JPH11124650A - Wc-containing cemented carbide subjected to transgranular dispersion strengthening by oxide, and its production - Google Patents

Wc-containing cemented carbide subjected to transgranular dispersion strengthening by oxide, and its production

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JPH11124650A
JPH11124650A JP9306450A JP30645097A JPH11124650A JP H11124650 A JPH11124650 A JP H11124650A JP 9306450 A JP9306450 A JP 9306450A JP 30645097 A JP30645097 A JP 30645097A JP H11124650 A JPH11124650 A JP H11124650A
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cemented carbide
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carbide
intragranular
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve, to a greater extent, the characteristics, as unsatisfactory as ever, of a plate-crystal-WC-containing cemented carbide improved in toughness as well as in hardness, among conventional cemented carbides. SOLUTION: In this cemented carbide consisting of 5-35 vol.% of binding phase composed essentially of iron group metal and the balance hard phase composed of tungsten carbide, the hard phase contains a transgranular dispersion strengthened tungsten carbide where an oxide-containing transgranular dispersoid is dispersed in the grain of tungsten carbide. Further, the proportion of the total content of the transgranular dispersoid is regulated to >=0.01 vol.%, based on the whole tungsten carbide.

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】本発明は、炭化タングステン
の結晶粒内に酸化物の微粒子を分散させた粒内分散強化
炭化タングステンを含有した超硬合金およびその製法に
関し、具体的には、炭化タングステンの結晶粒内に炭化
タングステンより微細で、かつ製造工程時の焼結温度に
安定な酸化物を均一に分散させることにより、炭化タン
グステン結晶粒内に残留応力を付加させて、得られる超
硬合金の硬さ、靱性、耐摩耗性、耐欠損性、耐塑性変形
性、耐熱亀裂性などをさらに改善させて、フライスや旋
削用のチップ,ドリル,エンドミルに代表される切削工
具、ダイス,パンチなどの型工具,スリッターなどの裁
断工具,切断工具,ノズル,メカニカルシールに代表さ
れる耐摩耗工具・部品、または穿孔,破砕などに用いる
各種ビットに代表される土木建設用工具として最適な酸
化物により粒内分散強化されたWC含有超硬合金および
その製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 cemented carbide containing tungsten carbide with intragranular dispersion strengthened by dispersing oxide fine particles in crystal grains of tungsten carbide, and a method for producing the same. By uniformly dispersing an oxide that is finer than tungsten carbide in the crystal grains and is stable at the sintering temperature during the manufacturing process, residual stress is added in the tungsten carbide crystal grains to obtain a cemented carbide. The hardness, toughness, abrasion resistance, fracture resistance, plastic deformation resistance, heat crack resistance, etc., of cutting tools, dies and punches for milling and turning inserts, drills, end mills, etc. Mold tools, cutting tools such as slitters, cutting tools, nozzles, wear-resistant tools and parts represented by mechanical seals, and various bits used for drilling, crushing, etc. The best oxide as civil engineering tool that relates WC-containing hard metal and its preparation reinforced intragranular distributed.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、超硬合金の硬さと靱性に代表さ
れる材料特性は、一方を向上させると他方が低下すると
いう二律背反的傾向にある。硬さと靭性の両特性を同時
に改善するものとして板状晶WCを含有させた超硬合金
およびその製造方法が多数提案されている。この板状晶
WCを含有させた超硬合金に関する代表的な先行技術と
して、本願発明者らによる特開平7−258785号公
報,特開平7ー292426号公報および特開平7ー3
16688号公報がある。また、液相焼結である超硬合
金とは異なるが、材料特性を同時に改善することにより
性能を向上させるものとして、マトリックス粒子内に他
成分の超微粒子を分散させたナノコンポジット材料と呼
ばれるセラミックス焼結体が多数提案されている。この
セラミックス焼結体に関するナノコンポジット材料の代
表的な先行技術として、特開平2−229756号公
報,特開平2−229757号公報,特開平6−116
038号公報および特開平6−116072号公報があ
る。
2. Description of the Related Art Generally, material properties such as hardness and toughness of a cemented carbide tend to have a trade-off that when one is improved, the other is reduced. There have been proposed a large number of cemented carbides containing platelet WC and methods for producing the same in order to simultaneously improve both properties of hardness and toughness. As typical prior art relating to the cemented carbide containing the platelet crystal WC, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-258785, 7-292426, and 7-3 by the present inventors.
No. 16688. In addition, although it is different from liquid phase sintering cemented carbide, it is a nanocomposite material in which ultrafine particles of other components are dispersed in matrix particles as a material that improves performance by simultaneously improving material properties. Many sintered bodies have been proposed. As typical prior arts of nanocomposite materials related to this ceramic sintered body, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 2-229756, Hei 2-229775, Hei 6-116
No. 038 and JP-A-6-116072.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】硬さと靭性の両方を同
時に改善した代表的な超硬合金に関する先行技術のう
ち、特開平7−258785号公報には、超硬合金中に
含有する六方晶炭化タングステンのX線回折における
(101)結晶面に対する(001)結晶面の比が0.
50以上からなる板状晶WC含有超硬合金について開示
されている。また、特開平7−292426号公報に
は、Coおよび/またはNi粉末と、炭素源と、W,ま
たはWとWCとの混合粉末を加熱・焼結する際、Co−
W−C系,Ni−W−C系,Co−Ni−W−C系の複
合炭化物が生成する第一過程と、該複合炭化物と残留炭
素との反応により板状晶WCが生成する第二過程とを含
む板状晶WC含有超硬合金の製法が記載されている。さ
らに、特開平7ー316638号公報には、Coおよび
/またはNi粉末と、炭素源と、WCと、4a,5a,
6a族金属の酸素含有化合物との混合粉末を加熱・焼結
する際、Co−W−C系,Ni−W−C系,Co−Ni
−W−C系の複合炭化物が生成する第一過程と、該複合
炭化物と残留炭素との反応により板状晶WCが生成する
第二過程とを含む板状晶WC含有超硬合金の製法が記載
されている。これら3件の公報に開示されている板状晶
WC含有超硬合金は、従来の超硬合金に対比して硬さお
よび靭性が向上したものである。しかし、本発明者ら
は、これらの板状晶WC含有超硬合金に満足できなく、
さらなる超硬合金の特性の向上を課題としていたもので
ある。
Among prior arts relating to a typical cemented carbide having both improved hardness and toughness at the same time, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-258785 discloses a hexagonal carbide contained in a cemented carbide. When the ratio of the (001) crystal plane to the (101) crystal plane in the X-ray diffraction of tungsten is 0.
A WC-containing cemented carbide comprising at least 50 platelets is disclosed. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-292426 discloses that, when heating and sintering a powder of Co and / or Ni, a carbon source, and W, or a mixed powder of W and WC,
A first process in which a WC-based, Ni-WC-based, or Co-Ni-WC-based composite carbide is produced, and a second process in which plate-like crystals WC are produced by a reaction between the composite carbide and residual carbon. And a process for producing a platelet-shaped WC-containing cemented carbide comprising the steps of: Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-316638 discloses that Co and / or Ni powder, a carbon source, WC, 4a, 5a,
When heating and sintering a mixed powder of a Group 6a metal and an oxygen-containing compound, Co-WC, Ni-WC, Co-Ni
A method for producing a plate-like WC-containing cemented carbide including a first process in which a WC-based composite carbide is generated, and a second process in which a plate-like crystal WC is generated by a reaction between the composite carbide and residual carbon. Are listed. The plate-shaped WC-containing cemented carbide disclosed in these three publications has improved hardness and toughness as compared with conventional cemented carbide. However, the present inventors were not satisfied with these platelet WC-containing cemented carbides,
The object was to further improve the properties of the cemented carbide.

【0004】材料特性を改善した代表的な先行技術のう
ち、特開平2−229756号公報および特開平2−2
29757号公報には、アルミナの結晶粒内に窒化チタ
ンや炭化チタンのナノ粒子を分散させてアルミナ系セラ
ミックス焼結体の特性を向上させることが開示されてい
る。また、特開平6−116038号公報および特開平
6−116072号公報には、窒化珪素の結晶粒内に炭
化珪素のナノ粒子を分散させて窒化珪素−炭化珪素系セ
ラミックス焼結体の特性を向上させることが開示されて
いる。これらの公報に開示のセラミックス焼結体は、マ
トリックスの粒内に他の粒子が分散することにより硬さ
を向上させるとともに、マトリックス粒内への応力場付
加により破壊クラックの進展を抑制し、靭性が改善され
る傾向にあるが、超硬合金と対比すると靭性が劣り、超
硬合金の使用領域では実用できないという課題がある。
Among the typical prior arts having improved material properties, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2-229756 and 2-2
Japanese Patent No. 29575 discloses that the characteristics of an alumina-based ceramics sintered body are improved by dispersing nanoparticles of titanium nitride or titanium carbide in crystal grains of alumina. Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-116038 and 6-116072 disclose that silicon carbide nanoparticles are dispersed in silicon nitride crystal grains to improve the characteristics of a silicon nitride-silicon carbide ceramic sintered body. Is disclosed. The ceramic sintered bodies disclosed in these publications improve the hardness by dispersing other particles in the grains of the matrix, suppress the development of fracture cracks by applying a stress field to the matrix grains, and improve the toughness. However, there is a problem that the toughness is inferior to that of a cemented carbide and cannot be practically used in a use region of a cemented carbide.

【0005】本発明は、上記のような課題を解決したも
ので、具体的には、上記先行技術として詳述した本発明
者らの板状晶WC含有超硬合金およびその製法により得
られる超硬合金を、さらなる改良を加えること、主とし
て出発原料物質の選定および焼結工程における加熱途中
での炭化タングステンの析出時に、炭化タングステン結
晶中に微細な酸化物を分散させることにより、硬さ,靱
性,耐摩耗性,耐欠損性、耐衝撃性などの特性を向上さ
せた酸化物により粒内分散強化されたWC含有超硬合金
およびその製法の提供を目的とするものである
The present invention has solved the above-mentioned problems. More specifically, the present invention relates to a plate-like WC-containing cemented carbide described in detail as the prior art and a superalloy obtained by a method for producing the same. Hardness and toughness are improved by adding further improvements to hard alloys, mainly by selecting fine starting materials and dispersing fine oxides in tungsten carbide crystals during precipitation of tungsten carbide during heating in the sintering process. It is an object of the present invention to provide a WC-containing cemented carbide having an intragranular dispersion strengthened by an oxide having improved properties such as wear resistance, wear resistance, fracture resistance and impact resistance, and a method for producing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】WCとCoの混合粉末を
焼結して得られる超硬合金では、WC結晶内に他成分の
微粒子を分散させることが困難であるのに対し、本発明
者らが超硬合金の硬さと靱性を同時に向上させる方法に
ついて、長年に亘り検討していた結果から、Wと炭素と
Coの混合粉末に微細なAl23粉末を添加して焼結す
ると、焼結過程で生成・成長するWC結晶内に微細なA
23粒子が取込まれて分散すること、あるいはW−A
l系合金もしくはW−Al−Co系の合金などWとAl
が均一に固溶した出発原料粉末にCoと炭素粉末を添加
して加熱焼結すると、焼結過程で生成・成長するWC結
晶内に、同時に生成する微細なAl23粒子が取込まれ
て分散すること、このAl2O33がWC結晶内に分散さ
れるとWC結晶自身の硬さと靱性が高くなること、そし
てAl23により粒内分散されたWCを含有する超硬合
金は、硬さ,靱性,耐摩耗性,耐欠損性、耐衝撃性など
に優れるという知見を得て、本発明を完成するに至った
ものである。
In a cemented carbide obtained by sintering a mixed powder of WC and Co, it is difficult to disperse fine particles of other components in the WC crystal. They have studied for many years how to simultaneously improve the hardness and toughness of cemented carbides, and from the results of many years study, adding fine Al 2 O 3 powder to a mixed powder of W, carbon and Co and sintering, Fine A in WC crystal generated and grown during sintering process
l 2 O 3 particles are taken up and dispersed, or
W and Al such as l-based alloy or W-Al-Co-based alloy
When Co and carbon powders are added to the starting raw material powder in which is uniformly dissolved as a solid and heated and sintered, fine Al 2 O 3 particles generated simultaneously are taken into the WC crystal generated and grown in the sintering process. And that the hardness and toughness of the WC crystal itself increase when this Al 2 O 3 3 is dispersed in the WC crystal. The cemented carbide containing WC intragranularly dispersed by Al 2 O 3 is: It has been found that the present invention is excellent in hardness, toughness, wear resistance, fracture resistance, impact resistance and the like, and has completed the present invention.

【0007】本発明の超硬合金は、鉄族金属を主成分と
する結合相を5〜35体積%と、炭化タングステンから
なる硬質相とを含有する超硬合金において、該硬質相
は、該炭化タングステンの粒内に酸化物を含む粒内分散
物が分散された粒内分散強化炭化タングステンを含有し
ており、該粒内分散物の全含有比率が該炭化タングステ
ン全体に対して0.01体積%以上であることを特徴と
するものである。
The cemented carbide according to the present invention is a cemented carbide containing 5-35% by volume of a binder phase mainly composed of an iron group metal and a hard phase composed of tungsten carbide. It contains intragranular dispersion-enhanced tungsten carbide in which an intragranular dispersion containing an oxide is dispersed in the grains of tungsten carbide, and the total content of the intragranular dispersion is 0.01% with respect to the entire tungsten carbide. % By volume or more.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の超硬合金における結合相
は、具体的には、Co,Ni,Co−Ni合金,Fe−
Ni合金および20重量%以下のW,Cr,Mo,Vを
固溶したCo−W合金,Ni−Cr合金,Co−Cr−
V合金,Co−Ni−Cr合金,Co−Ni−W−Cr
合金またはFe−Ni−Co−W−Cr−Mo合金など
を挙げることができる。また、場合によってはMg,A
l,および希土類元素(Sc,Yを含む)の1種以上が
含有されていると、結合相と合金化して固溶強化、ある
いはCoAl,Ni3Alなどの金属間化合物が析出し
て分散強化されて、高温硬さ、耐熱性、耐塑性変形性、
耐酸化性などがさらに改善されるので好ましい。この結
合相の含有量は、超硬合金全体に対し5体積%未満で
は、合金内に巣孔が残留して強度・靱性や耐欠損性が低
下し、逆に35体積%を超えて多くなると、硬さや耐摩
耗性が低下するため、5〜35体積%と定めた。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The binder phase in the cemented carbide of the present invention is specifically Co, Ni, Co-Ni alloy, Fe-
Ni alloy and Co-W alloy, Ni-Cr alloy, Co-Cr-
V alloy, Co-Ni-Cr alloy, Co-Ni-W-Cr
Alloys or Fe-Ni-Co-W-Cr-Mo alloys. In some cases, Mg, A
When one or more of l and rare earth elements (including Sc and Y) are contained, they are alloyed with the binder phase and solid solution strengthened, or intermetallic compounds such as CoAl and Ni 3 Al are precipitated to strengthen dispersion. Being high-temperature hardness, heat resistance, plastic deformation resistance,
It is preferable because the oxidation resistance and the like are further improved. If the content of the binder phase is less than 5% by volume with respect to the entire cemented carbide, burrows will remain in the alloy and strength, toughness and fracture resistance will be reduced. Conversely, if it exceeds 35% by volume, it will increase. , Hardness and abrasion resistance are reduced, so that the content is set to 5 to 35% by volume.

【0009】この結合相の他に含有している硬質相とし
ての炭化タングステンは、六方晶系のWC結晶であり、
通常は三角柱状の外観を呈するが、(001)面の発達
した三角あるいは六角板状の結晶にすると、さらに硬さ
と靱性が同時に向上するので好ましい。また、この炭化
タングステンは、粒内に酸化物を含む粒内分散物が分散
された粒内分散強化炭化タングステンとして含有してい
るものである。
[0009] Tungsten carbide as a hard phase contained in addition to the binder phase is a hexagonal WC crystal,
Usually, it has a triangular prism-like appearance, but it is preferable to use a triangular or hexagonal plate-like crystal with a developed (001) plane, since the hardness and toughness are further improved at the same time. In addition, the tungsten carbide is contained as intragranular dispersion strengthened tungsten carbide in which an intragranular dispersion containing an oxide in the grains is dispersed.

【0010】本発明の超硬合金は、前述の結合相と粒内
分散強化炭化タングステンの混在した炭化タングステン
の硬質相とからなる場合、これらの結合相と硬質相の他
に、超硬合金全体に対して、周期律表の4a,5a,6
a族金属の炭化物,炭窒化物,炭酸化物,炭窒酸化物お
よびこれらの相互固溶体の中の1種以上からなる立方晶
系化合物相を55体積%以下含有している場合、結合相
と硬質相の他に、超硬合金全体に対して、Mg,Alお
よび希土類元素(Sc,Yを含む)の中の1種以上から
なる酸化物分散相を5体積%以下含有している場合、ま
たは結合相と硬質相と立方晶系化合物相と酸化物分散相
とからなる場合を代表例として挙げることができる。
When the cemented carbide of the present invention comprises the above-mentioned binder phase and a tungsten carbide hard phase in which intragranular dispersion strengthened tungsten carbide is mixed, in addition to these binder phase and the hard phase, the cemented carbide as a whole To 4a, 5a, 6 in the periodic table
When the cubic compound phase composed of at least one of carbides, carbonitrides, carbonates, carbonitrides and their mutual solid solutions of group a metal is contained at 55% by volume or less, the binder phase and the hard phase are hardened. In addition to the phase, an oxide dispersed phase composed of at least one of Mg, Al, and rare earth elements (including Sc, Y) is contained in an amount of 5% by volume or less with respect to the entire cemented carbide, or A typical example includes a binder phase, a hard phase, a cubic compound phase, and an oxide dispersed phase.

【0011】これらのうち、立方晶系化合物相は、具体
的には、Ti(CN),Zr(CN),HfN,(WT
i)C,(WTiTa)C,(WTiTa)(CN),
(WZr)(C0),(WHf)Cなどの1種以上から
なる場合を挙げることができる。この立方晶系化合物相
の量が55体積%を超えて多くなると粒内分散強化WC
の量が相対的に少なくなり、硬さと靱性の改善効果が低
いために55体積%以下と定めた。
Of these, the cubic compound phase is specifically composed of Ti (CN), Zr (CN), HfN, (WT
i) C, (WTiTa) C, (WTiTa) (CN),
(WZr) (C0), (WHf) C and the like can be mentioned. When the amount of the cubic compound phase exceeds 55% by volume, the intragranular dispersion strengthened WC
Is relatively small and the effect of improving hardness and toughness is low.

【0012】また、酸化物分散相は、立方晶系化合物相
中または/および結合相中に微細粒子として均一分散し
ている場合には、超硬合金自体の硬さおよび靭性をより
向上させる傾向を示すことから好ましいことである。
When the oxide dispersed phase is uniformly dispersed as fine particles in the cubic compound phase and / or the binder phase, the hardness and toughness of the cemented carbide itself tend to be further improved. This is preferable because

【0013】硬質相中に混在している粒内分散強化炭化
タングステンは、炭化タングステン全体に対して20体
積%以上含有していると、硬さ,強度,および靭性を顕
著に高める傾向にあることから好ましいことである。ま
た、粒内分散強化タングステンが(001)面の発達し
た三角あるいは六角板状の結晶に代表される板状結晶、
具体的には、任意の断面における炭化タングステンの結
晶が棒状,三角状,六角状に観察される板状晶炭化タン
グステンからなる場合には、さらに一層、上述の特性を
高める傾向にあることから好ましいことである。
[0013] The intragranular dispersion-strengthened tungsten carbide mixed in the hard phase tends to markedly increase hardness, strength and toughness when it is contained in an amount of 20% by volume or more based on the whole tungsten carbide. This is preferable. Further, a plate-like crystal represented by a triangular or hexagonal plate-like crystal in which the intragranular dispersion strengthened tungsten has a (001) plane developed,
Specifically, it is preferable that the tungsten carbide crystal in an arbitrary cross section is composed of plate-like tungsten carbide observed in a rod shape, a triangular shape, or a hexagonal shape, since the above-described characteristics tend to be further enhanced. That is.

【0014】炭化タングステンの粒内に均一分散し、粒
内分散物として存在している酸化物は、超硬合金を作製
するときの加熱焼結時に安定な酸化物であれば問題がな
く、具体的には、MgO,Al23,Y23,La
23,CeO2,Yb23,MgAl24,Y3Al5
12,などの1種以上からなる活性金属の酸化物または複
合酸化物を代表例として挙げることができる。この他、
BeO,CaO,SrO,ThO2など基本的に超硬合
金の焼結過程で安定な酸化物をすべて挙げることができ
るが、分散効果、毒性、放射能、水との反応性などの点
から、Mg,Al,希土類の酸化物およびこれらの相互
固溶体の中の少なくとも1種が好ましいことである。
The oxide which is uniformly dispersed in the grains of tungsten carbide and exists as an intragranular dispersion is not problematic as long as it is a stable oxide at the time of heating and sintering when producing a cemented carbide. Specifically, MgO, Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , La
2 O 3 , CeO 2 , Yb 2 O 3 , MgAl 2 O 4 , Y 3 Al 5 O
An active metal oxide or a composite oxide composed of at least one of the above-mentioned compounds can be given as a typical example. In addition,
Basically, all of the stable oxides such as BeO, CaO, SrO, and ThO 2 can be listed in the sintering process of cemented carbide, but from the viewpoints of dispersion effect, toxicity, radioactivity, reactivity with water, etc. At least one of Mg, Al, rare earth oxides and their mutual solid solution is preferred.

【0015】この粒内分散物としての酸化物含有比率
は、炭化タングステン全体に対して、0.01体積%未
満では、WC結晶内に取込まれる酸化物粒子の割合が減
少して酸化物分散強化による硬さ・靱性の改善効果が低
くなる傾向にあるために、酸化物の含有比率を0.01
体積%以上と定めた。粒内分散物としての酸化物含有比
率は、製造上における困難さと、得られる超硬合金自体
に発生する巣孔の増加および酸化物の凝集による強度低
下から、0.01〜1体積%が好ましく、特に0.02
〜0.5体積%でなることが好ましいことである。
If the content of the oxide as an intragranular dispersion is less than 0.01% by volume based on the whole tungsten carbide, the proportion of the oxide particles taken into the WC crystal is reduced and the oxide dispersion is reduced. Since the effect of improving the hardness and toughness due to reinforcement tends to decrease, the content ratio of the oxide is set to 0.01%.
It was determined to be at least volume%. The content ratio of the oxide as an intragranular dispersion is preferably 0.01 to 1% by volume, because of difficulty in production, increase in pits generated in the obtained cemented carbide itself, and reduction in strength due to aggregation of the oxide. , Especially 0.02
It is preferable that the content is 0.5% by volume.

【0016】この粒内分散物は、前述の酸化物のみから
なる場合、または酸化物と他の物質とからなる場合でも
よく、他の物質を具体的に挙げると、炭化物,窒化物,
炭窒化物,炭酸化物,窒酸化物,炭窒酸化物,金属,合
金の中の1種以上からなるものである。これらのうち、
酸化物と他の物質として金属および/または合金とが含
有されていると粒内分散強化炭化タングステン自体の靭
性が強化されることから好ましいことである。特に、こ
の粒内分散物がMg,Alおよび希土類元素の中の1種
以上の酸化物と、鉄族金属または鉄族元素を含有した合
金からなる場合には、靭性の強化に対し一層好ましいこ
とである。
The intragranular dispersion may be composed of the above-mentioned oxide alone or composed of the oxide and another substance. Specific examples of other substances include carbides, nitrides, and the like.
It is composed of at least one of carbonitrides, carbonates, nitrides, carbonitrides, metals and alloys. Of these,
It is preferable that a metal and / or an alloy be contained as an oxide and another substance because the toughness of the intragranular dispersion strengthened tungsten carbide itself is enhanced. In particular, when the intragranular dispersion is composed of one or more oxides of Mg, Al and rare earth elements, and an alloy containing an iron group metal or an iron group element, it is more preferable to enhance toughness. It is.

【0017】この粒内分散物は、微細で、かつ均一に分
散されることが好ましく、具体的には、平均径が0.5
μm以下、好ましくは0.2μm以下、より好ましくは
0.01μm以下からなることである。この粒内分散物
と粒内分散強化炭化タングステンとの大きさの関係は、
製造上の簡易さと、硬さ,強度,および靭性を顕著に高
める傾向にあることから、粒内分散強化炭化タングステ
ンの平均粒径が粒内分散物の平均径の3〜300倍から
なる場合が好ましいことである。
The intragranular dispersion is preferably finely and uniformly dispersed, and specifically, has an average diameter of 0.5
μm or less, preferably 0.2 μm or less, more preferably 0.01 μm or less. The relationship between the size of the intragranular dispersion and the intragranular dispersion strengthened tungsten carbide is as follows:
Because of the simplicity in production and the tendency to significantly increase hardness, strength, and toughness, the average particle size of the intragranular dispersion strengthened tungsten carbide may be 3 to 300 times the average particle size of the intragranular dispersion. It is a good thing.

【0018】本発明の超硬合金は、出発原料物質である
タングステンまたは炭化タングステンに、粒内分散物と
なる無機物質をドープまたはイオン注入し、ドープまた
はイオン注入された出発原料物質を用いて従来の粉末冶
金の製造方法を応用して作製するなども考えられる。し
かし、このような方法では、非常に困難であること、粒
内分散物の選定が制限されること、製造工程の付加によ
る工程の複雑化および高製造コスト化などになることか
ら以下の本発明の製造方法が好ましいことである。
The cemented carbide according to the present invention is obtained by doping or ion-implanting an inorganic substance to be an intragranular dispersion into tungsten or tungsten carbide as a starting material, and using the doped or ion-implanted starting material. It is also conceivable to apply the method of manufacturing powder metallurgy described above. However, such a method is very difficult, the selection of the intragranular dispersion is limited, the process becomes complicated by the addition of the manufacturing process, and the manufacturing cost is increased. Is preferred.

【0019】本発明の超硬合金の製法は、超硬合金を作
製するための出発原料物質を混合・粉砕して混合粉末と
する第1工程、該混合粉末を成形して粉末成形体とする
第2工程、該粉末成形体を非酸化性雰囲気または真空中
で1200〜1600℃に加熱焼結する第3工程とを含
む超硬合金の製造方法であって、該出発原料物質は、鉄
族金属を主成分とする結合相形成粉末と、W粉末と、カ
ーボンおよび/または黒鉛の炭素源粉末と、該加熱焼結
時に安定である酸化物粉末とを含有していることを特徴
とする製造方法である。
In the method for producing a cemented carbide according to the present invention, a first step of mixing and pulverizing starting materials for producing a cemented carbide to form a mixed powder, and molding the mixed powder into a powder compact. A second step of heating and sintering the powder compact at 1200 to 1600 ° C. in a non-oxidizing atmosphere or in a vacuum to obtain a cemented carbide. A manufacturing method characterized by comprising a binder phase forming powder containing a metal as a main component, a W powder, a carbon source powder of carbon and / or graphite, and an oxide powder which is stable during the heat sintering. Is the way.

【0020】この製法における出発原料物質として含ま
れる結合相形成粉末は、前述の超硬合金において挙げた
結合相成分からなる粉末、具体的には、Co,Ni,F
e,Co−W合金,Ni−Cr合金,またはFe−Cr
−Ni合金などの粉末を代表例として挙げることができ
る。
The binder phase forming powder contained as a starting material in this production method is a powder comprising the binder phase component mentioned in the above-mentioned cemented carbide, specifically, Co, Ni, F
e, Co-W alloy, Ni-Cr alloy, or Fe-Cr
A powder of a Ni alloy or the like can be given as a typical example.

【0021】また、この製法における出発原料物質とし
て含まれる酸化物粉末は、前述の超硬合金において挙げ
た酸化物分散相成分からなる粉末、具体的には、Mg
O,Al23,Y23,La23,CeO2,Yb
23,MgAl24,Y3Al512などの1種以上の粉
末を代表例として挙げることができる。これらの酸化物
粉末は微粒子になるほどWC結晶中に取込まれ易くなる
ため、平均粒子径で0.5μm以下が好ましい。また、
Mg(NO32,AlCl3,Y3(NO32などの塩類
の溶液を使用すると加熱分解して生成する酸化物が微粒
子で、かつ均一に分散できるので好ましい。
The oxide powder contained as a starting material in this production method is a powder comprising the oxide dispersed phase component mentioned in the above-mentioned cemented carbide, specifically, Mg powder.
O, Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , CeO 2 , Yb
One or more kinds of powders such as 2 O 3 , MgAl 2 O 4 , and Y 3 Al 5 O 12 can be mentioned as typical examples. The average particle diameter of these oxide powders is preferably 0.5 μm or less, because the finer the particles, the more easily they are incorporated into the WC crystal. Also,
It is preferable to use a solution of a salt such as Mg (NO 3 ) 2 , AlCl 3 , Y 3 (NO 3 ) 2 because oxides generated by thermal decomposition can be finely divided and uniformly dispersed.

【0022】本発明の超硬合金の製法における立方晶系
化合物相形成粉末として、具体的には、TiC,Zr
C,HfC,TiN,ZrN,HfN,VC,NbN,
TaC,,TiO2,Zr02,Hf(CN),Zr(C
O),(WTi)C,(WZr)(CO),(WTiT
a)C,(WTiTa)CNなどの1種以上からなる場
合を挙げることができる。
As the cubic compound phase forming powder in the method for producing a cemented carbide according to the present invention, specifically, TiC, Zr
C, HfC, TiN, ZrN, HfN, VC, NbN,
TaC, TiO 2 , ZrO 2 , Hf (CN), Zr (C
O), (WTi) C, (WZr) (CO), (WTit
a) The case of one or more of C, (WTiTa) CN and the like can be mentioned.

【0023】本発明の超硬合金の製法における合金粉末
として、具体的には、W−Al,W−Y,W−Ce,W
−Al−Co,W−Zr−Ni,W−Ta−Feなどの
1種以上からなる合金を挙げることができる。
As the alloy powder in the method for producing a cemented carbide according to the present invention, specifically, W-Al, WY, W-Ce, W
-Al-Co, W-Zr-Ni, W-Ta-Fe, and other alloys.

【0024】本発明の超硬合金の製法における製造工程
は、出発原料を混合・粉砕する工程、混合粉末を加圧成
形する工程、成形粉末を非酸化性雰囲気あるいは真空中
で1200〜1600℃に加熱焼結する工程とからな
る。焼結工程における雰囲気が真空である場合には、そ
の圧力は1〜100Paの範囲が好ましい。1Pa未満
では、添加した酸化物が炭化物と反応して分解消失やガ
ス発生し易くなり、100Paを超えて高くなると、T
iCなどの炭化物が酸化されるためである。特に、出発
原料にWと活性金属の合金を含有している場合には、混
合粉末中の酸化物あるいは雰囲気中の酸素と反応して、
活性金属の酸化物が生成されるとともに、易焼結性とな
ることから好ましいことである。
The manufacturing steps in the method of manufacturing a cemented carbide according to the present invention include: a step of mixing and pulverizing starting materials; a step of pressing and molding a mixed powder; And heat sintering. When the atmosphere in the sintering step is vacuum, the pressure is preferably in the range of 1 to 100 Pa. When the pressure is less than 1 Pa, the added oxide reacts with the carbide to easily decompose and disappear or generate gas.
This is because carbides such as iC are oxidized. In particular, when the starting material contains an alloy of W and an active metal, it reacts with the oxide in the mixed powder or oxygen in the atmosphere,
This is preferable because an oxide of the active metal is generated and sinterability is improved.

【0025】[0025]

【作用】本発明の超硬合金は、酸化物を含む粒内分散物
が炭化タングステンの粒内に均一に分散されることによ
り炭化タングステン粒内に残留応力を付与するととも
に、粒内のクラック伝播を抑制する作用をし、かつ焼結
時に再結晶化される炭化タングステンの欠陥を減少させ
る作用および炭化タングステンの粒内の強化作用をして
おり、この粒内分散強化炭化タングステンが超硬合金内
で均一に分散されることにより超硬合金の硬さ,強度,
靭性,耐熱クラック性および耐熱衝撃性を高める作用を
しているものである。
According to the cemented carbide of the present invention, the intragranular dispersion containing the oxide is uniformly dispersed in the tungsten carbide grains, thereby imparting residual stress to the tungsten carbide grains and causing crack propagation in the grains. And has the effect of reducing defects in tungsten carbide that is recrystallized during sintering and the effect of strengthening the inside of the grains of tungsten carbide. The hardness, strength,
It acts to enhance toughness, thermal crack resistance and thermal shock resistance.

【0026】また、本発明の超硬合金の製法は、Wと炭
素とCoの混合粉末に添加された微細な酸化物を含む粒
内分散物の粒子が焼結過程で生成・成長するWC結晶内
に取込まれて分散される場合、あるいはWと活性金属と
の合金と炭素との加熱反応により生成・成長するWC結
晶内に、同時に酸化生成する微細な活性金属の酸化物粒
子が取込まれて分散される場合があり、この分散された
粒内分散物粒子によりWC結晶の硬さと靱性を同時に改
善し、特に超硬合金中に均一分散されることによって強
度,靭性,耐熱クラック性および耐熱衝撃性を顕著に高
める作用となるものである。
Further, the method of manufacturing a cemented carbide according to the present invention is characterized in that a WC crystal in which particles of an intragranular dispersion containing a fine oxide added to a mixed powder of W, carbon and Co are formed and grown in a sintering process. When WC crystals are generated and grown by the heating reaction between an alloy of W and the active metal and carbon, fine oxide particles of the active metal that are simultaneously oxidized and generated are taken in Rarely dispersed, the dispersed intragranular dispersion particles improve the hardness and toughness of the WC crystal at the same time. In particular, the WC crystal is uniformly dispersed in the cemented carbide, so that the strength, toughness, heat crack resistance and This has the effect of significantly increasing the thermal shock resistance.

【0027】[0027]

【実施試験1】まず、市販されている平均粒径が1.5
μmのW,約3μmのAl,1.2μmのCo,1.7
μmのNiの各粉末を用い、表1に示した配合組成に秤
量し、ステンレス製ポットにアセトン溶媒と超硬合金製
ボールと共に挿入して48時間混合粉砕後、乾燥して得
た混合粉末を黒鉛製ルツボに挿入し、雰囲気圧力0.1
Paの真空中で1400℃×1時間の加熱処理を施し
て、出発原料用合金粉末A1〜A3を得た。これらのA
1〜A3粉末のX線回折による組成結果と粒径を表1に
併記した。
EXAMPLE 1 First, a commercially available average particle size of 1.5
μm W, about 3 μm Al, 1.2 μm Co, 1.7
Using each powder of Ni of μm, the mixture was weighed to the composition shown in Table 1, inserted into a stainless steel pot together with an acetone solvent and a cemented carbide ball, mixed and pulverized for 48 hours, and dried to obtain a mixed powder. Insert into a graphite crucible and pressurize at atmospheric pressure 0.1
Heat treatment was performed at 1400 ° C. × 1 hour in a vacuum of Pa to obtain alloy powders A1 to A3 for starting materials. These A
Table 1 also shows the composition results and particle sizes of the 1 to A3 powders by X-ray diffraction.

【0028】次に、上記のCo,Ni,Al,出発原料
用合金粉末A1〜A3および市販されている平均粒径が
2.0μmのW,2.5μmのWC,4.5μmの黒鉛
(表中では「G」と記す),1.0μmの(WTi)C
の複合炭化物(重量比でWC/TiC=70/30),
1.0μmのTaC,1.7μmのCr32,0.00
5μmのMgO,0.01μmのAl23,0.02μ
mのY23,0.02μmのCe23の各出発原料粉末
を用いて、表2に示す配合組成に秤量し、ステンレス製
ポットにアセトン溶媒と超硬合金製ボールと共に挿入
し、48時間混合粉砕後、乾燥して混合粉末を得た。
Next, the above-mentioned Co, Ni, Al, alloy powders A1 to A3 for starting materials and commercially available W having an average particle size of 2.0 μm, WC of 2.5 μm, and graphite of 4.5 μm (Table 1) In the description, “G” is used), and 1.0 μm (WTi) C
Composite carbide (WC / TiC = 70/30 by weight ratio),
1.0 μm TaC, 1.7 μm Cr 3 C 2 , 0.00
5 μm MgO, 0.01 μm Al 2 O 3 , 0.02 μm
Each of Y 2 O 3 and 0.02 μm Ce 2 O 3 starting material powders was weighed to the composition shown in Table 2 and inserted into a stainless steel pot together with an acetone solvent and a cemented carbide ball. After mixing and grinding for 48 hours, the mixture was dried to obtain a mixed powder.

【0029】これらの混合粉末を金型に充填し、2to
n/cm2の圧力でもって約5.5×9.5×29mm
の粉末成形体を作製し、アルミナとカーボン繊維からな
るシート上に設置し、雰囲気圧力10Paの真空中で、
表2に併記した温度でもって1時間加熱保持して、本発
明品1〜9および比較品1〜9を得た。
The mixed powder is filled in a mold, and 2 to
Approximately 5.5 x 9.5 x 29 mm with a pressure of n / cm 2
Is prepared and placed on a sheet made of alumina and carbon fiber, and in a vacuum at an atmospheric pressure of 10 Pa,
By heating and holding at the temperatures shown in Table 2 for 1 hour, inventive products 1 to 9 and comparative products 1 to 9 were obtained.

【0030】こうして得た本発明品1〜9および比較品
1〜9の超硬合金を#230のダイヤモンド砥石で湿式
研削加工し、4.0×8.0×25.0mmの形状に作
製し、JIS法による抗折力を測定して、その結果を表
3に示した。また、各同形状試料の1面を0.3μmの
ダイヤモンドペーストでラップ加工した後、ビッカース
圧子を用いた荷重:196Nでの硬さおよび破壊靱性値
1c(IM法)を測定し、その結果を表3に併記した。
The cemented carbides of the present invention products 1 to 9 and comparative products 1 to 9 thus obtained were wet-ground with a # 230 diamond grindstone to form a 4.0 × 8.0 × 25.0 mm shape. The bending force was measured by the JIS method, and the results are shown in Table 3. After lapping one surface of each sample of the same shape with a 0.3 μm diamond paste, the hardness and fracture toughness K 1c (IM method) at a load of 196 N using a Vickers indenter were measured. Are also shown in Table 3.

【0031】また、各同形状試料のラップ面について電
子顕微鏡にて組織写真を撮り、画像処理装置にて、結合
相,立方晶系化合物相,酸化物相,全WCの体積比率お
よびWCの平均粒径および全WCに対する板状WC結晶
(最長径/最短径が3以上)の体積比率を求め、その結
果を表4に併記した。また、WC結晶内に分散している
粒内分散物である酸化物粒子とその他物質(金属粒子)
の成分,粒径,全WCに対する体積比率を測定し、表5
に示した。
Further, a photograph of the structure of the lap surface of each sample having the same shape was taken with an electron microscope, and the volume ratio of the binder phase, the cubic compound phase, the oxide phase, the total WC and the average of the WC were measured with an image processing apparatus. The particle size and the volume ratio of the plate-like WC crystal (the longest diameter / the shortest diameter was 3 or more) to the total WC were determined, and the results are also shown in Table 4. In addition, oxide particles and other substances (metal particles) which are intragranular dispersions dispersed in the WC crystal
Was measured for the composition, particle size and volume ratio to the total WC.
It was shown to.

【0032】これらの本発明品1〜9および比較品1〜
9のうち、本発明品1および比較品1により、SNGN
120408形状の切削工具用チップを作製した。この
切削工具用チップを用いて、被削材:チルドロール(H
RC=60),切削速度:15m/min,切込み:
1.5mm,送り:0.3mm/revの条件で乾式旋
削試験を行い、チッピング,欠損または平均逃げ面摩耗
幅が0.45mmとなるまでの寿命時間を求めた。その
結果、本発明品1が25minであったのに対し、比較
品1は19minであった。
These inventive products 1 to 9 and comparative products 1 to
9, SNGN according to the invention product 1 and the comparison product 1
A 120408-shaped cutting tool chip was produced. Using this cutting tool tip, a work material: chilled roll (H
RC = 60), Cutting speed: 15m / min, Depth of cut:
A dry turning test was performed under the conditions of 1.5 mm, feed: 0.3 mm / rev, and the life time until chipping, chipping, or average flank wear width became 0.45 mm was determined. As a result, the product 1 of the present invention was 25 minutes while the product 1 of the comparative example was 19 minutes.

【0033】次いで、本発明品3,7および比較品3,
7の超硬合金製素材を、230#のダイヤモンド砥石を
用いて研削加工し、SPGN120308の切削工具用
チップを製作した。こうして得た切削工具用チップを用
いて、被削材:FC350,切削速度:100m/mi
n,切込み:1.5mm,送り:0.3mm/rev,
切削時間:10minの条件で乾式旋削試験を行い、平
均逃げ面摩耗幅VBを求めた。その結果、本発明品3,
7のVBが0.26mmと0.24mmであったのに対
し、比較品3,7はそれぞれ0.32mmと0.29m
mであった。
Next, products 3 and 7 of the present invention and comparative products 3 and
The cemented carbide material No. 7 was ground using a 230 # diamond grindstone to produce a cutting tool chip of SPGN120308. Using the cutting tool tip thus obtained, a work material: FC350, a cutting speed: 100 m / mi
n, depth of cut: 1.5 mm, feed: 0.3 mm / rev,
Cutting Time: perform dry turning test under the conditions of 10min, to obtain an average flank wear width V B. As a result, the product of the present invention 3,
Whereas 7 of V B was 0.26mm and 0.24 mm, respectively comparative sample 3, 7 0.32 mm and 0.29m
m.

【0034】さらに、本発明品6および比較品6の超硬
合金製チップ素材を、230#のダイヤモンド砥石を用
いて研削加工し、SPGN120308の切削工具用チ
ップを製作した。こうして得た同一組成成分の試料から
なる切削工具用チップ3個づつを用いて、被削材:SC
M440,切削速度:100m/min,切込み:2.
0mm,送り:0.40mm/刃,切削距離:2mの条
件で乾式フライス切削試験を行い、刃先に欠損またはチ
ッピングが発生する場合、あるいは逃げ面摩耗量が0.
25に達するまでの切削工具チップ3個の平均切削距離
を求めた。その結果、本発明品6の切削可能距離が9.
8mあったのに対し、比較品6は7.9mであった。
Further, the cemented carbide chip material of the product 6 of the present invention and the comparative product 6 were ground using a 230 # diamond grindstone to produce a cutting tool chip of SPGN120308. The work material: SC was obtained by using three cutting tool tips each made of a sample having the same composition and thus obtained.
M440, cutting speed: 100 m / min, cutting depth: 2.
A dry milling test was performed under the conditions of 0 mm, feed: 0.40 mm / blade, and cutting distance: 2 m. When chipping or chipping occurred on the cutting edge, or when the flank wear amount was 0.
The average cutting distance of three cutting tool tips until the number reached 25 was determined. As a result, the cuttable distance of the product 6 of the present invention is 9.
Compared to 8 m, comparative product 6 was 7.9 m.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】[0037]

【表3】 [Table 3]

【0038】[0038]

【表4】 [Table 4]

【0039】[0039]

【表5】 [Table 5]

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の酸化物により粒内分散強化され
たWC含有超硬合金は、同一組成成分でなる従来の超硬
合金からなる比較品に対比して、抗折力,硬さおよび破
壊靭性の全てにすぐれており、特に強度,靭性,耐熱ク
ラック性および耐熱衝撃性が顕著にすぐれているという
効果、その結果、さらに強度,靭性,耐熱クラック性お
よび耐熱衝撃性を重要視する必要があるフライス用切削
およびガンドリルに代表される回転切削工具として実用
した場合に、工具寿命が顕著に向上するという効果を発
揮するものである。
The WC-containing cemented carbide strengthened intragranularly by the oxide of the present invention has a higher transverse rupture strength, hardness and hardness than a conventional cemented carbide made of the same composition. Excellent in fracture toughness, especially excellent strength, toughness, thermal crack resistance and thermal shock resistance. As a result, it is necessary to emphasize strength, toughness, thermal crack resistance and thermal shock resistance. When used as a rotary cutting tool typified by a certain milling cutter and a gun drill, the tool life is remarkably improved.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鉄族金属を主成分とする結合相を5〜3
5体積%と、炭化タングステンからなる硬質相とを含有
する超硬合金において、該硬質相は、該炭化タングステ
ンの粒内に酸化物を含む粒内分散物が分散された粒内分
散強化炭化タングステンを含有しており、該粒内分散物
の全含有比率が該炭化タングステン全体に対して0.0
1体積%以上であることを特徴とする酸化物により粒内
分散強化されたWC含有超硬合金。
1. A binder phase comprising an iron group metal as a main component in an amount of 5 to 3
In a cemented carbide containing 5% by volume and a hard phase made of tungsten carbide, the hard phase is an intragranular dispersion strengthened tungsten carbide in which an intragranular dispersion containing an oxide is dispersed in the grains of the tungsten carbide. And the total content of the intragranular dispersion is 0.0% with respect to the entire tungsten carbide.
A WC-containing cemented carbide reinforced intragranularly by an oxide, which is 1% by volume or more.
【請求項2】 上記超硬合金は、該超硬合金全体に対し
て、周期律表の4a,5a,6a族金属の炭化物,炭窒
化物,炭酸化物,炭窒酸化物およびこれらの相互固溶体
の中の1種以上からなる立方晶系化合物相を55体積%
以下含有していることを特徴とする請求項1に記載の酸
化物により粒内分散強化されたWC含有超硬合金。
2. The cemented carbide according to claim 1, wherein said cemented carbide is a carbide, carbonitride, carbonate, carbonitride or a mutual solid solution of metals of groups 4a, 5a and 6a of the periodic table. 55% by volume of a cubic compound phase composed of at least one of
The WC-containing cemented carbide reinforced by intragranular dispersion with the oxide according to claim 1, wherein the WC-containing cemented carbide is contained.
【請求項3】 上記超硬合金は、該超硬合金全体に対し
て、Mg,Al,および希土類元素(Sc,Yを含む)
の中の1種以上からなる酸化物の分散相を5体積%以下
含有していることを特徴とする請求項1または2に記載
の酸化物により粒内分散されたWC含有超硬合金。
3. The cemented carbide according to claim 1, wherein said cemented carbide is Mg, Al, and a rare earth element (including Sc and Y).
3. The WC-containing cemented carbide in which particles are dispersed intragranularly by the oxide according to claim 1, wherein the WC-containing cemented carbide contains 5 vol% or less of a dispersed phase of an oxide composed of at least one of the following.
【請求項4】 上記粒内分散物は、Mg,Al,および
希土類元素(Sc,Yを含む)の中の1種以上からなる
酸化物であることを特徴とする請求項1,2または3に
記載の酸化物により粒内分散強化されたWC含有超硬合
金。
4. The method according to claim 1, wherein the intragranular dispersion is an oxide composed of at least one of Mg, Al, and rare earth elements (including Sc and Y). A WC-containing cemented carbide which is intragranular dispersion strengthened by the oxide according to 1.
【請求項5】 上記粒内分散物は、酸化物と、金属およ
び/または合金とを含有していることを特徴とする請求
項1,2または3に記載の酸化物により粒内分散された
WC含有超硬合金。
5. The intragranular dispersion of an oxide according to claim 1, wherein the intragranular dispersion contains an oxide and a metal and / or an alloy. WC-containing cemented carbide.
【請求項6】 上記酸化物は、Mg,Al,および希土
類元素(Sc,Yを含む)の中の1種以上からなり、上
記金属および/または合金は、鉄族金属またはその合金
からなることを特徴とする請求項5に記載の酸化物によ
り粒内分散強化されたWC含有超硬合金。
6. The oxide comprises at least one of Mg, Al, and rare earth elements (including Sc and Y), and the metal and / or alloy comprises an iron group metal or an alloy thereof. A WC-containing cemented carbide reinforced by intragranular dispersion with the oxide according to claim 5.
【請求項7】 上記粒内分散物は、平均径が0.5μm
以下であることを特徴とする請求項1〜6のうちのいず
れか1項に記載の酸化物により粒内分散強化されたWC
含有超硬合金。
7. The intragranular dispersion has an average diameter of 0.5 μm.
WC enhanced in intragranular dispersion by the oxide according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:
Containing cemented carbide.
【請求項8】 上記粒内分散強化炭化タングステンは、
板状結晶の炭化タングステンからなることを特徴とする
請求項1〜7のうちのいずれか1項に記載の酸化物によ
り粒内分散強化されたWC含有超硬合金。
8. The above-mentioned intragranular dispersion strengthened tungsten carbide,
The WC-containing cemented carbide as set forth in any one of claims 1 to 7, wherein the WC-containing cemented carbide is made of plate-like crystal tungsten carbide and is strengthened by intragranular dispersion strengthening with an oxide.
【請求項9】 上記粒内分散強化炭化タングステンは、
平均粒径が上記粒内分散物の平均径の3〜300倍から
なることを特徴とする請求項1〜8のうちのいずれか1
項に記載の酸化物により粒内分散強化されたWC含有超
硬合金。
9. The transgranular dispersion strengthened tungsten carbide,
9. The method according to claim 1, wherein the average particle diameter is 3 to 300 times the average diameter of the intragranular dispersion.
Item 7. A WC-containing cemented carbide which is intragranular dispersion strengthened by the oxide described in Item 8.
【請求項10】 上記粒内分散強化炭化タングステン
は、炭化タングステン全体に対し20体積%以上含有し
ていることを特徴とする請求項1〜9のうちのいずれか
1項に記載の酸化物により粒内分散強化されたWC含有
超硬合金。
10. The oxide according to claim 1, wherein the tungsten carbide is strengthened by 20% by volume or more based on the whole tungsten carbide. WC-containing cemented carbide with intragranular dispersion strengthening.
【請求項11】 超硬合金を作製するための出発原料物
質を混合・粉砕して混合粉末とする第1工程、該混合粉
末を成形して粉末成形体とする第2工程、該粉末成形体
を非酸化性雰囲気または真空中で1200〜1600℃
に加熱焼結する第3工程とを含む超硬合金の製造方法で
あって、該出発原料物質は、鉄族金属を主成分とする結
合相形成粉末と、W粉末と、カーボンおよび/または黒
鉛の炭素源粉末と、該加熱焼結時に安定である酸化物粉
末とを含有していることを特徴とする酸化物により粒内
分散強化されたWC含有超硬合金の製法。
11. A first step of mixing and pulverizing starting materials for producing a cemented carbide to form a mixed powder, a second step of molding the mixed powder to form a powder compact, and the powder compact. 1200-1600 ° C. in a non-oxidizing atmosphere or vacuum
And a third step of heating and sintering the cemented carbide, wherein the starting materials are a binder phase forming powder mainly composed of an iron group metal, W powder, carbon and / or graphite. A method for producing a WC-containing cemented carbide strengthened intragranularly by an oxide, comprising a carbon source powder of (1) and an oxide powder that is stable during the heat sintering.
【請求項12】 上記酸化物粉末は、Mg,Al,S
i,および希土類元素(Sc,Yを含む)の中の1種以
上からなる酸化物の粉末であることを特徴とする請求項
11に記載の酸化物により粒内分散強化されたWC含有
超硬合金の製法。
12. The oxide powder is composed of Mg, Al, S
12. A WC-containing carbide hardened by intragranular dispersion strengthening by an oxide according to claim 11, wherein the oxide powder is an oxide powder comprising at least one of i and a rare earth element (including Sc and Y). Alloy manufacturing method.
【請求項13】 超硬合金を作製するための出発原料
物質を混合・粉砕して混合粉末とする第1工程、該混合
粉末を成形して粉末成形体とする第2工程、該粉末成形
体を非酸化性雰囲気または真空中で1200〜1600
℃に加熱焼結する第3工程とを含む超硬合金の製造方法
であって、該出発原料物質は、Wと酸化物を形成するた
めの1種以上の金属とからなるW含有合金粉末と、鉄族
金属を主成分とする結合相形成粉末と、カーボンおよび
/または黒鉛の炭素源粉末とを含有していることを特徴
とする酸化物により粒内分散強化されたWC含有超硬合
金の製法。
13. A first step of mixing and pulverizing starting materials for producing a cemented carbide to form a mixed powder, a second step of forming the mixed powder into a powder compact, and the powder compact. From 1200 to 1600 in a non-oxidizing atmosphere or vacuum
A step of heating and sintering at a temperature of at least 2 ° C., wherein the starting material is a W-containing alloy powder comprising W and at least one metal for forming an oxide. A WC-containing cemented carbide strengthened intragranularly by an oxide, characterized by containing a binder phase forming powder mainly composed of an iron group metal and a carbon source powder of carbon and / or graphite. Manufacturing method.
【請求項14】 上記W含有合金粉末は、WとMg,A
l,Si,および希土類元素(Sc,Yを含む)の中の
1種以上とからなる合金の粉末であることを特徴とする
請求項13に記載の酸化物により粒内分散強化されたW
C含有超硬合金の製法。
14. The W-containing alloy powder, wherein W and Mg, A
14. The oxide of claim 13, which is an alloy powder comprising at least one of l, Si, and a rare earth element (including Sc and Y).
Manufacturing method of C-containing cemented carbide.
【請求項15】 上記出発原料物質は、周期律表の4
a,5a,6a族金属の炭化物,窒化物,酸化物,炭窒
化物,炭酸化物,窒酸化物,炭窒酸化物およびこれらの
相互固溶体の中の1種以上でなる金属化合物粉末を含有
していることを特徴とする請求項12〜14のうちのい
ずれか1項に記載の酸化物により粒内分散強化されたW
C含有超硬合金の製法。
15. The starting material as described in claim 4 of the periodic table.
a, a, 5a, or 6a group metal carbide, nitride, oxide, carbonitride, carbonate, nitroxide, carbonitride, and a metal compound powder of at least one of these mutual solid solutions. A W-particle having intragranular dispersion strengthening by the oxide according to any one of claims 12 to 14.
Manufacturing method of C-containing cemented carbide.
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