen atmosphere from the viewpoint of economy, but the present invention is not limited to this, and argon, helium, etc.
Any non-reducing atmosphere may be used.
【0080】また、上記実施例においては、前処理工程
b及び第2工程を、安全面から水素雰囲気中で行った
が、これに限るものではなく、一酸化炭素等、還元性雰
囲気であればよい。但し、処理する粉末量が多いときに
第2工程において固形カーボンを添加して処理する方法
を採用した場合は、第2工程を水素雰囲気中で行う。ま
た第3工程にて、安全面からメタン・水素混合雰囲気を
用いたが、これに限るものではなく、一酸化炭素・二酸
化炭素等、浸炭性雰囲気であればよい。なお、本発明は
上記実施例に限らず、その要旨を変えないものであれ
ば、種々の変更,変形が可能である。Further, in the above embodiment, the pretreatment step b and the second step were carried out in a hydrogen atmosphere from the viewpoint of safety. However, the present invention is not limited to this, and if the atmosphere is a reducing atmosphere such as carbon monoxide. Good. However, when the method of adding solid carbon and treating in the second step is adopted when the amount of powder to be treated is large, the second step is performed in a hydrogen atmosphere. Further, in the third step, a mixed atmosphere of methane and hydrogen was used for safety, but the present invention is not limited to this, and a carburizing atmosphere such as carbon monoxide and carbon dioxide may be used. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and variations can be made without departing from the spirit of the invention.
【0081】[0081]
【発明の効果】以上の様に本発明の製造方法によれば、
未粉砕状態で粒径0.2μm以下という微細な超硬合金
用超微粒複合原料粉末を得ることができる。しかもこの
超微粒複合原料粉末中には微量添加成分が均一に分散し
ている。加えてその製造工程はドライプロセスが採用さ
れるので、従来の様にスケールアップ時の技術的問題が
生じず、また新たな装置を必要とせず、経済性が良い。
またドライプロセスで処理できることから、0.2μm
以下の超硬合金用超微粒複合原料粉末の製造工程中に空
気中で活性な複合金属を取り扱うことが不要となると共
に、製造時間も短縮できるという利点も合わせ持つ。As described above, according to the manufacturing method of the present invention,
It is possible to obtain a fine ultrafine composite raw material powder for cemented carbide having a particle size of 0.2 μm or less in an unpulverized state. Moreover, a trace amount of the additive component is uniformly dispersed in this ultrafine composite raw material powder. In addition, since a dry process is adopted as the manufacturing process, there is no technical problem at the time of scale-up as in the past, no new equipment is required, and the economy is good.
Also, because it can be processed by a dry process, 0.2 μm
It has the advantage that it is not necessary to handle the composite metal active in the air during the following manufacturing process of the ultrafine composite raw material powder for cemented carbide and the manufacturing time can be shortened.
【0082】この発明の製造方法では原料の7割以上を
占めるタングステン原料の粒度にかかわらず、添加原料
の酸化コバルトの比表面積を大きくすることによって、
超微粒複合粉末の粒度が細かくなるので、製造方法とし
ての制御性は極めて良好である。更に、第2工程におけ
る還元を固形カーボン存在下に水素雰囲気中で行なう方
法を採用すれば、粉末処理量が多い場合においても、還
元時の粒成長を抑制できて、微細な超硬合金用超微粒複
合原料粉末を得ることができる。In the manufacturing method of the present invention, by increasing the specific surface area of the cobalt oxide as the additive raw material, regardless of the particle size of the tungsten raw material which occupies 70% or more of the raw material,
Since the particle size of the ultrafine composite powder becomes finer, the controllability as a manufacturing method is extremely good. Furthermore, by adopting a method in which the reduction in the second step is carried out in a hydrogen atmosphere in the presence of solid carbon, it is possible to suppress grain growth during reduction even in the case where the amount of powder processed is large, and it is possible to obtain a fine cemented carbide. A fine-grain composite raw material powder can be obtained.
Claims (5)
/g 以上のコバルト酸化物、クロム酸化物を含む混合
物、またはこれに下記バナジウム酸化物原料を加えた混
合物を加熱して複合酸化物を生成する第1工程と、 該複合酸化物を還元してタングステン−クロム−コバル
ト系またはタングステン−クロム−コバルト−バナジウ
ム系の金属複合体を得る第2工程とを備えたことを特徴
とする超硬合金用超微粒複合原料粉末の製造方法。但
し、前記バナジウム酸化物原料は、 バナジウム酸化物と、比表面積7.5m2 /g以上のコ
バルト酸化物とを含む混合物を加熱して複合酸化物を生
成する前処理工程aと、 部分的還元反応を行って酸化物−金属複合体を生成する
前処理工程bとを経ることにより得られたものである。1. Tungsten oxide, specific surface area 7.5 m 2
/ G or more of a mixture containing cobalt oxide, chromium oxide, or a mixture of the following vanadium oxide raw material is heated to produce a complex oxide, and the complex oxide is reduced. A second step of obtaining a tungsten-chromium-cobalt-based or tungsten-chromium-cobalt-vanadium-based metal composite, and a method for producing an ultrafine composite raw material powder for cemented carbide. However, the vanadium oxide raw material includes a pretreatment step a in which a mixture containing vanadium oxide and cobalt oxide having a specific surface area of 7.5 m 2 / g or more is heated to form a composite oxide, and a partial reduction is performed. It is obtained by going through a pretreatment step b in which a reaction is performed to form an oxide-metal composite.
物の添加量を、70重量%以上とする請求項1に記載の
超硬合金用超微粒複合原料粉末の製造方法。2. The method for producing an ultrafine composite raw material powder for cemented carbide according to claim 1, wherein the amount of cobalt oxide added in the pretreatment step a is 70% by weight or more.
ボンの存在下に水素雰囲気中で行う請求項1または2に
記載の超硬合金用超微粒複合原料粉末の製造方法。3. The method for producing an ultrafine composite raw material powder for cemented carbide according to claim 1, wherein the reduction in the second step is performed in a hydrogen atmosphere in the presence of solid carbon.
上記金属複合体を炭化する第3工程を備えた請求項1〜
3のいずれかに記載の超硬合金用超微粒複合原料粉末の
製造方法。4. The method according to claim 1, further comprising a third step of carbonizing the metal composite produced by the reduction in the second step.
4. The method for producing an ultrafine composite raw material powder for cemented carbide according to any one of 3 above.
しながら冷却する第4工程を備えた請求項4に記載の超
硬合金用超微粒複合原料粉末の製造方法。5. The method for producing an ultrafine composite raw material powder for cemented carbide according to claim 4, further comprising a fourth step of cooling after suppressing the decarburization reaction after passing through the third step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8347694A JPH07233406A (en) | 1993-04-22 | 1994-04-21 | Production of superfine powdery composite starting material for cemented carbide |
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9628493 | 1993-04-22 | ||
JP9628593 | 1993-04-22 | ||
JP5-338697 | 1993-12-28 | ||
JP33869793 | 1993-12-28 | ||
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JP5-96285 | 1993-12-28 | ||
JP8347694A JPH07233406A (en) | 1993-04-22 | 1994-04-21 | Production of superfine powdery composite starting material for cemented carbide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07233406A true JPH07233406A (en) | 1995-09-05 |
Family
ID=27466833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP8347694A Withdrawn JPH07233406A (en) | 1993-04-22 | 1994-04-21 | Production of superfine powdery composite starting material for cemented carbide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07233406A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008106369A (en) * | 1996-10-02 | 2008-05-08 | Umicore | MULTI-STEP PROCESS TO INCORPORATE GRAIN GROWTH INHIBITOR IN WC-Co COMPOSITE |
CN111604504A (en) * | 2020-05-26 | 2020-09-01 | 蓬莱市超硬复合材料有限公司 | Undoped ultra-coarse grain tungsten powder and preparation method thereof |
CN111940753A (en) * | 2020-08-27 | 2020-11-17 | 崇义章源钨业股份有限公司 | System and method for preparing ultra-coarse tungsten powder |
JP2022180550A (en) * | 2017-12-18 | 2022-12-06 | 住友電気工業株式会社 | cemented carbide |
-
1994
- 1994-04-21 JP JP8347694A patent/JPH07233406A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008106369A (en) * | 1996-10-02 | 2008-05-08 | Umicore | MULTI-STEP PROCESS TO INCORPORATE GRAIN GROWTH INHIBITOR IN WC-Co COMPOSITE |
JP2022180550A (en) * | 2017-12-18 | 2022-12-06 | 住友電気工業株式会社 | cemented carbide |
CN111604504A (en) * | 2020-05-26 | 2020-09-01 | 蓬莱市超硬复合材料有限公司 | Undoped ultra-coarse grain tungsten powder and preparation method thereof |
CN111940753A (en) * | 2020-08-27 | 2020-11-17 | 崇义章源钨业股份有限公司 | System and method for preparing ultra-coarse tungsten powder |
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