JPH11236221A - 高融点金属複合炭窒化物材料及びその製造方法 - Google Patents
高融点金属複合炭窒化物材料及びその製造方法Info
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- JPH11236221A JPH11236221A JP4154998A JP4154998A JPH11236221A JP H11236221 A JPH11236221 A JP H11236221A JP 4154998 A JP4154998 A JP 4154998A JP 4154998 A JP4154998 A JP 4154998A JP H11236221 A JPH11236221 A JP H11236221A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬度及び強度の優れた超硬合金が得られる複
合炭窒化タングステンモリブデン等の高融点金属複合炭
窒化物材料とその製造方法とを提供すること。 【解決手段】 高融点金属複合炭窒化物材料である複合
炭窒化タングステンモリブデンは，一般式（Ｗm Ｍ
ｏn ）（Ｃx Ｎy ）で表され，ｍとｎとの間にｍ＋ｎ＝
１，０＜ｍ＜１（ここでｍ，ｎは金属成分のモル比），
ｘとｙとの間にｘ＋ｙ〜１，ｘ≦０．９９，ｙ≧０．０
１（ここでｘ，ｙは非全属成分のモル比），Ｚ≧０．１
０｛ただし，Ｚ＝（炭素量／１２＋窒素量／１４）／
｛（１００一炭素量一窒素量）／（１８４×ｍ＋９６×
ｎ）｝，ここでｚは非金属成分のモル数／金属成分のモ
ル数，炭素量，窒素量は重量％｝なる関係を有する。こ
の複合炭窒化タングステンモリブデンは，タングステン
とモリブデン，そして炭素粉末を予め定められた条件の
下において，合成される。
合炭窒化タングステンモリブデン等の高融点金属複合炭
窒化物材料とその製造方法とを提供すること。 【解決手段】 高融点金属複合炭窒化物材料である複合
炭窒化タングステンモリブデンは，一般式（Ｗm Ｍ
ｏn ）（Ｃx Ｎy ）で表され，ｍとｎとの間にｍ＋ｎ＝
１，０＜ｍ＜１（ここでｍ，ｎは金属成分のモル比），
ｘとｙとの間にｘ＋ｙ〜１，ｘ≦０．９９，ｙ≧０．０
１（ここでｘ，ｙは非全属成分のモル比），Ｚ≧０．１
０｛ただし，Ｚ＝（炭素量／１２＋窒素量／１４）／
｛（１００一炭素量一窒素量）／（１８４×ｍ＋９６×
ｎ）｝，ここでｚは非金属成分のモル数／金属成分のモ
ル数，炭素量，窒素量は重量％｝なる関係を有する。こ
の複合炭窒化タングステンモリブデンは，タングステン
とモリブデン，そして炭素粉末を予め定められた条件の
下において，合成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，硬質材料を粉末冶
金法にて製造するときに，原料粉末として用いる化学式
（Ｍ１m Ｍ２n ）（Ｃx Ｎy ）（ここで，Ｍ１，Ｍ２は
Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗ等の高融点金属元素，ｍ，ｎは金
属成分のモル比，ｘ，ｙは非金属成分のモル比を示す）
で示される高融点金属複合炭窒化物材料とその製造方法
に関し，詳しくは，化学式（Ｗm Ｍｏn ）（Ｃx Ｎy ）
で示される高融点金属複合炭窒化物材料とその製造方法
に関する。
金法にて製造するときに，原料粉末として用いる化学式
（Ｍ１m Ｍ２n ）（Ｃx Ｎy ）（ここで，Ｍ１，Ｍ２は
Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗ等の高融点金属元素，ｍ，ｎは金
属成分のモル比，ｘ，ｙは非金属成分のモル比を示す）
で示される高融点金属複合炭窒化物材料とその製造方法
に関し，詳しくは，化学式（Ｗm Ｍｏn ）（Ｃx Ｎy ）
で示される高融点金属複合炭窒化物材料とその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，炭化タングステンを主体とした超
硬合金は，切削工具や耐摩耗工具等の材料として広く用
いられている。なかでも平均粒径が，１．０μｍ以下の
ＷＣ粒子を主体とした超硬合金は，高硬度で高強度を有
する。そのため，この種の合金は各種剪断刃，プリント
配線回路基板（ＰＣＢ）用穴明けドリル，金属用のドリ
ル，及びエンドミル，等に用いられている。
硬合金は，切削工具や耐摩耗工具等の材料として広く用
いられている。なかでも平均粒径が，１．０μｍ以下の
ＷＣ粒子を主体とした超硬合金は，高硬度で高強度を有
する。そのため，この種の合金は各種剪断刃，プリント
配線回路基板（ＰＣＢ）用穴明けドリル，金属用のドリ
ル，及びエンドミル，等に用いられている。
【０００３】一方，市場では，さらなる高能率化を達成
するためには，さらに微細な超微粒超硬合金を開発する
ことが必要不可欠であり，微細な炭化タングステン（Ｗ
Ｃ）粉末の製法の開発，焼結過程での粒成長を抑えるた
めの，種々の粒成長抑制剤を添加する発明が提案されて
いる。
するためには，さらに微細な超微粒超硬合金を開発する
ことが必要不可欠であり，微細な炭化タングステン（Ｗ
Ｃ）粉末の製法の開発，焼結過程での粒成長を抑えるた
めの，種々の粒成長抑制剤を添加する発明が提案されて
いる。
【０００４】例えば，特開昭６１−１２８４７号公報
（以下，従来技術１と呼ぶ）には，ＷＣ−Ｃｏ（炭化タ
ングステン−コバルト）合金に，バナジウム（Ｖ）とク
ロム（Ｃｒ）を複合添加することによって，ＷＣの粒成
長を抑制し，微粒超硬合金をつくりあげる方法が開示さ
れている。
（以下，従来技術１と呼ぶ）には，ＷＣ−Ｃｏ（炭化タ
ングステン−コバルト）合金に，バナジウム（Ｖ）とク
ロム（Ｃｒ）を複合添加することによって，ＷＣの粒成
長を抑制し，微粒超硬合金をつくりあげる方法が開示さ
れている。
【０００５】また，特開平６−８１０７２号公報（以
下，従来技術２と呼ぶ）には，平均粒度０．６μｍ以下
でかつ最大粒径が３．０μｍ以下のＷＣ粒子が分散して
いるＷＣ基超硬合金の素地中に，さらに最大粒径が３．
０μｍ以下であるＶ，Ｃｒ，タンタル（Ｔａ），ニオブ
（Ｎｂ）およびチタン（Ｔｉ）のうちの１種の炭化物も
しくは炭窒化物粒子，またはＶ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｎｂおよ
びＴｉのうちの２種以上の炭化物もしくは炭窒化物粒子
が分散している組織を有するＷＣ基超硬合金が開示され
ている。
下，従来技術２と呼ぶ）には，平均粒度０．６μｍ以下
でかつ最大粒径が３．０μｍ以下のＷＣ粒子が分散して
いるＷＣ基超硬合金の素地中に，さらに最大粒径が３．
０μｍ以下であるＶ，Ｃｒ，タンタル（Ｔａ），ニオブ
（Ｎｂ）およびチタン（Ｔｉ）のうちの１種の炭化物も
しくは炭窒化物粒子，またはＶ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｎｂおよ
びＴｉのうちの２種以上の炭化物もしくは炭窒化物粒子
が分散している組織を有するＷＣ基超硬合金が開示され
ている。
【０００６】さらに，特公昭５７−２１０１９号公報
（以下，従来技術２と呼ぶ）には，ジルコニウム（Ｚ
ｒ）炭化物，Ｖ炭化物，モリブデン（Ｍｏ），Ｍｏ炭化
物，Ｗ，Ｗ炭化物，Ｔｉ窒化物を含有したものの一部を
Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ炭化物で置換し，その一部又は全部が
Ｔｉ炭化物に固溶した複合炭化物を用いて鉄族金属を結
合相とするサーメットが開示されている。
（以下，従来技術２と呼ぶ）には，ジルコニウム（Ｚ
ｒ）炭化物，Ｖ炭化物，モリブデン（Ｍｏ），Ｍｏ炭化
物，Ｗ，Ｗ炭化物，Ｔｉ窒化物を含有したものの一部を
Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ炭化物で置換し，その一部又は全部が
Ｔｉ炭化物に固溶した複合炭化物を用いて鉄族金属を結
合相とするサーメットが開示されている。
【０００７】ここで，ＴｉＣ−Ｎｉを基本とする系のサ
ーメットは，切削工具として用いると，鋼切削時の耐逃
げ面摩耗は優れるが，耐欠損性には著しく劣るという欠
点がある。
ーメットは，切削工具として用いると，鋼切削時の耐逃
げ面摩耗は優れるが，耐欠損性には著しく劣るという欠
点がある。
【０００８】この欠点を解決するために窒素を含有させ
たＴｉＣＮ−Ｎｉを基本としたサーメットが登場した。
窒素含有のＴｉＣＮ−Ｎｉサーメットは，窒素を含有さ
せることによって硬質粒子の粒成長を抑制し強度向上を
図ろうとしたものである。
たＴｉＣＮ−Ｎｉを基本としたサーメットが登場した。
窒素含有のＴｉＣＮ−Ｎｉサーメットは，窒素を含有さ
せることによって硬質粒子の粒成長を抑制し強度向上を
図ろうとしたものである。
【０００９】その結果，ＴｉＣＮ−Ｎｉサーメットは，
ＴｉＣ−Ｎｉサーメットに比較して強度向上はある程度
望めたものの，耐摩耗性を低下させてしまう間題も含ん
でいる。
ＴｉＣ−Ｎｉサーメットに比較して強度向上はある程度
望めたものの，耐摩耗性を低下させてしまう間題も含ん
でいる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来技術１に開示され
た方法は，Ｖ，Ｃｒの炭化物を多量に必要とし，チッピ
ング等を起こしやすくなり，ＰＣＢ穴明けドリル，金属
用エンドミル等に用いると折損に至り，工具の安定性に
欠けるという欠点があった。
た方法は，Ｖ，Ｃｒの炭化物を多量に必要とし，チッピ
ング等を起こしやすくなり，ＰＣＢ穴明けドリル，金属
用エンドミル等に用いると折損に至り，工具の安定性に
欠けるという欠点があった。
【００１１】また，従来技術２には，微粒ＷＣ中のＶ，
Ｃｒ，Ｔａ，ＮｂおよびのＴｉの炭化物もしくは炭窒化
物粒子は，粗大粒子としての作用があり，靭性，硬度，
及び強度の向上に働かないという欠点があった。
Ｃｒ，Ｔａ，ＮｂおよびのＴｉの炭化物もしくは炭窒化
物粒子は，粗大粒子としての作用があり，靭性，硬度，
及び強度の向上に働かないという欠点があった。
【００１２】さらに，従来技術３のサーメットにおいて
は，窒素を含む複合炭窒化物にすることにより，従来の
ＴｉＣＮ−Ｎｉ系のサーメットに比べて硬質相が強化さ
れてはいるものの，ＴｉＣ−Ｎｉ系の耐摩耗性を凌駕す
るには至っていない。
は，窒素を含む複合炭窒化物にすることにより，従来の
ＴｉＣＮ−Ｎｉ系のサーメットに比べて硬質相が強化さ
れてはいるものの，ＴｉＣ−Ｎｉ系の耐摩耗性を凌駕す
るには至っていない。
【００１３】以上，従来技術１乃至３に開示されたいず
れの発明も超硬合金を焼結する時の粒成長を抑制する方
法であるが，これらの方法だけでは，粒成長を完全に抑
制するには至らず，そのため上記のＷＣ基超硬合金は，
ドリル，エンドミルなどに代表される切削工具そして打
ち抜き型，スリッターなどの剪断加工工具として用いた
場合，チッピング等により比較的短時間で寿命にいたる
ものである。
れの発明も超硬合金を焼結する時の粒成長を抑制する方
法であるが，これらの方法だけでは，粒成長を完全に抑
制するには至らず，そのため上記のＷＣ基超硬合金は，
ドリル，エンドミルなどに代表される切削工具そして打
ち抜き型，スリッターなどの剪断加工工具として用いた
場合，チッピング等により比較的短時間で寿命にいたる
ものである。
【００１４】また，サーメットにおいては，ＴｉＣＮを
用いることによりＴｉＣ−Ｎｉ系サーメットに比較し
て，硬質粒子が微細化することにより強度の向上は見ら
れたものの，耐摩耗性は改善されておらず，比較的短時
間で寿命にいたるものである。
用いることによりＴｉＣ−Ｎｉ系サーメットに比較し
て，硬質粒子が微細化することにより強度の向上は見ら
れたものの，耐摩耗性は改善されておらず，比較的短時
間で寿命にいたるものである。
【００１５】そこで，本発明の一技術的課題は，硬度及
び強度の優れた寿命の長い超硬合金が得られる高融点金
属複合炭窒化物材料とその製造方法とを提供することに
ある。
び強度の優れた寿命の長い超硬合金が得られる高融点金
属複合炭窒化物材料とその製造方法とを提供することに
ある。
【００１６】また，本発明のもう一つの技術的課題は，
前記高融点金属複合炭窒化物材料として化学式（Ｗm Ｍ
ｏn ）（Ｃx Ｎy ）（ここで，ｍ，ｎは金属成分のモル
比，ｘ，ｙは非金属成分のモル比を示す）で表される複
合炭窒化タングステンモリブデン複から実質的になる高
融点金属複合炭窒化物材料とその製造方法とを提供する
ことにある。
前記高融点金属複合炭窒化物材料として化学式（Ｗm Ｍ
ｏn ）（Ｃx Ｎy ）（ここで，ｍ，ｎは金属成分のモル
比，ｘ，ｙは非金属成分のモル比を示す）で表される複
合炭窒化タングステンモリブデン複から実質的になる高
融点金属複合炭窒化物材料とその製造方法とを提供する
ことにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明らは，上記のよう
な欠点を解消するために，新しい粒成長抑制効果を示す
粉末について検討するとともに，更に，高融点金属複合
炭窒化物材料である複合炭窒化タングステンモリブデン
の合成について，鋭意研究を行った結果，以下の化学式
に示される複合炭窒化タングステンモリブデンが，窒素
気流中で圧力を調整することによって合成できる事を見
いだし，本発明をなすに至ったものである。
な欠点を解消するために，新しい粒成長抑制効果を示す
粉末について検討するとともに，更に，高融点金属複合
炭窒化物材料である複合炭窒化タングステンモリブデン
の合成について，鋭意研究を行った結果，以下の化学式
に示される複合炭窒化タングステンモリブデンが，窒素
気流中で圧力を調整することによって合成できる事を見
いだし，本発明をなすに至ったものである。
【００１８】より，具体的には，製造に際して，まず，
本発明者らは，新しい粒成長抑制効果を示す粉末につい
て検討した。ここで，粒成長抑制槻構は以下のように説
明されている。まず，合金中のＷＣ平均粒度と各炭化物
の標準生成自由エネルギーΔＧｆo との間にはかなり強
い相関が認められる。そして，ΔＧｆo が小さい，すな
わちＶＣ，Ｍｏ2 Ｃ，Ｃｒ3 Ｃ2 などはＣｏ液相中への
溶解度が大きく，このようなＷＣ以外の炭化物（以下，
他炭化物と呼ぶ）は，ＷＣの粒成長抑制効果が大きい。
本発明者らは，新しい粒成長抑制効果を示す粉末につい
て検討した。ここで，粒成長抑制槻構は以下のように説
明されている。まず，合金中のＷＣ平均粒度と各炭化物
の標準生成自由エネルギーΔＧｆo との間にはかなり強
い相関が認められる。そして，ΔＧｆo が小さい，すな
わちＶＣ，Ｍｏ2 Ｃ，Ｃｒ3 Ｃ2 などはＣｏ液相中への
溶解度が大きく，このようなＷＣ以外の炭化物（以下，
他炭化物と呼ぶ）は，ＷＣの粒成長抑制効果が大きい。
【００１９】一方，Ｃｏ液相中へのＷＣ溶解度とＷＣ平
均粒度との間にはほとんど相関はない。また，他炭化物
を構成している金属原子とＷ原子は固溶体または化合物
を形成するが，他炭化物はいずれもＷＣ中へはほとんど
固溶しない。これらのことを総合的に考慮すると以下の
ように考えられる。
均粒度との間にはほとんど相関はない。また，他炭化物
を構成している金属原子とＷ原子は固溶体または化合物
を形成するが，他炭化物はいずれもＷＣ中へはほとんど
固溶しない。これらのことを総合的に考慮すると以下の
ように考えられる。
【００２０】Ｃｏ液相中へ溶解している他炭化物の金属
原子が，ＷＣ固相の成長面ステップの端部に吸着する
と，この吸着原子が表面から脱着し，液相中へ再溶解し
ないかぎり，Ｗ原子と親和力の無い（Ｗm Ｍｏn ）（Ｃ
x Ｎy ）が存在していると，ＷＣは成長を続けられな
い。
原子が，ＷＣ固相の成長面ステップの端部に吸着する
と，この吸着原子が表面から脱着し，液相中へ再溶解し
ないかぎり，Ｗ原子と親和力の無い（Ｗm Ｍｏn ）（Ｃ
x Ｎy ）が存在していると，ＷＣは成長を続けられな
い。
【００２１】従って，同じ原理でＷＣ固相の成長面ステ
ップの端部に窒素原子が吸着していると，他炭化物を用
いなくともＷＣの粒成長は十分抑制できると考えられ
る。
ップの端部に窒素原子が吸着していると，他炭化物を用
いなくともＷＣの粒成長は十分抑制できると考えられ
る。
【００２２】上記原理は，ＴｉＣ系サーメットにおいて
も同様に成り立ち，成長面ステップの端部に窒素原子が
あるとモリブデン原子が液相中に脱着しないかぎり，窒
素原子と結合しうるＴｉ原子は，ステップ端部へ移動で
きない。
も同様に成り立ち，成長面ステップの端部に窒素原子が
あるとモリブデン原子が液相中に脱着しないかぎり，窒
素原子と結合しうるＴｉ原子は，ステップ端部へ移動で
きない。
【００２３】このため液相中からの溶質原子の固相表面
上への析出速度は，窒素原子がない場合に比べておそく
なり，粒成長しにくくなる。
上への析出速度は，窒素原子がない場合に比べておそく
なり，粒成長しにくくなる。
【００２４】そこで，本発明者らは，このような観点か
ら，タングステン，モリブデンの粉末と炭素粉末を混合
し，合成温度が５００℃から２０００℃，合成雰囲気は
窒素ガス，合成圧力が１０気圧以上で合成することによ
り，下記の一般式で示される関係を有する複合炭窒化タ
ンクスデンモリブデンは，窒素気流中で圧力を調整する
ことによって合成できたものである。
ら，タングステン，モリブデンの粉末と炭素粉末を混合
し，合成温度が５００℃から２０００℃，合成雰囲気は
窒素ガス，合成圧力が１０気圧以上で合成することによ
り，下記の一般式で示される関係を有する複合炭窒化タ
ンクスデンモリブデンは，窒素気流中で圧力を調整する
ことによって合成できたものである。
【００２５】即ち，本発明によれば，一般式（Ｍ１m Ｍ
２n ）（Ｃx Ｎy ）で表され，ｍとｎとの間にｍ＋ｎ＝
１，０＜ｍ＜１（ここで，ｍ，ｎは金属成分のモル
比），ｘとｙとの間にｘ＋ｙ〜１，ｘ≦０．９９，ｙ≧
０．０１｛ここでｘ，ｙは非全属成分のモル比），ｚ≧
０．１０（ただし，Ｍ１及びＭ２はＮｂ，Ｍｏ，Ｔａ，
Ｗの内の互いに異なる高融点金属元素，ｚ＝（炭素量／
１２＋窒素量／１４）／｛（１００一炭素量一窒素量）
／（［Ｍ１］×ｍ＋［Ｍ２］×ｎ）｝，ここでｚは非金
属成分のモル数／金属成分のモル数，炭素量，窒素量は
重量％，［Ｍ１］及び［Ｍ２］は，Ｍ１，Ｍ２の夫々の
原子量｝なる関係を有することを特徴とする高融点金属
複合炭窒化物材料が得られる。
２n ）（Ｃx Ｎy ）で表され，ｍとｎとの間にｍ＋ｎ＝
１，０＜ｍ＜１（ここで，ｍ，ｎは金属成分のモル
比），ｘとｙとの間にｘ＋ｙ〜１，ｘ≦０．９９，ｙ≧
０．０１｛ここでｘ，ｙは非全属成分のモル比），ｚ≧
０．１０（ただし，Ｍ１及びＭ２はＮｂ，Ｍｏ，Ｔａ，
Ｗの内の互いに異なる高融点金属元素，ｚ＝（炭素量／
１２＋窒素量／１４）／｛（１００一炭素量一窒素量）
／（［Ｍ１］×ｍ＋［Ｍ２］×ｎ）｝，ここでｚは非金
属成分のモル数／金属成分のモル数，炭素量，窒素量は
重量％，［Ｍ１］及び［Ｍ２］は，Ｍ１，Ｍ２の夫々の
原子量｝なる関係を有することを特徴とする高融点金属
複合炭窒化物材料が得られる。
【００２６】また，本発明によれば，前記高融点金属複
合炭窒化物材料において，前記Ｍ１はタングステンであ
り，前記Ｍ２はモリブデンであり，［Ｍ１］＝１８４，
［Ｍ２］＝９６であることを特徴とする高融点金属複合
炭窒化物材料が得られる。
合炭窒化物材料において，前記Ｍ１はタングステンであ
り，前記Ｍ２はモリブデンであり，［Ｍ１］＝１８４，
［Ｍ２］＝９６であることを特徴とする高融点金属複合
炭窒化物材料が得られる。
【００２７】また，本発明によれば，前記高融点金属複
合炭窒化物材料を製造する方法であって，前記Ｍ１及び
前記Ｍ２，そして炭素粉末を予め定められた条件の下に
おいて，前記高融点金属複合炭窒化物材料を合成するこ
とを特徴とする高融点金属複合炭窒化物材料の製造方法
が得られる。
合炭窒化物材料を製造する方法であって，前記Ｍ１及び
前記Ｍ２，そして炭素粉末を予め定められた条件の下に
おいて，前記高融点金属複合炭窒化物材料を合成するこ
とを特徴とする高融点金属複合炭窒化物材料の製造方法
が得られる。
【００２８】また，本発明によれば，前記高融点金属複
合炭窒化物材料の製造方法において，前記Ｍ１としてタ
ングステンと前記Ｍ２としてモリブデン，そして前記炭
素粉末とを，窒素含有物質を含む合成窒素雰囲気中での
加熱合成によって，前記複合炭窒化タングステンモリブ
デンを製造することを特徴とする高融点金属複合炭窒化
物材料の製造方法が得られる。
合炭窒化物材料の製造方法において，前記Ｍ１としてタ
ングステンと前記Ｍ２としてモリブデン，そして前記炭
素粉末とを，窒素含有物質を含む合成窒素雰囲気中での
加熱合成によって，前記複合炭窒化タングステンモリブ
デンを製造することを特徴とする高融点金属複合炭窒化
物材料の製造方法が得られる。
【００２９】また，本発明によれば，前記高融点金属複
合炭窒化物材料の製造方法において，前記合成雰囲気の
圧力が少なくとも１０気圧以上で合成されることを特徴
とする高融点金属複合炭窒化物材料の製造方法が得られ
る。
合炭窒化物材料の製造方法において，前記合成雰囲気の
圧力が少なくとも１０気圧以上で合成されることを特徴
とする高融点金属複合炭窒化物材料の製造方法が得られ
る。
【００３０】また，本発明によれば，前記高融点金属複
合炭窒化物材料の製造方法において，前記加熱合成温度
が５００℃から２０００℃の範囲内で合成されることを
特徴とする高融点金属複合炭窒化物材料の製造方法が得
られる。
合炭窒化物材料の製造方法において，前記加熱合成温度
が５００℃から２０００℃の範囲内で合成されることを
特徴とする高融点金属複合炭窒化物材料の製造方法が得
られる。
【００３１】さらに，本発明によれば，前記高融点金属
複合炭窒化物材料の製造方法において，前記合成雰囲気
は，実質的に窒素ガスからなることを特徴とする高融点
金属複合炭窒化物材料の製造方法が得られる。
複合炭窒化物材料の製造方法において，前記合成雰囲気
は，実質的に窒素ガスからなることを特徴とする高融点
金属複合炭窒化物材料の製造方法が得られる。
【００３２】ここで，本発明において，合成温度が５０
０℃から２０００℃が好ましいとした理由は，合成温度
が５００℃未満では，高融点金属複合炭窒化物材料であ
る，例えば，複合炭窒化タングステンモリブデンの炭窒
化が十分行われず，酸素の多い粉末となり，硬質材料を
製造した場合に障害となるからである。一方，合成濃度
が２０００℃を越えると，複合炭化タングステンモリブ
デンの生成が有利になり，窒素が合金中に化合または固
溶せず，複合炭窒化タングステンモリブデンが生成しな
いからである。
０℃から２０００℃が好ましいとした理由は，合成温度
が５００℃未満では，高融点金属複合炭窒化物材料であ
る，例えば，複合炭窒化タングステンモリブデンの炭窒
化が十分行われず，酸素の多い粉末となり，硬質材料を
製造した場合に障害となるからである。一方，合成濃度
が２０００℃を越えると，複合炭化タングステンモリブ
デンの生成が有利になり，窒素が合金中に化合または固
溶せず，複合炭窒化タングステンモリブデンが生成しな
いからである。
【００３３】また，本発明において，合成圧力は１０気
圧以上が好ましく，１００気圧以上がより好ましい。そ
の理由は，合成圧力が１０気圧未満では，高融点金属複
合炭窒化物材料である，例えば，複合炭窒化タングステ
ンモリブデンの炭窒化が十分行われず，窒素含有量の少
ない粉末となるため所定の粒径を有する硬質材料の製造
が困難になるためである。
圧以上が好ましく，１００気圧以上がより好ましい。そ
の理由は，合成圧力が１０気圧未満では，高融点金属複
合炭窒化物材料である，例えば，複合炭窒化タングステ
ンモリブデンの炭窒化が十分行われず，窒素含有量の少
ない粉末となるため所定の粒径を有する硬質材料の製造
が困難になるためである。
【００３４】また，本発明において，反応合成に用いる
窒素を含む雰囲気を構成するガスとして，窒素ガスが好
ましく，この窒素ガスは，通常の窒素ガスであっても，
アンモニアの分解によって生じる窒素ガスであってもそ
の合成反応に関わる効果は変わらない。
窒素を含む雰囲気を構成するガスとして，窒素ガスが好
ましく，この窒素ガスは，通常の窒素ガスであっても，
アンモニアの分解によって生じる窒素ガスであってもそ
の合成反応に関わる効果は変わらない。
【００３５】
【発明の実施の形態】それでは，本発明の実施の形態に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００３６】（第１の実施の形態）原料粉末として，平
均粒径が０．６μｍのタングステン粉末と，平均粒径が
５．０μｍのモリブデン粉末を，下記表１に示した配合
炭素量でカーボンブラック粉末と混合し，下記表１に示
した圧力及び温度で保持した。その後，得られた材料
は，超硬合金製乳鉢で粉砕し，炭素量及び窒素量を分析
した。その結果を下記表２に示した。なお，下記表３に
示すように，比較粉末も同様に調整し，上記同様に，炭
素量及び窒素量を分析した結果を下記表４に示した。
均粒径が０．６μｍのタングステン粉末と，平均粒径が
５．０μｍのモリブデン粉末を，下記表１に示した配合
炭素量でカーボンブラック粉末と混合し，下記表１に示
した圧力及び温度で保持した。その後，得られた材料
は，超硬合金製乳鉢で粉砕し，炭素量及び窒素量を分析
した。その結果を下記表２に示した。なお，下記表３に
示すように，比較粉末も同様に調整し，上記同様に，炭
素量及び窒素量を分析した結果を下記表４に示した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
【００４１】（第２の実施の形態）第１の実施の形態で
得られた本発明粉末Ｎｏ１２，比較粉末Ｎｏ．７をそれ
ぞれの粉末を化学式（Ｗm Ｍｏn ）（Ｃx Ｎy ）で表
し，下記表５に示した組成となるように，ＴａＣ，Ｃ
ｏ，Ｎｉと配合しアルコール中湿式ボールミル混合し
た。その後，減圧乾燥して得られた混合粉末を１トン／
cm2 の圧力で圧粉体にプレス成形し，この成形体を１４
５０℃，１時間，窒素雰囲気の減圧下で焼結した。その
後，得られた焼結体を１０００気圧１３５０℃に保ちＨ
ＩＰ処理を行った。これらの焼結体をダイヤモンド砥石
で研削して，縦４ｍｍ，横８ｍｍ，長さ２５ｍｍのＪＩ
Ｓ抗折試験片を作製し，３点曲げによる抗折力を測定し
た。それぞれの合金特性を下記表６に示した。
得られた本発明粉末Ｎｏ１２，比較粉末Ｎｏ．７をそれ
ぞれの粉末を化学式（Ｗm Ｍｏn ）（Ｃx Ｎy ）で表
し，下記表５に示した組成となるように，ＴａＣ，Ｃ
ｏ，Ｎｉと配合しアルコール中湿式ボールミル混合し
た。その後，減圧乾燥して得られた混合粉末を１トン／
cm2 の圧力で圧粉体にプレス成形し，この成形体を１４
５０℃，１時間，窒素雰囲気の減圧下で焼結した。その
後，得られた焼結体を１０００気圧１３５０℃に保ちＨ
ＩＰ処理を行った。これらの焼結体をダイヤモンド砥石
で研削して，縦４ｍｍ，横８ｍｍ，長さ２５ｍｍのＪＩ
Ｓ抗折試験片を作製し，３点曲げによる抗折力を測定し
た。それぞれの合金特性を下記表６に示した。
【００４２】下記表５及び表６の比較から，本発明によ
る複合炭窒化タングステンモリブデン粉末を用いた合金
は，複合炭窒化タングステンモリブデン粉末を用いない
で，同様な組成を有する比較合金よりも明らかに，抗折
力及び硬度が向上していることがわかる。
る複合炭窒化タングステンモリブデン粉末を用いた合金
は，複合炭窒化タングステンモリブデン粉末を用いない
で，同様な組成を有する比較合金よりも明らかに，抗折
力及び硬度が向上していることがわかる。
【００４３】
【表５】
【００４４】
【表６】
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
一般式（Ｍ１m Ｍ２n ）（Ｃx Ｎy ）で表され，ｍとｎ
との間にｍ＋ｎ＝１，０＜ｍ＜１（ここで，Ｍ１及びＭ
２は互いに異なるＮｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗの内の互いに異
なる高融点金属元素，ｍ，ｎは金属成分のモル比），ｘ
とｙとの間にｘ＋ｙ〜１，ｘ≦０．９９，ｙ≧０．０１
（ここでｘ，ｙは非金属成分のモル比），ｚ≧０．１０
（ただし，ｚ＝（炭素量／１２＋窒素量／１４）／
｛（１００一炭素量一窒素量）／（［Ｍ１］×ｍ＋［Ｍ
２］×ｎ）｝，ここでｚは非金属成分のモル数／金属成
分のモル数，炭素量，窒素量は重量％，［Ｍ１］及び
［Ｍ２］はＭ１及びＭ２の原子量）なる関係を有する高
融点金属複合炭窒化物材料とその製造方法とを提供する
ことができる。
一般式（Ｍ１m Ｍ２n ）（Ｃx Ｎy ）で表され，ｍとｎ
との間にｍ＋ｎ＝１，０＜ｍ＜１（ここで，Ｍ１及びＭ
２は互いに異なるＮｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗの内の互いに異
なる高融点金属元素，ｍ，ｎは金属成分のモル比），ｘ
とｙとの間にｘ＋ｙ〜１，ｘ≦０．９９，ｙ≧０．０１
（ここでｘ，ｙは非金属成分のモル比），ｚ≧０．１０
（ただし，ｚ＝（炭素量／１２＋窒素量／１４）／
｛（１００一炭素量一窒素量）／（［Ｍ１］×ｍ＋［Ｍ
２］×ｎ）｝，ここでｚは非金属成分のモル数／金属成
分のモル数，炭素量，窒素量は重量％，［Ｍ１］及び
［Ｍ２］はＭ１及びＭ２の原子量）なる関係を有する高
融点金属複合炭窒化物材料とその製造方法とを提供する
ことができる。
【００４６】また，本発明によれば，特に，一般式（Ｗ
m Ｍｏn ）（Ｃx Ｎy ）で表され，Ｍ１及びＭ２は夫々
ＷとＭｏであり，［Ｍ１］＝１８４，［Ｍ２］＝９６で
ある複合炭窒化タングステンモリブデンとその製造方法
とを提供することができる。
m Ｍｏn ）（Ｃx Ｎy ）で表され，Ｍ１及びＭ２は夫々
ＷとＭｏであり，［Ｍ１］＝１８４，［Ｍ２］＝９６で
ある複合炭窒化タングステンモリブデンとその製造方法
とを提供することができる。
【００４７】また，本発明によれば，前記高融点金属複
合炭窒化物材料，例えば，前記複合炭窒化タングステン
モリブデンを用いることによって，硬度及び強度の優
れ，従って寿命の長い超硬合金を提供することができ
る。
合炭窒化物材料，例えば，前記複合炭窒化タングステン
モリブデンを用いることによって，硬度及び強度の優
れ，従って寿命の長い超硬合金を提供することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 良治 富山県富山市岩瀬古志町２番地 東京タン グステン株式会社富山製作所内 (72)発明者 五十嵐 廉 富山県富山市岩瀬古志町２番地 東京タン グステン株式会社富山製作所内 (72)発明者 土井 良彦 東京都台東区東上野五丁目24番８号 東京 タングステン株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 一般式（Ｍ１m Ｍ２n ）（Ｃx Ｎy ）で
表され，ｍとｎとの間にｍ＋ｎ＝１，０＜ｍ＜１（ここ
で，ｍ，ｎは金属成分のモル比），ｘとｙとの間にｘ＋
ｙ〜１，ｘ≦０．９９，ｙ≧０．０１｛ここでｘ，ｙは
非全属成分のモル比），ｚ≧０．１０（ただし，Ｍ１及
びＭ２はＮｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗの内の互いに異なる高融
点金属元素，ｚ＝（炭素量／１２＋窒素量／１４）／
｛（１００一炭素量一窒素量）／（［Ｍ１］×ｍ＋［Ｍ
２］×ｎ）｝，ここでｚは非金属成分のモル数／金属成
分のモル数，炭素量，窒素量は重量％，［Ｍ１］及び
［Ｍ２］は，Ｍ１，Ｍ２の夫々の原子量｝なる関係を有
することを特徴とする高融点金属複合炭窒化物材料。 - 【請求項２】 請求項１記載の高融点金属複合炭窒化物
材料において，前記Ｍ１はＷであり，前記Ｍ２はＭｏで
あり，［Ｍ１］＝１８４，［Ｍ２］＝９６であることを
特徴とする高融点金属複合炭窒化物材料。 - 【請求項３】 請求項１記載の高融点金属複合炭窒化物
材料を製造する方法であって，前記Ｍ１及び前記Ｍ２と
炭素粉末を予め定められた条件の下において，前記高融
点金属複合炭窒化物材料を合成することを特徴とする高
融点金属複合炭窒化物材料の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の高融点金属複合炭窒化物
材料の製造方法において，前記Ｍ１としてタングステン
と前記Ｍ２としてモリブデン，そして前記炭素粉末と
を，窒素含有物質を含む合成窒素雰囲気中での加熱合成
によって，前記高融点金属複合炭窒化物材料を製造する
ことを特徴とする高融点金属複合炭窒化物材料の製造方
法。 - 【請求項５】 請求項４記載の高融点金属複合炭窒化物
材料の製造方法において，前記合成雰囲気の圧力が少な
くとも１０気圧以上で合成されることを特徴とする高融
点金属複合炭窒化物材料の製造方法。 - 【請求項６】 請求項４記載の高融点金属複合炭窒化物
材料の製造方法において，前記加熱合成温度が５００℃
から２０００℃の範囲内で合成されることを特徴とする
高融点金属複合炭窒化物材料の製造方法。 - 【請求項７】 請求項４記載の高融点金属複合炭窒化物
材料の製造方法において，前記合成雰囲気は，実質的に
窒素ガスからなることを特徴とする高融点金属複合炭窒
化物材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4154998A JPH11236221A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 高融点金属複合炭窒化物材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4154998A JPH11236221A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 高融点金属複合炭窒化物材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11236221A true JPH11236221A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12611516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4154998A Pending JPH11236221A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 高融点金属複合炭窒化物材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11236221A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001323330A (ja) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Koji Hayashi | 炭窒化クロムとその製造方法 |
-
1998
- 1998-02-24 JP JP4154998A patent/JPH11236221A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001323330A (ja) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Koji Hayashi | 炭窒化クロムとその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030205 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070420 |