JPH10237578A - Cemented carbide, its production, and cemented carbide tool - Google Patents

Cemented carbide, its production, and cemented carbide tool

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JPH10237578A
JPH10237578A JP9325861A JP32586197A JPH10237578A JP H10237578 A JPH10237578 A JP H10237578A JP 9325861 A JP9325861 A JP 9325861A JP 32586197 A JP32586197 A JP 32586197A JP H10237578 A JPH10237578 A JP H10237578A
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cemented carbide
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a cemented carbide excellent in hardness and toughness, in which laminar WC crystalline grains are formed. SOLUTION: In the cemented carbide, at least one compound 3, composed of carbide, nitride, or carbonitride of at least one kind selected from the group IVa, Va, and VIa elements or solid solution thereof, is allowed to exist in the crystalline grains of at least a part of WC crystalline grains 1. This compound 3 is a compound consisting of carbide, nitride, or carbonitride of Ti, Zr, Hf, or W or solid solution thereof, and its average grain size is regulated to <0.3μm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、切削工具、ビッ
トなどの耐衝撃工具、ロールや製缶工具などの塑性加工
用工具に用いられる、硬度と靱性のバランスに優れた炭
化タングステン(以下「WC」と称する)基超硬合金に
関する。
The present invention relates to tungsten carbide (hereinafter referred to as "WC") having an excellent balance between hardness and toughness used for impact-resistant tools such as cutting tools and bits, and plastic working tools such as rolls and can-making tools. ) -Based cemented carbide.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、WCを主体とした結晶粒と、
CoあるいはNiのような鉄族金属を主体とする結合相
からなる超硬合金は、その優れた硬度、靱性、剛性率の
ため、各種の切削工具や耐摩工具などに用いられてき
た。しかし、近年、超硬合金の用途が拡大するにつれ
て、一段と優れた硬度、靱性を有するWC超硬合金への
ニーズが高まってきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, crystal grains mainly composed of WC,
Cemented carbides composed of a binder phase mainly composed of an iron group metal such as Co or Ni have been used for various cutting tools and wear-resistant tools because of their excellent hardness, toughness, and rigidity. However, in recent years, as the uses of cemented carbides have expanded, the need for WC cemented carbides having even higher hardness and toughness has increased.

【0003】このようなニーズに対して、特開平2−4
7239号公報、特開平2−138434号公報、特開
平2−274827号公報、特開平5−339659号
公報では、WC結晶粒の粒形状を板状とし、従来の超硬
合金よりもさらに硬度と靱性に優れたものとする提案が
なされている。
To meet such needs, Japanese Patent Laid-Open No. 2-4
In JP 7239, JP-A-2-138434, JP-A-2-27427, and JP-A-5-339659, the WC crystal grains have a plate-like shape, and have a higher hardness and hardness than the conventional cemented carbide. Proposals have been made to improve the toughness.

【0004】上記特開平5−339659号公報には、
超硬合金中に存在するWC結晶粒の15%以上が1〜1
0μmの最大寸法で最小寸法の2倍以上である板状のW
C結晶粒からなるものが開示されている。また、特開平
7−278719号公報、あるいは特開平8−1992
85号公報には、最小寸法に対する最大寸法の比(以下
アスペクト比と称す。すなわち、WCを主体とする結晶
粒と鉄族金属を主体とする結合相からなる超硬合金が板
状のWC結晶粒を含有している場合、超硬合金の任意の
断面を走査型電子顕微鏡で観察したとき、該任意断面で
の個々の板状WC結晶粒の最大寸法の最小寸法に対する
比率をいう。)が、3〜20である板状WC結晶粒を含
有しているものが開示されている。
[0004] Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-33959 discloses that
15% or more of WC grains present in cemented carbide are 1-1
Plate-shaped W having a maximum dimension of 0 μm and twice or more the minimum dimension
One consisting of C crystal grains is disclosed. Also, JP-A-7-278719, or JP-A-8-19992
No. 85 discloses a ratio of a maximum dimension to a minimum dimension (hereinafter, referred to as an aspect ratio; that is, a cemented carbide composed of crystal grains mainly composed of WC and a binder phase mainly composed of an iron group metal is a plate-like WC crystal. In the case of containing a grain, when an arbitrary cross section of the cemented carbide is observed with a scanning electron microscope, the ratio of the maximum dimension of the individual plate-like WC crystal grains to the minimum dimension in the arbitrary cross section is referred to). And those containing plate-like WC crystal grains of 3 to 20 are disclosed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のような提案で
は、合金の特性をある程度向上させることができたが、
特殊な原料粉末や製造方法を用いるため製造コストが増
大していた。また、板状WC結晶粒の生成量も不安定で
あり、その結果、合金特性が不安定なものであった。
In the above proposal, the properties of the alloy could be improved to some extent.
Manufacturing costs have increased due to the use of special raw material powders and manufacturing methods. Further, the generation amount of the plate-like WC crystal grains was also unstable, and as a result, the alloy characteristics were unstable.

【0006】しかもこれらの板状WC結晶粒の生成で靱
性の改善はある程度達成されたが、一部の粗大化しすぎ
た板状WC結晶粒の強度は粗大化していないWC結晶粒
と比較して必ずしも高くなく、超硬合金自体の強度のば
らつきを大きくする要因となっていた。また、WC結晶
粒が粗大化すると合金は低硬度となるため、さらに硬度
と靱性に優れたWC超硬合金の開発が望まれていた。
Although the toughness has been improved to some extent by the formation of these plate-like WC grains, the strength of some over-coarse plate-like WC grains is smaller than that of non-coarse WC grains. It was not necessarily high, and was a factor in increasing the variation in the strength of the cemented carbide itself. Further, when the WC crystal grains are coarsened, the alloy becomes low in hardness. Therefore, development of a WC cemented carbide having further excellent hardness and toughness has been desired.

【0007】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものである。この発明の目的は、強度の
ばらつきが小さく、かつ硬度および靱性に優れた超硬合
金および超硬工具を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems. An object of the present invention is to provide a cemented carbide and a cemented carbide tool having small variations in strength and excellent in hardness and toughness.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明に係る超硬合金
は、WCを主体とする結晶粒と、鉄族金属を主体とする
結合相からなる。そして、WC結晶粒の少なくとも一部
の内部に、IVa,Va,VIa族元素から選ばれた少
なくとも1種の炭化物、窒化物、炭窒化物もしくはそれ
らの固溶体であって硬質相の本来の主体であるWC以外
のものからなる化合物(以下、単に「上記化合物」と称
した場合には本化合物のことを意味する)が存在してい
る。
The cemented carbide according to the present invention comprises crystal grains mainly composed of WC and a binder phase mainly composed of iron group metal. Then, at least a part of carbides, nitrides, carbonitrides, or solid solutions thereof selected from the group IVa, Va, and VIa elements in at least a part of the WC crystal grains, which is a main component of the hard phase. There exists a compound composed of a compound other than a certain WC (hereinafter, simply referred to as “the compound” means the present compound).

【0009】本願の発明者らは、上記の目的を達成すべ
く種々の研究を行ない、強度のばらつきが小さく、硬度
および靱性に優れた超硬合金を製造することに成功し
た。具体的には、本願の発明者らは、板状WC結晶粒の
少なくとも一部に上述の化合物が存在することにより、
WC結晶粒内に歪みが生じ、この歪みがWC結晶粒の強
化に役立つことを知得した。
The inventors of the present application have conducted various studies in order to achieve the above object, and have succeeded in producing a cemented carbide with small variation in strength and excellent hardness and toughness. Specifically, the present inventors have found that the above-mentioned compound is present in at least a part of the plate-like WC crystal grains,
It has been found that distortion occurs in the WC grains, and that this strain helps strengthen the WC grains.

【0010】なお、WC結晶粒内にTiの化合物を分散
させてWC結晶粒に圧縮応力を生じさせた複合硬質セラ
ミックス粒子が、特開平5−850に開示されている。
しかし、この方法で作製された粉末は、固相焼結用原料
としては適するものの、本発明のような液相焼結では十
分その効果を発揮できない。これは、液相焼結中に原料
が溶解再析出するために効果が半減するものと考えられ
る。本発明では、特開平5−850の場合のように予め
特殊な原料を作製することなく、液相焼結中に上記のよ
うな構造のWC結晶粒を安価に作製することができる。
しかも、特開平5−850では、WC結晶粒の強化に体
積率で10%以上70%以下のTiの化合物の分散が必
要であるが、本発明では面積率で10%以下の化合物の
分散量でも、WC結晶粒の強化が可能となった。また、
上記化合物が結晶粒内に存在するWC結晶粒の面積率
は、すべてのWC結晶粒面積の10%以上が好ましく、
特に好ましいのは30%を超える場合である。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-850 discloses a composite hard ceramic particle in which a Ti compound is dispersed in a WC crystal grain to generate a compressive stress in the WC crystal grain.
However, although the powder produced by this method is suitable as a raw material for solid phase sintering, its effect cannot be sufficiently exhibited by liquid phase sintering as in the present invention. This is thought to be because the effect is reduced by half because the raw material is dissolved and reprecipitated during the liquid phase sintering. According to the present invention, WC crystal grains having the above-described structure can be produced at low cost during liquid phase sintering without preparing special raw materials in advance as in JP-A-5-850.
Moreover, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-850, it is necessary to disperse a Ti compound having a volume ratio of 10% or more and 70% or less in order to strengthen WC crystal grains. However, strengthening of WC crystal grains became possible. Also,
The area ratio of WC crystal grains in which the compound is present in the crystal grains is preferably 10% or more of all WC crystal grain areas,
Particularly preferred is a case where it exceeds 30%.

【0011】上記化合物は、特に、Ti,Zr,Hf,
Wの炭化物、窒化物、炭窒化物もしくはそれらの固溶体
からなることが好ましい。なかでも、Zrの炭化物、窒
化物もしくは炭窒化物であると、靱性および強度向上の
効果が大きい。
The above-mentioned compounds are, in particular, Ti, Zr, Hf,
It is preferable to consist of a carbide, nitride, carbonitride or solid solution of W. Among them, Zr carbide, nitride or carbonitride has a great effect of improving toughness and strength.

【0012】これは、Ti,Zr,Hf,Wの炭化物、
窒化物、炭窒化物もしくはそれらの固溶体からなる化合
物は、WC結晶粒内に取込まれやすく、本発明の効果を
発揮しやすいからである。さらに、Ti,Zr,Hfの
超硬合金全体に対する含有量は、10重量%以下である
ことが好ましい。より好ましくは、上記含有量は、5重
量%以下である。これは、Ti,Zr,Hfの含有量が
多すぎると焼結性が低下し、超硬合金の強度が低下する
ためである。
This is a carbide of Ti, Zr, Hf, W,
Compounds composed of nitrides, carbonitrides, or solid solutions thereof are easily incorporated into WC crystal grains and easily exert the effects of the present invention. Further, the content of Ti, Zr, and Hf with respect to the entire cemented carbide is preferably 10% by weight or less. More preferably, the content is 5% by weight or less. This is because if the contents of Ti, Zr, and Hf are too large, the sinterability decreases, and the strength of the cemented carbide decreases.

【0013】なお、上記化合物は、WC結晶粒内にのみ
存在する必要はなく、WC結晶粒内と結合相内の両方に
存在していてもよい。また、上記化合物の粒径(多角形
の場合は対角線の最大長さで示し、三角形の場合は辺の
最大長さとした。WC結晶粒の粒径も同じ。)は、1μ
m未満である場合にWC結晶粒の強化が行なわれやす
く、靱性が大幅に向上する。特に好ましいのは、上記化
合物の粒径が0.3μm以下の場合である。
The compound need not be present only in the WC crystal grains, but may be present both in the WC crystal grains and in the binder phase. The particle size of the above compound (the maximum length of a diagonal line in the case of a polygon, the maximum length of a side in the case of a triangle, and the same particle size of WC crystal grains) is 1 μm.
When it is less than m, WC crystal grains are easily strengthened, and toughness is greatly improved. Particularly preferred is a case where the particle size of the compound is 0.3 μm or less.

【0014】また、上記超硬合金におけるVa,VIa
族元素から選ばれた少なくとも1種の炭化物、窒化物、
炭窒化物もしくはそれらの固溶体の重量%をWaとし、
IVa族元素から選ばれた少なくとも1種の炭化物、窒
化物、炭窒化物もしくはそれらの固溶体の重量%をWb
としたときに、Wa/Wbの値が0〜0.2である場合
には特に優れた靱性と硬度のバランスを示す。
Further, Va, VIa in the above-mentioned cemented carbide are used.
At least one carbide or nitride selected from group III elements;
The weight percent of carbonitrides or their solid solutions is defined as Wa,
The weight percent of at least one carbide, nitride, carbonitride or solid solution thereof selected from the group IVa elements is Wb
When the value of Wa / Wb is 0 to 0.2, a particularly excellent balance between toughness and hardness is exhibited.

【0015】これは、Ti,Zr,HfなどのIVa族
元素の炭化物、窒化物、炭窒化物若しくはそれらの固溶
体からなる化合物はWC結晶粒内に取込まれやすいのに
対し、Va,VIa族元素から選ばれた少なくとも1種
の炭化物、窒化物、炭窒化物もしくはそれらの固溶体か
らなる化合物はWC結晶粒内に取込まれにくく、さらに
焼結時のWC結晶粒成長を抑制する働きがあるからであ
る。そこで、Wa/Wbの値を0〜0.2とした場合
に、本発明の効果を発揮させやすいためこのように限定
した。
[0015] This is because the compounds of carbides, nitrides, carbonitrides or their solid solutions of IVa group elements such as Ti, Zr and Hf are easily incorporated into the WC crystal grains, whereas the compounds of Va, VIa group At least one kind of carbide, nitride, carbonitride or a solid solution thereof selected from the elements is hardly taken into WC crystal grains, and further has a function of suppressing WC crystal grain growth during sintering. Because. Therefore, when the value of Wa / Wb is set to 0 to 0.2, the effect of the present invention is easily exerted, so that the value is limited as described above.

【0016】また、前述の理由で、Va,VIa族元素
から選ばれた少なくとも1種の炭化物、窒化物、炭窒化
物もしくはそれらの1種の固溶体の含有量が結合相の重
量に対し10重量%以下とした場合には、Va,VIa
族元素から選ばれた少なくとも1種の炭化物、窒化物、
炭窒化物もしくはそれらの固溶体からなる化合物のWC
結晶粒内への取込が行なわれやすくなる。
For the above-mentioned reason, the content of at least one carbide, nitride, carbonitride or one solid solution selected from the group consisting of Va and VIa elements is 10% by weight based on the weight of the binder phase. %, The Va, VIa
At least one carbide or nitride selected from group III elements;
WC of compounds consisting of carbonitrides or their solid solutions
Incorporation into crystal grains is facilitated.

【0017】次に、超硬合金の断面組織において、粒径
が1μm以下のWC結晶粒の面積率が、すべてのWC結
晶粒面積の10〜40%で、粒径が1μmを超えるWC
結晶粒の面積率が60〜90%である場合、上記化合物
が1μmを超える粒径のWC結晶粒内に主に存在する
と、特に優れた硬度と靱性とを有する超硬合金が得られ
る。
Next, in the cross-sectional structure of the cemented carbide, the area ratio of WC grains having a grain size of 1 μm or less is 10 to 40% of all WC grain areas, and
When the area ratio of the crystal grains is 60 to 90%, if the compound is mainly present in the WC crystal grains having a particle size exceeding 1 μm, a cemented carbide having particularly excellent hardness and toughness can be obtained.

【0018】ここで、粒径が1μm以下のWC結晶粒の
面積率をすべてのWC結晶粒の面積の10〜40%と限
定したのは、10%よりも少ないと硬度が低下し、40
%よりも多いと靱性が低下するためである。また、粒径
が1μmを超えるWC結晶粒の面積率を60〜90%と
規定したのは、60%よりも少ないと靱性が低下し、9
0%よりも多いと硬度が低下するためである。
Here, the area ratio of WC crystal grains having a particle size of 1 μm or less is limited to 10 to 40% of the area of all WC crystal grains.
%, The toughness is reduced. Also, the reason that the area ratio of WC crystal grains having a grain size exceeding 1 μm is defined as 60 to 90% is that if it is less than 60%, the toughness is reduced, and
If the content is more than 0%, the hardness is reduced.

【0019】また、断面組織上の形状がアスペクト比で
2以上のWC結晶粒内に上記化合物が存在する場合に
は、特に優れた硬度と靱性とを示す。これは、WC結晶
粒が板状に粗粒化した場合に、通常生じる硬度の低下が
上記化合物がWC結晶粒内に存在することによって緩和
されること、粗粒化による靱性向上効果、WC結晶粒の
強化が顕著になったこと等に起因するものと考えられ
る。
When the compound is present in a WC crystal grain having an aspect ratio of 2 or more in the sectional structure, particularly excellent hardness and toughness are exhibited. This is because, when the WC crystal grains are coarsened into a plate shape, the decrease in hardness that normally occurs is alleviated by the presence of the compound in the WC crystal grains, the effect of improving the toughness by the coarsening, and the WC crystal. This is considered to be due to the fact that the grain strengthening became remarkable.

【0020】また、上記粒径が1μmを超えるWC結晶
粒のうち、断面組織上の形状がアスペクト比で2以上の
ものを30%以上含む場合には特に靱性が向上する。通
常、アスペクト比が2以上と大きくなると硬度が低下す
るが、上記化合物が粒内に存在している場合には、硬度
の低下が抑制される。そのため、靱性と硬度に特に優れ
た超硬合金を製造することができる。なお、WC結晶粒
内に上記化合物が存在する効果は、アスペクト比が1〜
2の場合でも期待できる。
The toughness is particularly improved when 30% or more of the WC crystal grains having a cross-sectional structure having an aspect ratio of 2 or more among the WC crystal grains having a particle diameter of more than 1 μm are included. Normally, the hardness decreases as the aspect ratio increases to 2 or more, but when the compound is present in the grains, the decrease in hardness is suppressed. Therefore, a cemented carbide with particularly excellent toughness and hardness can be manufactured. Note that the effect of the presence of the above compound in the WC crystal grains is that the aspect ratio is 1 to 3.
We can expect even in the case of 2.

【0021】この発明に係る超硬合金の製造方法は、下
記の工程を備える。すなわち、平均粒径が0.6〜1μ
mのWC粉末(原料A)と、平均粒径が原料Aの2倍以
上となるWC粉末(原料B)と、Co,Ni,Cr,F
e,Moから選ばれた少なくとも1種の金属の粉末(原
料C)と、IVa,Va,VIa族元素から選ばれた少
なくとも1種の炭化物、窒化物、炭窒化物もしくはこれ
らの固溶体であって平均粒径が0.01〜0.5μmの
もの(原料D)を各々原料粉末として用い、好ましくは
1500℃以上の温度で焼結する。それにより本発明に
係る超硬合金を安定して製造することができる。なお、
上記原料A,B,Dの平均粒径は、粉砕、混合工程で上
記の値となってもよい。
The method for manufacturing a cemented carbide according to the present invention includes the following steps. That is, the average particle size is 0.6 to 1 μm.
m of WC powder (raw material A), WC powder (raw material B) having an average particle size of at least twice that of raw material A, Co, Ni, Cr, F
e, a powder of at least one metal selected from Mo (raw material C) and at least one carbide, nitride, carbonitride or a solid solution thereof selected from IVa, Va, VIa group elements; Each having a mean particle size of 0.01 to 0.5 μm (raw material D) is used as a raw material powder, and is preferably sintered at a temperature of 1500 ° C. or higher. Thereby, the cemented carbide according to the present invention can be stably manufactured. In addition,
The average particle size of the raw materials A, B, and D may be the above value in the pulverizing and mixing steps.

【0022】また、上述の方法では、特開平2−472
39号公報、特開平2−138434号公報、特開平2
−274827号公報のように特殊な原料粉末を用いる
必要がない。さらに、特開平5−339659号公報の
ようにWC粉末を0.5μm以下まで粉砕する必要もな
い。それにより、市販されているWC原料粒径に近いW
C粉末を過度に粉砕することなく利用でき、余分な粉砕
時の粉砕・混合装置(アトライタ)からの異物混入やW
C粉末の酸化現象を抑制できる。その結果、優れた特性
の超硬合金を安価に安定して製造することができる。
In the above-mentioned method, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-472
39, JP-A-2-138434 and JP-A-2
There is no need to use special raw material powder as in Japanese Patent No. 274827. Further, there is no need to grind the WC powder to 0.5 μm or less as disclosed in JP-A-5-339659. Thereby, W close to the commercially available WC raw material particle size is obtained.
C powder can be used without excessive pulverization, and extraneous substances from the pulverizing / mixing device (attritor) and W
The oxidation phenomenon of the C powder can be suppressed. As a result, a cemented carbide having excellent characteristics can be stably manufactured at low cost.

【0023】上記本方法により、安定して板状WC結晶
粒を含有する超硬合金を製造できる原因は、板状WC結
晶粒が成長する機構としてWCの液相への溶解再析出現
象(微粒WCが液相中に溶解し、粗粒WC上に再析出す
る現象)が主であると考えられる。また、粉砕、混合後
の原料WC粉末の平均粒径(フィッシャーサブシーブサ
イザ粒径とも称され、JIS H 2116による装置
で測定した平均粒径のことである。以下同じ。)が2倍
以上、好ましくは3倍以上異なる2種類のWC粉末を原
料として用いることも寄与し得るものと考えられる。こ
のような平均粒径の異なる2種類のWC粉末を原料とし
て用いることにより、WCの溶解再析出のための駆動力
が向上し、板状WC結晶粒が生成しやすくなる。それば
かりでなく、原料Bとして添加した粗粒WCが原料粉末
内に均一に存在し、粒成長の種結晶として作用する。そ
れにより、局所的な板状WCの成長が抑制され、粉末ロ
ットや焼結ロットなどの違いに関係なく、板状WC結晶
粒が焼結体内で安定して生成され得る。
The reason why the above-mentioned method can stably produce a cemented carbide containing plate-like WC grains is due to the phenomenon of dissolution and re-precipitation of WC in the liquid phase (fine grain) as a mechanism for growing plate-like WC grains. WC dissolves in the liquid phase and reprecipitates on coarse WC). The average particle size of the raw material WC powder after pulverization and mixing (also referred to as a Fischer subsieve sizer, which is an average particle size measured by an apparatus according to JIS H 2116; the same applies hereinafter) is twice or more. It is considered that the use of two types of WC powders, preferably three times or more different from each other, can also contribute. By using such two types of WC powders having different average particle diameters as raw materials, the driving force for dissolving and reprecipitating WC is improved, and plate-like WC crystal grains are easily generated. In addition, the coarse WC added as the raw material B is uniformly present in the raw material powder and acts as a seed crystal for grain growth. Thereby, local growth of plate-like WC is suppressed, and plate-like WC crystal grains can be stably generated in the sintered body regardless of a difference between a powder lot, a sintering lot, and the like.

【0024】従来の製造法でも何らかの問題で粉砕工程
で均一な粉砕が行なわれず、結果的にWC粒度分布が大
きくなることで板状WC結晶粒の生成が促進され、α2
と呼ばれる異常に粗大なWC結晶粒が生成されることは
報告されていた。しかし、粗粒側のWCの粒度管理がな
されていないため、安定した板状WC結晶粒の生成が行
なえなかった。これに対し、本発明に係る方法では、原
料Aと原料Bの配合比および原料Aと原料Bの平均粒度
差を管理することで、WC結晶粒の形状、粒度分布など
の組織制御が可能となる。また、本発明の方法では、欠
陥の少ない特性の優れた粗粒WCを原料Bとして用いた
場合、このWCが種結晶となって溶解再析出現象により
成長する。それにより、半導体製造で有名なブリッジマ
ン法のように、欠陥の少ない特性の優れた板状WCを生
成させることができる。さらに、上記のように粒度の異
なる2種類のWC粉末を使用することにより、原料Dが
WC粒内に取込まれやすくなる。
Even in the conventional production method, uniform grinding is not performed in the grinding step due to some problems, and as a result, the WC particle size distribution is increased, thereby promoting the formation of plate-like WC crystal grains.
It has been reported that unusually coarse WC grains, called WC grains, are generated. However, since the grain size of WC on the coarse side was not controlled, stable plate-like WC crystal grains could not be generated. On the other hand, in the method according to the present invention, by controlling the mixing ratio of the raw material A and the raw material B and the average particle size difference between the raw material A and the raw material B, it is possible to control the structure of the WC crystal grains, such as the particle size distribution. Become. Further, in the method of the present invention, when a coarse grain WC having few defects and excellent properties is used as the raw material B, the WC becomes a seed crystal and grows by a dissolution and reprecipitation phenomenon. As a result, a plate-like WC having few defects and excellent characteristics can be generated like the Bridgman method which is famous in semiconductor manufacturing. Further, by using two types of WC powders having different particle sizes as described above, the raw material D is easily taken into the WC particles.

【0025】なお、原料A、原料BのWC粉末には、市
販のWC原料をそのまま用いることもできる。また、予
備粉砕により、粒度調整(原料Aは0.6〜1μm、原
料Bはその2倍以上の平均粒径)した粉末を用いて、ボ
ールミルなどにより軽混合して用いたり、混合、粉砕工
程で狙いとする粒度となるような平均粒径の異なる2種
類以上の市販WC粉末を用いてもよい。
As the WC powders of the raw materials A and B, commercially available WC raw materials can be used as they are. In addition, using a powder whose particle size has been adjusted by pre-grinding (raw material A has an average particle size of 0.6 to 1 μm and raw material B has twice or more the average particle size), the powder is lightly mixed by a ball mill or the like, or mixed and crushed. In this case, two or more types of commercially available WC powders having different average particle sizes such that the target particle size is obtained may be used.

【0026】また、平均粒径0.01〜0.5μmの原
料Dもしくは粉砕、混合工程で平均粒径が0.01〜
0.5μmとなる原料Dを原料粉末として用いることに
より、WCの溶解再析出時に原料DがWC結晶粒内に取
込まれやすくなる。それにより、安定して本発明の超硬
合金を作製することができる。このように平均粒径の小
さい原料を準備するには、通常の粉砕法以外にゾルゲル
法などの液相合成法やPVDやCVDなどの気相合成法
により作製された原料粉末を使用することもできる。な
お、ここで原料Dの平均粒径を0.01〜0.5μmと
したのは、0.01μmよりも小さくすることは工業的
に難しく、0.5μmよりも大きくすると原料DをWC
結晶粒へ取込みにくくなるためである。
The raw material D having an average particle diameter of 0.01 to 0.5 μm or an average particle diameter of 0.01 to 0.5 μm in the pulverizing and mixing steps.
By using the raw material D having a thickness of 0.5 μm as the raw material powder, the raw material D is easily taken into the WC crystal grains at the time of dissolving and reprecipitating WC. Thereby, the cemented carbide of the present invention can be produced stably. In order to prepare a raw material having such a small average particle size, a raw material powder produced by a liquid phase synthesis method such as a sol-gel method or a gas phase synthesis method such as PVD or CVD may be used in addition to a normal pulverization method. it can. The reason why the average particle diameter of the raw material D is set to 0.01 to 0.5 μm is that it is industrially difficult to make the average particle diameter smaller than 0.01 μm.
This is because it becomes difficult to take in the crystal grains.

【0027】なお、原料Aの重量WAと原料Bの重量W
Bの比WA/WBが0.5〜30であるときに、特に優
れた性能の超硬合金を得ることができる。より好ましく
は、WA/WBが1〜10である。WA/WBが0.5
より小さい場合にはアスペクト比が2より大きい板状W
C結晶粒を生成しにくくなる。また、WA/WBが30
よりも大きい場合には、板状WC結晶粒の生成が不安定
となり、局所的に粗大な板状WC結晶粒が生成しやすく
なる。その上、WC結晶粒内に上記化合物が取込まれに
くくなる。
The weight WA of the raw material A and the weight W of the raw material B
When the ratio WA / WB of B is 0.5 to 30, a cemented carbide having particularly excellent performance can be obtained. More preferably, WA / WB is 1-10. WA / WB is 0.5
If smaller, plate-like W with aspect ratio larger than 2
It becomes difficult to generate C crystal grains. WA / WB is 30
If it is larger than this, the generation of plate-like WC crystal grains becomes unstable, and locally large plate-like WC crystal grains are likely to be generated. In addition, it becomes difficult for the compound to be taken into the WC crystal grains.

【0028】また、原料Aの少なくとも一部に使用済超
硬合金をリサイクル法(亜鉛処理法や高温処理法等によ
る)でリサイクルしたWC粉末を使用することができ
る。それにより、安価に本発明の超硬合金が製造できる
ばかりでなく、地球環境保護の観点からタングステン
(W)鉱山の無益な採掘を抑制できる。従来より、超硬
合金のリサイクル粉末を使用することは試みられてきた
が、ごく一部に使用されるだけで全面的な採用はなされ
ていないのが現状であった。
WC powder obtained by recycling used cemented carbide by at least a part of the raw material A by a recycling method (such as a zinc treatment method or a high-temperature treatment method) can be used. Thereby, not only can the cemented carbide of the present invention be manufactured at low cost, but also the useless mining of the tungsten (W) mine can be suppressed from the viewpoint of global environmental protection. Conventionally, attempts have been made to use recycled powders of cemented carbides, but at present it has been used only for a very small portion and has not been fully adopted.

【0029】リサイクルは、一般に亜鉛処理法で行われ
るが、リサイクルWC粉末の粒度はリサイクルする使用
済超硬合金のWC結晶粒度に依存するため、特定の粒度
のWC原料を作製することはできない。高温処理法で
も、処理時にWC結晶粒が部分的に粒成長するため、そ
の後粉砕したとしてもWC粉末の粒度分布の幅が非常に
大きくなる。このため、これらのリサイクル粉末を使用
して超硬合金を作製すると、WC結晶粒度分布を管理す
ることができないため、性能のばらつきが大きくなると
いう問題があった。
Recycling is generally carried out by a zinc treatment method. However, since the particle size of the recycled WC powder depends on the WC crystal particle size of the used cemented carbide to be recycled, a WC raw material having a specific particle size cannot be produced. Even in the high-temperature treatment method, the WC crystal grains partially grow during the treatment, so that the width of the particle size distribution of the WC powder becomes extremely large even if the WC crystal is subsequently pulverized. For this reason, when a cemented carbide is manufactured using these recycled powders, the WC crystal particle size distribution cannot be controlled, and there has been a problem that the dispersion of the performance becomes large.

【0030】これに対し、本発明に係る製造方法では、
リサイクル原料である使用済超硬合金から再生された粒
径0.6〜1μmの範囲のリサイクル粉末を、焼結過程
で液相中に溶解させ、より平均粒径の大きい原料B上に
再析出させている。それにより、作製した焼結体の板状
WC結晶の粒径を原料BのWC粉末粒度で制御すること
となる。そのため、リサイクル粉末の粒度が最終焼結体
の粒径を決定することにならず、前述の問題を回避でき
る。しかも、本方法では前述したように微粒原料Aは、
液相に溶解後、粗粒原料B上に析出するので板状WCの
特性は粗粒原料Bの特性に依存することとなる。そのた
め、特性が不安定なリサイクル原料を用いた場合でも、
優れた特性を有する焼結体を作製できる。
On the other hand, in the manufacturing method according to the present invention,
A recycled powder having a particle size range of 0.6 to 1 μm, which is regenerated from a used cemented carbide as a recycled material, is dissolved in a liquid phase in a sintering process, and re-precipitated on a material B having a larger average particle size. Let me. Thereby, the particle size of the plate-like WC crystal of the manufactured sintered body is controlled by the WC powder particle size of the raw material B. Therefore, the particle size of the recycled powder does not determine the particle size of the final sintered body, and the above-described problem can be avoided. Moreover, in the present method, the fine-grained raw material A is, as described above,
After being dissolved in the liquid phase, it precipitates on the coarse-grained raw material B, so that the characteristics of the plate-like WC depend on the characteristics of the coarse-grained raw material B. Therefore, even when using recycled materials with unstable characteristics,
A sintered body having excellent characteristics can be produced.

【0031】上記リサイクル原料である使用済超硬合金
を粉砕したリサイクル粉末から生じたWC粉末の重量W
Rと原料Aの重量WAの比WR/WAが0.3〜1(好
ましくは0.5〜1)である場合には、特に安価に本発
明の超硬合金を作製できるほか、地球環境保護の観点か
らも好ましい超硬合金が得られる。
The weight W of the WC powder generated from the recycled powder obtained by pulverizing the used cemented carbide as the recycled material
When the ratio WR / WA of R and the weight WA of the raw material A is 0.3 to 1 (preferably 0.5 to 1), the cemented carbide of the present invention can be produced particularly inexpensively, From the viewpoint of the above, a preferable cemented carbide is obtained.

【0032】以上のような超硬合金からなる工具等の製
品の表面に、さらにIVa,Va,VIa族元素,Al
から選ばれた少なくとも1種の炭化物、窒化物、酸化
物、ホウ化物およびこれらの固溶体、あるいはダイヤモ
ンド、DLC、CBNから選ばれた少なくとも1層以上
からなる被覆膜を設け、これらを切削工具や耐摩工具と
して用いた場合に、合金母材が優れた硬度と靱性のバラ
ンスを有するため、特に優れた性能を発揮する。
On the surface of a product such as a tool made of a cemented carbide as described above, a group IVa, Va, VIa element, Al
At least one of carbides, nitrides, oxides, borides and solid solutions thereof, or a coating film composed of at least one layer selected from diamond, DLC, and CBN. When used as a wear-resistant tool, the alloy base material exhibits particularly excellent performance because it has an excellent balance between hardness and toughness.

【0033】特に、20μm以上の被覆膜を従来のWC
基超硬合金上に被覆した場合には、被覆膜が亀裂の発生
を助長(グリフィスの予亀裂の働き)すると考えられ
る。そのため、超硬合金における耐欠損性の低下が見ら
れた。しかし、本発明に係る超硬合金では、WC結晶粒
内に上記化合物が析出し、WC結晶粒が強化されている
ため、亀裂の進展が起こりにくく優れた耐欠損性が得ら
れることが判明した。
In particular, a coating film having a thickness of 20 μm or more is
When coated on a base cemented carbide, it is considered that the coating film promotes the generation of cracks (preliminary cracking of Griffith). Therefore, a decrease in fracture resistance of the cemented carbide was observed. However, in the cemented carbide according to the present invention, it has been found that the above compound precipitates in the WC crystal grains and the WC crystal grains are strengthened, so that crack propagation hardly occurs and excellent fracture resistance can be obtained. .

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図1,図2および表1〜表14を用いて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 and Tables 1 to 14.

【0035】(実施の形態1)原料粉末として粉砕効率
の高いアトライタを用いて粉砕した平均粒径0.7μm
のWC粉末(原料A)と、同様の粉砕により平均粒径2
μmのWC粉末(原料B)を準備した。また、平均粒径
1.5μmのCO粉末、平均粒径1.3μmのNi粉
末、平均粒径0.3μmのZrC粉末、平均粒径0.5
μmのTiC粉末、平均粒径0.5μmのHfC粉末、
平均粒径0.3μmのNbC粉末、平均粒径0.4μm
のTaC粉末、平均粒径0.3μmのCr3 2 粉末、
平均粒径0.5μmのZrN粉末、平均粒径0.5μm
の(W,Ti)(C,N)固溶体粉末、平均粒径0.5
μmの(W,Zr)C固溶体粉末、平均粒径0.5μm
の(Ta,Nb)C固溶体粉末を加えて、表1の組成に
配合し、通常のボールミルを用いてアセトン溶媒中で2
時間の混合を行った。その後、スプレードライヤによっ
て造粒を行った。
(Embodiment 1) An average particle diameter of 0.7 μm crushed as a raw material powder using an attritor with high crushing efficiency.
WC powder (raw material A) and an average particle size of 2
A μm WC powder (raw material B) was prepared. Also, a CO powder having an average particle size of 1.5 μm, a Ni powder having an average particle size of 1.3 μm, a ZrC powder having an average particle size of 0.3 μm, and an average particle size of 0.5
μm TiC powder, HfC powder having an average particle size of 0.5 μm,
NbC powder with average particle size 0.3 μm, average particle size 0.4 μm
TaC powder, Cr 3 C 2 powder having an average particle diameter of 0.3 μm,
ZrN powder with average particle size 0.5 μm, average particle size 0.5 μm
(W, Ti) (C, N) solid solution powder, average particle size 0.5
μm (W, Zr) C solid solution powder, average particle size 0.5 μm
(Ta, Nb) C solid solution powder was added and blended into the composition shown in Table 1.
Time mixing was performed. Thereafter, granulation was performed by a spray dryer.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】上記の表1において、原料NoおよびWa
/Wbの列の数字以外の数字は、wt%を示す。また、
表1には、Va,VIa族元素から選ばれた少なくとも
1種の炭化物、窒化物、炭窒化物もしくはそれらの固溶
体の重量%をWaとし、IVa族元素から選ばれた少な
くとも1種の炭化物、窒化物、炭窒化物もしくはそれら
の固溶体の重量%をWbとしたときのWa/Wbの値が
示されている。
In Table 1 above, the raw materials No. and Wa
The numbers other than the numbers in the column of / Wb indicate wt%. Also,
Table 1 shows that at least one type of carbide, nitride, carbonitride or solid solution thereof selected from the group consisting of Va and VIa elements is represented by Wa, and at least one type of carbide selected from group IVa elements; The values of Wa / Wb when the weight% of the nitride, carbonitride or solid solution thereof is Wb are shown.

【0038】これらの粉末を1ton/cm2 の圧力で
金型を用いてプレスし、真空中で1550℃で1時間保
持して焼結を行う。それにより、ISO型番CNMG1
20408の形状(JIS G 4053に準拠した菱
形スローアウェイチップ)の焼結体を作製した。焼結体
は、♯250のダイヤモンド砥石で研削加工され、ダイ
ヤモンドペーストを用いてラッピング処理が施される。
その後、ダイヤモンド製のビッカース圧子を用いて50
kg荷重で硬度と、同圧子の圧痕隅に生じる亀裂長より
求めるIndentation Fracture法による破壊靱性の値KIC
(MPam1/2)を測定した。
These powders are pressed using a mold at a pressure of 1 ton / cm 2 , and are sintered in vacuum at 1550 ° C. for 1 hour. Thereby, the ISO model number CNMG1
A sintered body having a shape of 20408 (a diamond-shaped throw-away tip based on JIS G 4053) was produced. The sintered body is ground with a # 250 diamond grindstone, and subjected to lapping using a diamond paste.
After that, using a Vickers indenter made of diamond, 50
Fracture toughness value K IC obtained by Indentation Fracture method obtained from hardness at kg load and crack length generated at the indentation corner of the indenter
(MPam 1/2 ) was measured.

【0039】また、本発明との比較のために従来例によ
る平均粒径6μmのWC粉末と、平均粒径1.5μmの
Co粉末、平均粒径1.3μmのNi粉末、平均粒径2
μmのZrC粉末、平均粒径1.5μmのTiC粉末、
平均粒径2μmのHfC粉末、平均粒径2μmのNbC
粉末、平均粒径1.5μmのTaC粉末、平均粒径2μ
mのCr3 2 粉末、平均粒径1.5μmのZrN粉
末、平均粒径2μmの(W,Ti)(C,N)固溶体粉
末、平均粒径1.5μmの(W,Zr)C固溶体粉末、
平均粒径1.8μmの(Ta,Nb)C固溶体粉末をア
トライタで7時間混合し、同様にして造粒した粉末も作
製した。この粉末を1ton/cm2 の圧力で金型を用
いてプレスし、真空中で1400℃で1時間保持して焼
結を行った。そして、焼結体の硬度、破壊靱性を同様の
方法で測定した。
For comparison with the present invention, a WC powder having an average particle size of 6 μm, a Co powder having an average particle size of 1.5 μm, a Ni powder having an average particle size of 1.3 μm, and an average particle size of
μm ZrC powder, TiC powder having an average particle size of 1.5 μm,
HfC powder with an average particle size of 2 μm, NbC with an average particle size of 2 μm
Powder, TaC powder having an average particle size of 1.5 μm, average particle size of 2 μm
m, Cr 3 C 2 powder, ZrN powder with an average particle size of 1.5 μm, (W, Ti) (C, N) solid solution powder with an average particle size of 2 μm, (W, Zr) C solid solution with an average particle size of 1.5 μm Powder,
(Ta, Nb) C solid solution powder having an average particle size of 1.8 μm was mixed with an attritor for 7 hours, and a powder was similarly granulated. This powder was pressed using a mold at a pressure of 1 ton / cm 2 , and sintered at 1400 ° C. for 1 hour in a vacuum. Then, the hardness and fracture toughness of the sintered body were measured by the same method.

【0040】また、WC結晶粒内にIVa,Va,VI
a族元素から選ばれた少なくとも1種の炭化物、窒化
物、炭窒化物もしくはそれらの固溶体からなる化合物が
存在しているかどうかを測定した。すなわち、走査型電
子顕微鏡もしくは透過電子顕微鏡用の試料を作製し、E
DX(Energy dispersive X-ray Spectrometerの略称で
あって、半導体検出器を用いて電気的に分光選別するエ
ネルギ分散型の蛍光X線分析)にて元素分析した。そし
て、TiとCが検出された際には、その物質はTiCで
あるとした。これらの測定結果を表2に示す。なお、表
2の試料番号において、No.1−1〜10が本発明に
係る方法により作製された焼結体を示し、No.2−1
〜10が従来のWC粉末により作製された焼結体を示し
ている。
Further, IVa, Va, VI
It was determined whether or not at least one compound selected from the group consisting of carbides, nitrides, carbonitrides, and solid solutions thereof was present. That is, a sample for a scanning electron microscope or a transmission electron microscope is prepared, and E
Elemental analysis was performed by DX (abbreviation of Energy dispersive X-ray Spectrometer, which is an energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer in which a semiconductor detector is used for electrical spectroscopic selection). When Ti and C were detected, the substance was determined to be TiC. Table 2 shows the measurement results. In addition, in the sample number of Table 2, No. Nos. 1-1 to 10 show sintered bodies produced by the method according to the present invention. 2-1
Numerals 10 to 10 indicate a sintered body made of a conventional WC powder.

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】表2において、○印は、本発明に該当して
いることを示している。表2の結果より、本発明の方法
で作製した試料には、WC結晶粒内にIVa,Va,V
Ia族元素から選ばれた少なくとも1種の炭化物、窒化
物、炭窒化物もしくはそれらの固溶体からなる化合物が
存在し、これらの試料の硬度、破壊靱性は従来の方法で
作製した試料と比較して優れた値を示していることがわ
かる。
In Table 2, a circle indicates that the present invention is applicable. From the results shown in Table 2, the samples prepared by the method of the present invention have IVa, Va, V in the WC crystal grains.
There is at least one compound selected from the group consisting of carbides, nitrides, carbonitrides, and solid solutions thereof selected from Group Ia elements. The hardness and fracture toughness of these samples are lower than those of samples prepared by a conventional method. It turns out that it shows an excellent value.

【0043】図1に示される写真は、試料1−1の走査
電子顕微鏡写真である。図1において、灰色で四角く見
える結晶がWC結晶粒1であり、黒く見えるのが結合相
2であるCo相であり、WC結晶粒内に灰色に見える析
出物(化合物3)はTiの炭化物である。この写真よ
り、試料1−1のWC結晶粒1内に存在する上記化合物
3の粒径は約0.1μmであって、0.3μm以下であ
ることがわかる。また、上記化合物3を内部に有するW
C結晶粒の面積に対する上記化合物3の面積が10%以
下であることもわかる。本発明では、このような断面組
織を用いて、WC結晶粒内の化合物の存在の有無を判定
した。
The photograph shown in FIG. 1 is a scanning electron micrograph of Sample 1-1. In FIG. 1, the crystals that look gray and square are the WC crystal grains 1, the one that looks black is the Co phase that is the binder phase 2, and the precipitate (compound 3) that looks gray in the WC crystal grains is a carbide of Ti. is there. From this photograph, it can be seen that the particle size of the compound 3 present in the WC crystal grains 1 of the sample 1-1 is about 0.1 μm and is 0.3 μm or less. In addition, W having the above compound 3 therein
It can also be seen that the area of the compound 3 with respect to the area of the C crystal grains is 10% or less. In the present invention, the presence or absence of the compound in the WC crystal grains is determined using such a sectional structure.

【0044】同様にして、表2の1−2〜1−8の試料
には、Ti、Zr、Hf,Wの炭化物、窒化物、炭窒化
物もしくはそれらの固溶体からなる化合物がWC結晶粒
内に存在していることが確認できた。1−9、1−10
の試料には、Ti、Zr、Hf、Wの炭化物、窒化物、
炭窒化物もしくはそれらの固溶体以外のIVa,Va,
VIa族元素から選ばれた少なくとも1種の炭化物、窒
化物、炭窒化物もしくはそれらの固溶体からなる化合物
が存在していることが確認できた。
Similarly, the samples of Tables 1-2 to 1-8 in Table 2 contain compounds consisting of carbides, nitrides, carbonitrides or solid solutions of Ti, Zr, Hf and W in WC crystal grains. Was confirmed to exist. 1-9, 1-10
The specimens include carbides, nitrides of Ti, Zr, Hf, W,
IVa, Va, other than carbonitrides or their solid solutions
It was confirmed that at least one kind of carbide, nitride, carbonitride or a solid solution thereof selected from Group VIa elements was present.

【0045】1−1〜1−8までの試料の特性値は従来
の方法による2−1〜2−8の試料の特性値と比較して
優れた値を示し、その向上割合は1−9〜1−10の本
発明の試料が従来の方法による試料2−9〜2−10の
特性値に対して向上した値と比較して大きいことも判明
した。すなわち、WC結晶粒内に存在する化合物として
は、Ti、Zr、Hf、Wの炭化物、窒化物、炭窒化物
もしくはそれらの固溶体からなる化合物が好ましく、特
にZrの炭化物、窒化物がWC結晶粒内に存在していた
試料1−2は非常に優れた合金特性を示すことも確認で
きた。
The characteristic values of the samples 1-1 to 1-8 are superior to those of the samples 2-1 to 2-8 according to the conventional method, and the improvement ratio is 1-9. It was also found that samples 1 to 10 of the present invention were larger than the improved values of the characteristic values of samples 2-9 to 2-10 according to the conventional method. That is, as the compound present in the WC crystal grains, a compound composed of carbides, nitrides, carbonitrides of Ti, Zr, Hf, and W or a solid solution thereof is preferable, and particularly, carbides and nitrides of Zr are WC crystal grains. It was also confirmed that Sample 1-2 existing in the sample exhibited extremely excellent alloy characteristics.

【0046】中でも、Va,VIa族元素から選ばれた
少なくとも1種の炭化物、窒化物、炭窒化物もしくはそ
れらの固溶体の重量%をWaとし、IVa族元素から選
ばれた少なくとも1種の炭化物、窒化物、炭窒化物もし
くはそれらの固溶体の重量%をWbとしたときにWa/
Wbの値が0〜0.2の範囲にある1−1〜1−6の試
料が、従来の方法による試料2−1〜2−6と比較して
特に優れた特性を示すことも確認できた。
In particular, at least one carbide, nitride, carbonitride or a solid solution thereof selected from the group consisting of Va and VIa elements is defined as Wa, and at least one carbide selected from group IVa elements is used. When the weight% of the nitride, carbonitride or solid solution thereof is Wb, Wa /
It can also be confirmed that the samples 1-1 to 1-6 in which the value of Wb is in the range of 0 to 0.2 show particularly excellent characteristics as compared with the samples 2-1 to 2-6 according to the conventional method. Was.

【0047】(実施の形態2)実施の形態1で作製した
原料No.8とIVa,Va,VIa族元素の炭化物で
あるTiC、TaC、Cr3 2 の量が異なる原料N
o.11〜15を準備し(表3)、実施の形態1と同様
にして焼結体を作製し、硬度および破壊靱性の測定を行
った。その結果を表4に示す。また、WC結晶粒内の上
記化合物の有無について、実施の形態1と同様に調べた
ところ、いずれの試料にもWC結晶粒内に上記化合物が
存在することが確認できた。
(Embodiment 2) The raw material no. 8 and IVa, Va, TiC is carbides VIa group elements, TaC, Cr 3 raw material amount of C 2 differs N
o. 11 to 15 were prepared (Table 3), sintered bodies were produced in the same manner as in Embodiment 1, and the hardness and fracture toughness were measured. Table 4 shows the results. Further, the presence or absence of the compound in the WC crystal grains was examined in the same manner as in Embodiment 1, and it was confirmed that the compound was present in the WC crystal grains in all samples.

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】表3の割合(%)は、Va,VIa族元素
の炭化物、窒化物、炭窒化物もしくはそれらの固溶体
(WCを除く)の含有量の、結合相の重量に対する割合
(%)である。なお、原料No、割合およびWa/Wb
の列の数字以外の数字は、wt%を示す。
The percentages (%) in Table 3 are the percentages (%) of the contents of the carbides, nitrides, carbonitrides or solid solutions thereof (excluding WC) of the Va and VIa group elements with respect to the weight of the binder phase. is there. In addition, raw material No., ratio, and Wa / Wb
The numbers other than the numbers in the column indicate wt%.

【0050】[0050]

【表4】 [Table 4]

【0051】表4の結果より、TaC,Cr3 2 の合
計添加量が結合相の量に対して10wt%以下である試
料No.1−12〜1−15の合金特性は優れており、
中でもTaC、Cr3 2 の添加量が結合相に固溶でき
る量より少ない試料1−14、1−15は特に優れた合
金特性を示すことが確認できた。
From the results shown in Table 4, it was found that the total amount of TaC and Cr 3 C 2 was 10 wt% or less based on the amount of the binder phase. The alloy properties of 1-12-1-15 are excellent,
Above all, it was confirmed that Samples 1-14 and 1-15 in which the amounts of TaC and Cr 3 C 2 added were smaller than the amounts capable of forming a solid solution in the binder phase exhibited particularly excellent alloy properties.

【0052】(実施の形態3)実施の形態1と同様にし
て、原料Aと原料Bの配合比の異なる原料No.16〜
23を表5に示す組成で準備した。これらの粉末を1t
on/cm2 の圧力で金型を用いてプレスし、真空中で
1500℃で1時間保持して焼結を行った。それによ
り、ISO型番CNMG120408の形状の焼結体を
作製した。
(Embodiment 3) In the same manner as in Embodiment 1, raw material Nos. 16 ~
No. 23 was prepared with the composition shown in Table 5. 1 t of these powders
Pressing was performed using a mold at a pressure of on / cm 2 , and sintering was performed at 1500 ° C. for 1 hour in a vacuum. Thus, a sintered body having a shape of ISO model number CNMG120408 was produced.

【0053】[0053]

【表5】 [Table 5]

【0054】表5の原料No.およびWA/WBの列の
数字以外の数字は、wt%を示す。次に、これらの試料
の硬度および破壊靱性を、実施の形態1の場合と同様の
方法で測定した。その測定結果を表6に示す。また、こ
れらの試料を平面研削、鏡面研磨後に走査電子顕微鏡で
5000倍にて写真撮影した。この写真を画像処理装置
を用いて粒径が1μmを超えるWC結晶粒と粒径が1μ
m以下のWC結晶粒に分類し、それぞれの面積率を測定
した結果についても表6中に記載した。さらに、これら
のWC結晶粒のうち、粒径が1μmを超えるWC結晶粒
のうちのアスペクト比が2以上であるものの面積割合を
同様にして測定し、その結果についても表6中に記載し
た。なお、WC結晶粒内へのZrC、ZrN、TiC化
合物の有無については実施の形態1と同様にして調べ
た。その結果、3−16、3−23以外の試料について
は、いずれもWC結晶粒内に上記化合物が存在している
ことが確認できた。
The raw material Nos. And numbers other than the numbers in the columns of WA / WB indicate wt%. Next, the hardness and fracture toughness of these samples were measured in the same manner as in the first embodiment. Table 6 shows the measurement results. Further, these samples were photographed at 5000 times with a scanning electron microscope after surface grinding and mirror polishing. This photograph was taken by using an image processing apparatus and the WC crystal grains having a particle size exceeding 1 μm and the
Table 6 also shows the results of classifying WC crystal grains of m or less and measuring the area ratio of each. Further, among these WC crystal grains, the area ratio of WC crystal grains having a particle diameter exceeding 1 μm and having an aspect ratio of 2 or more was measured in the same manner, and the results are also shown in Table 6. The presence or absence of ZrC, ZrN, and TiC compounds in the WC crystal grains was examined in the same manner as in the first embodiment. As a result, it was confirmed that the above compounds were present in the WC crystal grains for all samples other than 3-16 and 3-23.

【0055】[0055]

【表6】 [Table 6]

【0056】表6の結果より、原料Aの重量WAと原料
Bの重量WBの比WA/WBが0.5〜30の範囲にあ
る3−18〜3−21の試料は、粒径が1μm以下のW
C結晶粒の面積率が10〜40%の範囲内にあり、優れ
た硬度と破壊靱性のバランスを有している。中でも、粒
径が1μmを超えるWC結晶粒のうちのアスペクト比が
2以上であるWC結晶粒を、面積率で30%以上を有す
る試料3−20と3−21は、特に優れた合金特性を示
すことがわかる。
From the results shown in Table 6, the samples 3-18 to 3-21 having a ratio WA / WB of the weight WA of the raw material A to the weight WB of the raw material B in the range of 0.5 to 30 have a particle diameter of 1 μm. The following W
The area ratio of C crystal grains is in the range of 10 to 40%, and has an excellent balance between hardness and fracture toughness. Among them, Samples 3-20 and 3-21 having an area ratio of 30% or more of WC crystal grains having an aspect ratio of 2 or more among WC crystal grains having a particle diameter of more than 1 μm exhibit particularly excellent alloy characteristics. It shows that it shows.

【0057】(実施の形態4)実施の形態1で作製した
試料1−1〜1−10および試料2−1〜2−10のC
NMG120408形状のチップに0.05Rのホーニ
ング処理を行った後、表7に示す被覆膜を形成した。そ
して、丸棒材の円周方向に4本の溝を設けた図2に示す
形状のSCM435製被削材4を下記条件で切削テスト
し、欠損するまでの時間を測定した。その結果を表7に
示す。なお、表7の被覆膜中のDLCはダイヤモンドラ
イクカーボン、CVDは化学蒸着法、PVDは物理蒸着
法を示す。
(Embodiment 4) C of Samples 1-1 to 1-10 and Samples 2-1 to 2-10 manufactured in Embodiment 1
After performing a honing treatment of 0.05R on the chip having the shape of NMG120408, a coating film shown in Table 7 was formed. Then, a cutting test was performed on the work material 4 made of SCM435 having the shape shown in FIG. 2 in which four grooves were provided in the circumferential direction of the round bar material under the following conditions, and the time until the chip was broken was measured. Table 7 shows the results. DLC in the coating film in Table 7 indicates diamond-like carbon, CVD indicates a chemical vapor deposition method, and PVD indicates a physical vapor deposition method.

【0058】 [0058]

【0059】[0059]

【表7】 [Table 7]

【0060】表7の欠損に至るまでの時間を測定した結
果より、本発明の試料No.1−1〜1−5に被覆膜を
形成した工具は従来の方法の試料No.2−1〜2−5
に被覆膜を形成した工具よりも優れた性能を示すことが
わかる。なお、表7中のダイヤモンドを立方晶窒化ホウ
素(CBN)にしても同様の結果を得ることができた。
このように、本発明の超硬合金に被覆膜を形成した試料
は優れた特性を発揮できることがわかる。
From the result of measuring the time until the loss in Table 7, the sample No. of the present invention was obtained. The tool having the coating film formed on the 1-1 to 1-5 is a sample No. of the conventional method. 2-1 to 2-5
It can be seen that the performance is superior to that of the tool having the coating film formed thereon. It should be noted that similar results could be obtained when cubic boron nitride (CBN) was used as the diamond in Table 7.
As described above, it is understood that the sample in which the coating film is formed on the cemented carbide of the present invention can exhibit excellent characteristics.

【0061】(実施の形態5)実施の形態1で作製した
No.1の原料粉末と同一の組成で、原料Aの一部に使
用済超硬合金を亜鉛処理法もしくは高温処理法で処理し
たリサイクルWC粉末を使用した原料No.24〜28
(表8)を作製した。これらを実施の形態1と同一の方
法で焼結し、硬度、破壊靱性、WC結晶粒内の上記化合
物の有無を実施の形態1と同様の方法で測定した。その
結果を表9に示す。
(Embodiment 5) The raw material No. 1 has the same composition as the raw material powder of No. 1 and uses a recycled WC powder obtained by treating a used cemented carbide in a part of the raw material A by a zinc treatment method or a high temperature treatment method. 24-28
(Table 8) was produced. These were sintered in the same manner as in the first embodiment, and the hardness, fracture toughness, and the presence or absence of the compound in the WC crystal grains were measured in the same manner as in the first embodiment. Table 9 shows the results.

【0062】[0062]

【表8】 [Table 8]

【0063】[0063]

【表9】 [Table 9]

【0064】表9の結果より、亜鉛処理法、高温処理法
でリサイクルした粉末を使用した試料24〜28の合金
特性は、リサイクル粉末を用いない試料1と同等の優れ
た特性を示していることがわかる。このように、本発明
の方法では、従来、合金特性が劣るため少量しか使用で
きなかったリサイクル粉末をWC粉末の主成分として使
用できる。それにより、これまでの超硬合金の製造法と
比較して低コストで地球環境保護に好ましい超硬合金が
得られる。
From the results shown in Table 9, the alloy characteristics of Samples 24 to 28 using the powder recycled by the zinc treatment method and the high-temperature treatment method show the same excellent properties as Sample 1 without using the recycled powder. I understand. As described above, in the method of the present invention, a recycled powder, which was conventionally used only in a small amount due to poor alloy characteristics, can be used as a main component of the WC powder. As a result, a cemented carbide suitable for protecting the global environment can be obtained at low cost as compared with the conventional method for producing cemented carbide.

【0065】(実施の形態6)原料Aとして平均粒径
0.9μmのWC粉末、原料Bとして平均粒径4μmの
WC粉末、原料Cとして平均粒径1.5μmのCo粉
末、平均1.8μmのCr粉末、原料Dとして平均粒径
0.1μm、0.5μm、0.9μmのZrCN粉末を
用いて、表10の組成に配合した原料No.29〜32
を作製した。
(Embodiment 6) WC powder having an average particle diameter of 0.9 μm as raw material A, WC powder having an average particle diameter of 4 μm as raw material B, Co powder having an average particle diameter of 1.5 μm as raw material C, and 1.8 μm average Using Cr powder of No. and ZrCN powder having an average particle size of 0.1 μm, 0.5 μm and 0.9 μm as the raw material D, the raw materials No. 29-32
Was prepared.

【0066】[0066]

【表10】 [Table 10]

【0067】表10の原料Noの列の数字以外の数字
は、wt%を示す。原料No.29〜32の粉末を用い
て、実施の形態1と同様にして、プレス、焼結を行な
い、ISO型番CNMG120408の形状の焼結体を
作製した。次に、実施の形態4と同様の手法で、これら
の試料の切削テストを行ない、欠損するまでの時間の測
定を行なった。測定結果を表11中に示す。また、これ
らの試料を平面研削、鏡面研磨後に、走査電子顕微鏡で
5000倍にて写真撮影したところ、WC結晶粒に上記
化合物が存在していることが確認できた。また、この化
合物の組成は、EDX分析により、Zrの炭窒化物であ
ることも確認できた。さらに、この写真を用いて、画像
処理装置により、写真内のWC結晶粒の総面積とそれら
の中で結晶粒内に上記化合物の存在が認められる結晶粒
の面積を測定し、結晶粒内に上記化合物が存在するWC
結晶粒の面積率を算出した。その結果を表11に示す。
The numbers other than the numbers in the column of the raw material No. in Table 10 indicate wt%. Raw material No. Pressing and sintering were performed in the same manner as in Embodiment 1 using the powders of Nos. 29 to 32 to produce a sintered body having the shape of ISO model number CNMG120408. Next, a cutting test was performed on these samples in the same manner as in Embodiment 4 to measure the time until the samples were broken. The measurement results are shown in Table 11. In addition, these samples were photographed at 5000 times with a scanning electron microscope after surface grinding and mirror polishing, and it was confirmed that the above compound was present in WC crystal grains. Further, the composition of this compound was confirmed by EDX analysis to be a carbonitride of Zr. Further, using this photograph, an image processing apparatus was used to measure the total area of the WC crystal grains in the photograph and the area of the crystal grains in which the presence of the compound was found in the crystal grains. WC in which the above compound exists
The area ratio of the crystal grains was calculated. Table 11 shows the results.

【0068】[0068]

【表11】 [Table 11]

【0069】表11の結果より、ZrCN粉末には微粒
原料を用いた方が、ZrCNを結晶粒内に取込むWC結
晶粒の面積率が高くなり、結晶粒内に上記化合物が存在
するWC結晶粒の面積率が多いほど耐欠損性も向上する
ことがわかる。中でも、結晶粒内に上記化合物が存在す
るWC結晶粒の面積率が10%を超えると急激に耐欠損
性が向上することも確認できた。
From the results shown in Table 11, when the ZrCN powder used was a fine raw material, the area ratio of WC crystal grains in which ZrCN was incorporated into the crystal grains was increased, and the WC crystal in which the above compound was present in the crystal grains was used. It can be seen that as the area ratio of the grains increases, the fracture resistance improves. Above all, it was confirmed that when the area ratio of the WC crystal grains in which the above compound was present in the crystal grains exceeded 10%, the chipping resistance was rapidly improved.

【0070】(実施の形態7)表12に示す組成の粉末
を用いて、ボールミルによりアセトン溶媒中で2時間の
混合を行なった。その後、この粉末を乾燥させ、1to
n/cm2 の圧力で金型を用いてプレスし、真空中で1
500℃の温度下で1時間保持して焼結を行なった。そ
れにより実施の形態1と同じCNMG120408の形
状の焼結体No.3−4〜3−6を作製した。なお、こ
れらの焼結体にはWC結晶粒内に表13に示す化合物が
存在することが、透過型電子顕微鏡でEDXもしくはX
線定性分析を行なうことで確認できた。次に、これらの
試料の硬度および破壊靱性を実施の形態1と同様の方法
で測定した。その結果を表14に示す。
(Embodiment 7) Powders having the composition shown in Table 12 were mixed for 2 hours in an acetone solvent by a ball mill. Thereafter, the powder is dried, and
Pressing using a mold at a pressure of n / cm 2 ,
Sintering was performed at a temperature of 500 ° C. for 1 hour. Accordingly, the same sintered body No. CNMG120408 as in the first embodiment. 3-4 to 3-6 were produced. It should be noted that the presence of the compounds shown in Table 13 in the WC crystal grains of these sintered bodies was confirmed by transmission electron microscopy with EDX or XDX.
It was confirmed by performing a line qualitative analysis. Next, the hardness and fracture toughness of these samples were measured in the same manner as in the first embodiment. Table 14 shows the results.

【0071】[0071]

【表12】 [Table 12]

【0072】[0072]

【表13】 [Table 13]

【0073】[0073]

【表14】 [Table 14]

【0074】表14の結果より、Zr化合物がWC結晶
粒内に析出した試料No.3−4〜3−6の試料は、T
i化合物がWC結晶粒内に析出した試料No.3−1〜
3−3の試料よりも優れた硬度と破壊靱性のバランスを
有することが確認できた。さらに、この焼結体を平面研
削、外周研削し、さらに0.05Rのホーニング処理を
行なった後、下層から順に0.5μmTiN、5μmT
iCN、3μmTiC、2μmアルミナ、0.5μmT
iNの被覆膜をCVD法でコーティングした。これらの
試料を用いて、実施の形態4で用いた被削材を下記の条
件で切削し、欠損するまでの時間を測定した。その結果
を表14に示す。
From the results shown in Table 14, it can be seen that Sample No. in which the Zr compound was precipitated in the WC crystal grains. The sample of 3-4 to 3-6 is T
Sample No. i in which compound i precipitated in the WC crystal grains. 3-1
It was confirmed that the sample had a better balance between hardness and fracture toughness than the sample of 3-3. Further, the sintered body is subjected to surface grinding and outer periphery grinding, and further subjected to a honing process of 0.05R, and then 0.5 μm TiN and 5 μm T
iCN, 3 μm TiC, 2 μm alumina, 0.5 μm T
An iN coating film was coated by a CVD method. Using these samples, the work material used in Embodiment 4 was cut under the following conditions, and the time until breakage was measured. Table 14 shows the results.

【0075】 表14に記載した結果より、Zr化合物がWC結晶粒内
に析出した試料No.3−4〜3−6の試料は、Ti化
合物がWC結晶粒内に析出した試料No.3−1〜3−
3の試料よりも優れた耐欠損性を示すことが確認でき
た。
[0075] From the results described in Table 14, Sample No. in which the Zr compound was precipitated in the WC crystal grains. Sample Nos. 3-4 to 3-6 are Sample Nos. In which the Ti compound precipitated in the WC crystal grains. 3-1 to 3-
It was confirmed that the sample of Example 3 exhibited more excellent fracture resistance.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
IVa,Va,VIa族元素から選ばれた少なくとも1
種の炭化物、窒化物、炭窒化物もしくはそれらの固溶体
からなる化合物がWC結晶粒の中に生成されることによ
り、強度に優れたWC結晶となり、特にその効果はWC
結晶粒が板状である場合に顕著となる。その結果、強度
と靱性に優れた超硬合金を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
At least one selected from the group consisting of IVa, Va, and VIa elements
By forming a compound consisting of a kind of carbide, nitride, carbonitride or a solid solution thereof in the WC crystal grains, a WC crystal having excellent strength is obtained.
This is remarkable when the crystal grains are plate-like. As a result, a cemented carbide having excellent strength and toughness can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】超硬合金の走査電子顕微鏡写真を示す図(複
写)である。
FIG. 1 is a diagram (copy) showing a scanning electron micrograph of a cemented carbide.

【図2】切削試験に用いた被削材の断面形状を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional shape of a work material used in a cutting test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 WC結晶粒 2 結合相 3 化合物 4 被削材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 WC crystal grain 2 Bound phase 3 Compound 4 Work material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22C 29/08 C22C 29/08 // B22F 1/00 B22F 1/00 Q C23C 14/00 C23C 14/00 Z ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI C22C 29/08 C22C 29/08 // B22F 1/00 B22F 1/00 Q C23C 14/00 C23C 14/00 Z

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化タングステン(WC)を主体とする
結晶粒と鉄族金属を主体とする結合相からなる超硬合金
において、炭化タングステン結晶粒の少なくとも一部の
内部にIVa,Va,VIa族元素から選ばれた少なく
とも1種の炭化物、窒化物、炭窒化物もしくはそれらの
固溶体であって前記炭化タングステン以外のものからな
る化合物が存在することを特徴とする超硬合金。
1. A cemented carbide comprising a crystal grain mainly composed of tungsten carbide (WC) and a binder phase mainly composed of an iron group metal, wherein at least a part of the tungsten carbide crystal grains contains a group IVa, Va, VIa. A cemented carbide comprising at least one kind of carbide, nitride, carbonitride or a solid solution thereof other than tungsten carbide selected from elements.
【請求項2】 前記超硬合金の断面組織において、前記
化合物を内部に有する前記炭化タングステン結晶粒の面
積に対する前記化合物の面積が10%以下であることを
特徴とする、請求項1に記載の超硬合金。
2. The cross-sectional structure of the cemented carbide according to claim 1, wherein the area of the compound is 10% or less of the area of the tungsten carbide crystal grains having the compound therein. Cemented carbide.
【請求項3】 前記超硬合金の断面組織において、結晶
粒内に前記化合物が存在する前記炭化タングステン結晶
粒の面積率が、すべての前記炭化タングステン結晶粒の
面積の10%以上であることを特徴とする、請求項1ま
たは2に記載の超硬合金。
3. A sectional structure of the cemented carbide, wherein an area ratio of the tungsten carbide crystal grains in which the compound is present in crystal grains is 10% or more of an area of all the tungsten carbide crystal grains. The cemented carbide according to claim 1 or 2, characterized in that:
【請求項4】 前記化合物が、チタン(Ti)、ジルコ
ニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、タングステン
(W)の少なくとも1種の炭化物、窒化物、炭窒化物も
しくはそれらの固溶体であって前記炭化タングステン以
外のものからなることを特徴とする、請求項1から3の
いずれかに記載の超硬合金。
4. The compound according to claim 1, wherein the compound is at least one of titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), and tungsten (W) carbides, nitrides, carbonitrides, and solid solutions thereof. The cemented carbide according to any one of claims 1 to 3, wherein the cemented carbide is made of a material other than tungsten.
【請求項5】 前記化合物が、ジルコニウム(Zr)の
炭化物、窒化物、炭窒化物の少なくとも1種からなるこ
とを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の超
硬合金。
5. The cemented carbide according to claim 1, wherein the compound comprises at least one of carbide, nitride and carbonitride of zirconium (Zr).
【請求項6】 前記化合物の存在が、断面組織上の形状
がアスペクト比で2以上の前記炭化タングステン結晶粒
内で認められることを特徴とする、請求項1から5のい
ずれかに記載の超硬合金。
6. The super-compound according to claim 1, wherein the presence of the compound is recognized in the tungsten carbide crystal grains having a cross-sectional structure having an aspect ratio of 2 or more. Hard alloy.
【請求項7】 前記化合物の平均粒径が0.3μm未満
であることを特徴とする、請求項1から5のいずれかに
記載の超硬合金。
7. The cemented carbide according to claim 1, wherein the compound has an average particle size of less than 0.3 μm.
【請求項8】 Va,VIa族元素から選ばれた少なく
とも1種の炭化物、窒化物、炭窒化物もしくはそれらの
固溶体であって前記炭化タングステン以外のものからな
る化合物の重量%をWaとし、IVa族元素もしくはタ
ングステン(W)から選ばれた少なくとも1種の炭化
物、窒化物、炭窒化物もしくはそれらの固溶体であって
前記炭化タングステン以外のものからなる化合物の重量
%をWbとしたときに、Wa/Wbの値が0〜0.2で
あることを特徴とする、請求項1から6のいずれかに記
載の超硬合金。
8. The weight percent of a compound consisting of at least one carbide, nitride, carbonitride or a solid solution thereof other than tungsten carbide selected from the group consisting of Va and VIa elements is defined as Wa and IVa. At least one carbide, nitride, carbonitride or a solid solution thereof selected from the group consisting of group-element elements and tungsten (W), and a solid solution thereof other than the above-mentioned tungsten carbide, where Wb is represented by Wb, The cemented carbide according to any one of claims 1 to 6, wherein the value of / Wb is 0 to 0.2.
【請求項9】 Va,VIa族元素から選ばれた少なく
とも1種の炭化物、窒化物、炭窒化物もしくはそれらの
固溶体であって前記炭化タングステン以外のものからな
る化合物の含有量が、結合相の重量に対して10重量%
以下であることを特徴とする、請求項1から6のいずれ
かに記載の超硬合金。
9. The content of at least one kind of carbide, nitride, carbonitride or solid solution thereof selected from the group consisting of Va and VIa group elements other than the tungsten carbide is selected from the group consisting of: 10% by weight
The cemented carbide according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:
【請求項10】 前記超硬合金の断面組織において、粒
径が1μm以下の前記炭化タングステン結晶粒の面積率
が、すべての前記炭化タングステン結晶粒面積の10〜
40%で、粒径が1μmを超える前記炭化タングステン
結晶粒の面積率が、すべての前記炭化タングステン結晶
粒面積の60〜90%であることを特徴とする、請求項
1から7のいずれかに記載の超硬合金。
10. In the sectional structure of the cemented carbide, the area ratio of the tungsten carbide crystal grains having a grain size of 1 μm or less is 10 to 10% of the area of all the tungsten carbide crystal grains.
8. The method according to claim 1, wherein an area ratio of the tungsten carbide crystal grains having a grain size of more than 1 μm at 40% is 60 to 90% of all the tungsten carbide crystal grain areas. 9. The cemented carbide described.
【請求項11】 粒径が1μmを超える前記炭化タング
ステン結晶粒のうち断面組織上の形状がアスペクト比で
2以上であるものを30%以上含むことを特徴とする、
請求項10に記載の超硬合金。
11. A tungsten carbide crystal grain having a grain size of more than 1 μm containing at least 30% of grains having an aspect ratio of 2 or more in a sectional structure.
The cemented carbide according to claim 10.
【請求項12】 平均粒径が0.6〜1μmの炭化タン
グステン(WC)粉末(原料A)と、平均粒径が前記原
料Aの2倍以上となる炭化タングステン粉末(原料B)
と、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、クロム(C
r)、鉄(Fe)、モリブデン(Mo)から選ばれた少
なくとも1種の金属の粉末(原料C)と、平均粒径が
0.01〜0.5μmでありIVa,Va,VIa族元
素から選ばれた少なくとも1種の炭化物、窒化物、炭窒
化物もしくはそれらの固溶体であって前記炭化タングス
テン以外のものからなる原料Dとを原料粉末として用い
ることを特徴とする、超硬合金の製造方法。
12. A tungsten carbide (WC) powder (raw material A) having an average particle diameter of 0.6 to 1 μm, and a tungsten carbide powder (raw material B) having an average particle diameter twice or more that of the raw material A.
And cobalt (Co), nickel (Ni), chromium (C
r), a powder of at least one metal selected from iron (Fe) and molybdenum (Mo) (raw material C), and an average particle size of 0.01 to 0.5 μm, which is selected from the group IVa, Va and VIa elements. A method for producing a cemented carbide, comprising using, as a raw material powder, at least one selected carbide, nitride, carbonitride or a solid solution thereof and a raw material D other than the tungsten carbide. .
【請求項13】 前記原料Aの重量WAと、前記原料B
の重量WBの比WA/WBが0.5〜30であることを
特徴とする、請求項12に記載の超硬合金の製造方法。
13. The weight WA of the raw material A and the raw material B
The method for manufacturing a cemented carbide according to claim 12, wherein the ratio WA / WB of the weight WB of the cemented carbide is 0.5 to 30.
【請求項14】 前記原料Aの少なくとも一部に、超硬
合金のリサイクル粉末を用いることを特徴とする、請求
項12または13に記載の超硬合金の製造方法。
14. The method for producing a cemented carbide according to claim 12, wherein a recycled powder of a cemented carbide is used as at least a part of the raw material A.
【請求項15】 前記リサイクル粉末の粉砕で生じた前
記炭化タングステン粉末の重量WRと前記原料Aの重量
WAの比WR/WAが0.3〜1であることを特徴とす
る、請求項14に記載の超硬合金の製造方法。
15. The method according to claim 14, wherein a ratio WR / WA of a weight WR of the tungsten carbide powder generated by grinding the recycled powder to a weight WA of the raw material A is 0.3 to 1. A method for producing the cemented carbide described in the above.
【請求項16】 請求項1から11のいずれか1項に記
載の超硬合金からなる工具表面に、IVa,Va,VI
a族元素,Alから選ばれた少なくとも1種の炭化物、
窒化物、酸化物、ホウ化物、これらの固溶体、あるいは
ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン(DL
C)、立方晶窒化ホウ素(CBN)の少なくとも1層以
上からなる被覆膜を設けた、超硬工具。
16. A tool made of the cemented carbide according to claim 1, wherein the tool surface is made of IVa, Va, VI.
at least one carbide selected from group a elements and Al;
Nitrides, oxides, borides, their solid solutions, or diamond, diamond-like carbon (DL
C) A carbide tool provided with a coating film comprising at least one layer of cubic boron nitride (CBN).
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