JPS6059195B2 - すぐれた耐摩耗性と靭性を有する硬質焼結材料の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、結合金属を含有せず、あるいは含有しても
きわめて少量の状態で、靭性にすぐれ、・かつ耐摩耗性
にもすぐれた硬質焼結材料を製造する方法に関するもの
である。

従来、一般に、周期律表の４ａ，５１１および？族遷移
金属の炭化物を硬質分散相とし、これを結合相形成成分
てある鉄族金属て結合した硬質焼結材料が提案され、中
でも炭化タングステン（以下ＷＣで示す）を主体とした
ＷＣ−ＣＯ系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−ＣＯ系などの超
硬合金や、炭化チタン（以下ＴｉＣで示す）を主体とし
たＴｌＣ−ＭＯ−Ｎｉ系、さらにこれに窒化チタン（以
下ＴｉＮで示す）を含有させたＴｉＣ−ＴｉＮ−ＭＯ−
ＣＯ系などのサーメットなどの硬質焼結材料は、比較的
すぐれた耐摩耗性および靭性を有することから、切削工
具や耐摩耗工具、さらに耐衝撃工具などとして広く用い
られている。

しかし、例えば切削工具の分野では、近年生産性向上の
ために速い切削速度ての切削加工が要望される傾向にあ
るが、上記の超硬合金やサーメットなどの硬質焼結材料
は、すぐれた靭性をもつものの、耐摩耗性が十分でない
ために、高速切削などの苛酷な条件下での使用に際して
は、満足する使用寿命を示さないものである。

そこで、十分な耐摩耗性を有する酸化アルミニウムを主
体としたセラミック焼結材料を、上記の分野で使用する
試みもなされているが、このセラミック焼結材料は靭性
に劣るものであるために、その用途が限られてしまうの
が現状である。

一方、すぐれた靭性を有する上記超硬合金において、そ
の結合金属量を減少させて耐摩耗性を向卜させる試みも
なされ、確かに結合金属量の減少によつて耐摩耗性が向
上するようになるが、反面焼結性が低下するようになる
ため、緻密な焼結材料を製造するには高温で焼結する必
要が生じ、この結果硬質分散相が粗粒化してしまい、靭
性が低下するようになるものであつた。
５しかして、硬質分散相の粗粒化を防止する目的で、ホ
ットブレス法、あるいは粉末成形体を２０００℃以上の
温度に加熱して前記粉末成形体中に配合した２種以上の
硬質分散相形成成分の固溶体を形成し、その冷却過程で
の前記固溶体におけるスピ１（ノーダル分解によつて硬
質分散相の微細化をはかる方法などを適用することも考
えられているが、前者の方法においては、圧力の効果に
より比較的低い温度での焼結が可能となるため、硬質分
散相の粗粒化を防止することができるようになるもの１
−の、生産性がきわめて低いという問題点がある。また
後者の方法においては、２０００′Ｃ以上の加熱温度を
必要とするため、工業的生産には困難が伴うものである
。そこで、本発明者は、上述のような観点から、２効率
よい工業的生産を可能とする目的で、ホットブレス法や
高温焼結法などを用いることなく、通常の焼結条件で、
さらに耐摩耗性を確保する目的て結合金属を含有させす
、あるいは含有させてもきわめて少量とした状態で、硬
質分散相が微細に〉して靭性のすぐれた硬質焼結材料を
得べく研究を行なつた結果、（ａ）ＴｉＣ−ＷＣ複合固
溶体粉末およびＴｉＣ−ＴｉＮ−ＷＣ複合固溶体粉末、
望ましくは第１図のＴｉＣ−ＴｉＮ−ＷＣ３元系状態図
におけるＡ点こ（ＴｉＣ：３０％、ＷＣ：７０％）、Ｂ
点（ＴｉＣ：５０％、ＷＣ：５０％）、Ｃ点（ＴｉＣ：
２０％、ＴｉＮ：６０−％、ＷＣ：２０％）、およびＤ
点（ＴｊＣ：１０％、ＴｉＮ：７０％、ＷＣ：２０％、
以上重量％）の４点を結んだ直線によつて囲まれた範囲
内の組成を．有するＴｉＣ−ＷＣ複合固溶体粉末および
ＴｉＣ−ＴｌＮ−ＷＣ複合固溶体粉末のうちの１種また
は２種からなる成形体を、窒素含有雰囲気中で、前記成
形体の焼結温度より低い温度、望ましくは１０００〜１
４００℃の温度範囲内の温度に加熱すると、前記複合固
溶体粉末中に固溶しているＷＣの一部が析出し、この析
出ＷＣは以後の焼結、すなわち、例えば１４００〜１７
００℃程度の焼結温度での焼結に際して焼結性を著しく
向上させる作用を発揮するため、結合金属を含有しない
にもかかわらず、靭性のすぐれた緻密な焼結材料が得ら
れるようになり、しかもこの場合ＷＣの析出に伴つて複
合固溶体粒子の径が減少するとともに焼結温度が比較的
低いため、硬質分散相粒子の径が前記複合固溶体粒子の
径より細かいものとなること。

ｂ）上記複合固溶体粉末におけるＴｉＣ成分の１部を、
０．１〜５０重量％の割合で、炭化ジルコニウム（以下
ＺｒＣで示す）、炭化ハフニウム（以下ＨｆＣで示す）
、炭化バナジウム（以下ＶＣで示す）、炭化ニオブ（以
下Ｍ℃で示す）、および炭化タンタル（以下ＴａＣで示
す）のうちの１種または２種以上て置換すると、よソー
段と耐摩耗性耐酸化性のすぐれた硬質焼結材料が得られ
るようになり、さらに同様に、上記複合固溶体粉末にお
けるＴｌＮ成分の１部を、同じく０．１〜５０重量％の
割合で、窒化ジルコニウム（以＋７．ｒＮで示す）、窒
化ハフニウム（以下ＨｆＮで示す）、窒化バナジウム（
以下ＶＮで示す）、窒化ニオブ（以下ＮｂＮで示す）、
および窒化タンタル（以下ＴａＮて示す）のうちの１種
または２種以上で置換しても耐摩耗性耐酸化性の一段と
すぐれた硬質焼結材料が得られること。

（ｃ）上記成形体に、０．１〜６鍾量％のＷＣ粉末を配
合すると、良好な焼結性が損なわれることなく、材料の
熱伝導性および耐熱衝撃性が向上するようになり、しか
もこの結果ＷＣ含有量の広範囲に亘つての調整が可能と
なること。

（ｄ）上記成形体に、Ｆｅ，Ｎｉ，ＣＯ，およびこれら
の２種以上の合金のうちの１種または２種以上の粉末を
、０．１〜６重量％の範囲で配合すると、焼結性が一段
と向上して、焼結材料の靭性が増すようになること。

（ｅ）上記成形体に、周期律表の駈および？族遷移金属
、並びにＣｒおよびＭＯの炭化物および窒化物、並びに
これらの２種以上の固溶体のうちの１種または２種以上
の粉末を、０．１〜１５重量％の範囲で配合すると、焼
結材料は、耐摩耗性、耐食性などが一段とすぐれたもの
になること。

以上（ａ）〜（ｅ）項に示される知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであつ
て、１ＴｉＣ−ＷＣ複合固溶体粉末およびＴＩＣ−Ｔｌ
Ｎ−ＷＣ複合固溶体粉末、望ましくは第１図のＴｌＣ−
ＴｉＮ−ＷＣ３７Ｃ系状態図におけるＡ点、Ｂ点、Ｃ点
、およびＤ点で囲まれた範囲内の組成を有するＴｉＣ−
ＷＣ複合固溶体粉末およびＴｉＣ一ＴｉＮ−ＷＣ複合固
溶体粉末、２上記１記載のＴｌＣ−ＷＣ複合固溶体粉末
におけるＴｌＣ成分の１部を、０．１〜５０重量％の割
合で、ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＶＣ，ＮｂＣｌおよびＴａＣの
うちの１種または２種以上（以下、これらを総称してＴ
ｉＣ置換成分という）で置換したものからなるＴｉＣ−
ＷＣ系複合固溶体粉末、３上記１記載のＴｉＣ−ＴｌＮ
−ＷＣ複合固溶体粉末におけるＴｌＣ成分の１部を、０
．１〜５０重量％の割合で、上記ＴｌＣ置換成分のうち
の１種または２種以上で置換したものからなるＴｉＣ−
ＴｉＮ一ＷＣ系複合固溶体粉末、４上記１記載のＴｌＣ
−ＴｉＮ−ＷＣ複合固溶体粉末におけるＴｉＮ成分の１
部を、０．１〜５０重量％の割合で、ＺｒＮ，ＨｆＮ，
ＶＮ，ＮｂＮｌおよびＴａＮのうちの１種または２種以
上（以下、これらを総称してＴｌＮ置換成分という）で
置換したものからなるＴｉＣ−ＴｉＮ−ＷＣ系複合固溶
体粉末、５上記１記載のＴｉＣ−ＴｉＮ−ＷＣ複合固溶
体粉末におけるＴｉＣ成分の１部を、０．１〜５０重量
％の割合で、上記ＴｉＣ置換成分のうちの１種また，は
２種以上で置換し、かつ同Ｔ］Ｎ成分の１部を、同じく
０．１〜５鍾量％の割合で、上記ＴｉＮ置換成分のうち
の１種または２種以上て置換したものからなるＴｉＣ−
ＴｉＮ−ＷＣ系複合固溶体粉末、以上１〜５のうちの１
種または２種以上（以下、これらを総称してＴｉＣ−Ｗ
Ｃ系複合固溶体粉末およびＴｉＣ−ＴｉＮ−ＷＣ系複合
固溶体粉末という）からなる成形体、あるいはこの成形
体に、５ＷＣ粉末：０．１〜６鍾量％、
Ｃ５Ｆｅ粉末、Ｎｉ粉末、ＣＯ粉末、およびこれらの
２種以上の合金粉末（以下、これらを総称して鉄族金属
粉末という）のうちの１種または２種以上：０．１〜６
重量％、４周期律表の事およびＳ族遷移金属、並びに４
ＣｒおよびＭＯの炭化物および窒化物、並びにこれらの
２種以上の固溶体のうちの１種または２種以上の粉末（
以下、これらを総称して金属炭・窒化物粉末という）：
０．１〜１５重量％、以上５〜６粉末のうちの１種また
は２種以上を配合したものからなる成形体を、窒素含有
雰囲気、望ましくは１ｔ０ｒｒ以上の窒素を含有する雰
囲気中にて、前記成形体の焼結温度より低い温度、望ま
しくは１０００〜１４００℃の温度範囲内の温度に加熱
して、これを窒化処理し、もつて前記複合固溶体粉末中
に固溶しているＷＣの一部を析出させた後、引続いて焼
結温度に昇温して焼結することによつて、結合金属を含
有せす、あるいは含有してもきわめて少量の状態で、す
ぐれた靭性と耐摩耗性とを具備した硬質焼結材料を製造
する方法に特徴を有するものである。

つぎに、この発明の硬質焼結合金の製造法において、上
記の通りに条件限定した理由を説明する。

（ａ）ＴｉＣ−ＷＣ系複合固溶体粉末およびＴｉＣ一Ｔ
ｉＮ−ＷＣ系複合固溶体粉末これらの原料粉末に関し、
望ましい成分組成範囲として第１図のＴｉＣ−ＴｌＮ−
ＷＣ玩系状態図におけるＡ点、Ｂ点、Ｃ点、およびＤ点
によつて囲まれた範囲を限定したが、これはＡ点とＤ点
を結ふ直線ＡＤより上側の組成とした場合には、固溶限
を越えてしまつてβ単相を確保することができず、また
同様に直線ＢＣおよび直線ＣＤの下側の組成とした場合
には焼結前の窒化処理に際してβ相より焼結性向上効果
を有するＷＣの析出があまり促進されず、所望の焼結性
向上効果が得られないという理由によるものである。

（ｂ）ＴｌＣ置換成分およびＴｌＮ置換成分上記の通り
、ＴｉＣ−ＷＣ複合固溶体粉末およびＴｌＣ−ＴｌＮ−
ＷＣ複合固溶体粉末におけるＴｉＣ成分およびＴｌＮ成
分の１部を、上記のＴｌＣ置換成分およびＴｌＮ置換成
分によつて置換することによつて、焼結材料の耐摩耗性
耐酸化性が一段と向上するようになるが、その置換割合
が０．１％未満では所望の耐摩耗性耐酸化性向上効果が
得られず、一方その割合が５０％を越えると、窒化処理
時におけるＷＣの析出が抑制されるようになつて、所望
の焼結性向上効果を確保することができなくなることか
ら、その置換割合を０．１〜５鍾量％と定めた。

（ｃ）ＷＣ粉末 成形体におけるＷＣ粉末の配合割合が０．１％未満では
所望の熱伝導性および耐熱衝撃性向上効果を得ることが
できず、一方６０％を越えて配合すると相対的に上記複
合固溶体粉末の量が少なくなりすぎてＷＣ粉末同志が近
接して存在するようになり、ＷＣの粒成長が顕著となつ
て靭性一が劣化するようになることから、その配合量を
０．１〜６鍾量％と定めた。

（ｄ）鉄族金属粉末 成形体における鉄族金属粉末の配合割合が０．１％未満
では、所望の焼結性向上効果が得ら，れず、一方６％を
越えて配合すると、上記複合固溶体粉末から析出したＷ
Ｃの粒成長が顕著となることから、その配合量を０．１
〜６重量％と定めた。

（ｅ）金属炭・窒化物粉末 これらの粉末は、窒化処理時に上記複合固溶体粉末から
析出したＷＣの粒成長を抑制する必要がある場合や、特
別な用途、例えば切削工具におけるクレータ摩耗の発達
を特に抑制する必要がある場合、さらに材料の耐食性を
向上させ，たい場合などに配合されるが、その配合量が
０．１％未満では所望の効果が得られず、一方１５％を
越えて配合すると焼結性が低下し、強度も低下するよう
になることから、その配合量を０．１〜１５重量％と定
めた。

（ｆ）窒化処理温度 その温度が１０００℃未満では窒化処理時間に長時間を
要し、一方１４００℃を越えると、ある程度焼結が進行
して複合固溶体粉末の窒化が進行しにくくなり、所望の
ＷＣ析出をはかることができなくなることから、窒化処
理温度としては１０００〜１４００℃の温度を採用する
のが望ましい。

なお、上記複合固溶体粉末を配合した成形体を窒化処理
すると焼結性が著しく向上するようになる理由としては
、前記複合固溶体粉末を窒化すると、この粉末のもつ固
溶体組成が窒素リッチ側へ移行し、固溶限を越えるもの
となるので、過剰になつたＷＣが複合固溶体粉末の表面
および粒内に析出するようになり、この析出したＷＣに
よつて複合固溶体粉末が分割されて微粒になり、このよ
うに新しく生成したＷＣおよび分割された複合固溶体粒
子は微粒であるばかりでなく、これらの表面は酸素など
が吸着していない清浄な表面であるので活性であり、し
たがつて窒化処理後引続いて焼結温度まで昇温すると速
やかに緻密化が進行するようになるものと考えられる。
また、成形体中にＷＣ粉末や金属炭・窒化物粉末が配合
されている場合には、前記の分割により活性化された複
合固溶体粒子が、これら粉末の結合材的役割を果すので
ある。また、この発明の方法において、室温から窒化処
理温度までの加熱雰囲気は、真空中や、水素含有雰囲気
あるいは窒素含有雰囲気中などとしてよいが、窒化処理
終了時から焼結終了時までの雰囲気は、例えば真空とす
ると、窒化された複合固溶体粒子から脱窒を生じ、析出
したＷＣが再固溶するようになるので、窒素含有雰囲気
とするのが好ましい。

さらに窒化処理時の雰囲気中のＮ２分圧は、複合固溶体
粉末中の窒化物成分が多い場合には高くする必要があり
、場合により１気圧以上とするのが好ましい。また窒化
処理時間は、窒化処理温度および窒素含有雰囲気のＮ２
分圧などにもよるが、均一に窒化するためには１紛以上
が好ましい。さらに焼結後に、必要に応じて熱間静水圧
焼結を施して焼結材料の一段の緻密化をはかるようにし
てもよい。つぎに、この発明の方法を実施例により具体
的に説明する。

実施例１ 原料粉末として、それぞれ第１表に示される組成をもつ
た平均粒径：１．０〜１．５μｍの複合固溶体粉末を使
用し、これらの原料粉末をそれぞれ通常の条件でブレス
成形し、ついでこの結果の成形体に対して、真空中で１
２００℃まで昇温した後、１２００〜１３００℃の温度
範囲を２０ＣｆＬ０ｒ［′の窒素雰囲気にて４紛間で昇
温の窒化処理を行ない、そのままの雰囲気で１６００℃
まで昇温して１時間保持の焼結を行なうことによつて、
本発明焼結材料１〜５を製造した。

また、比較の目的て、窒化処理および焼結の雰囲気を真
空とする以外は、本発明焼結材料１および３の製造条件
と同一の条件で比較焼結材料１，２をそれぞれ製造した
。ついで、この結果得られた本発明焼結材料１〜５およ
び比較焼結材料１，２について、ビッカース硬さと抗折
力を測定すると共に、ＡＳＴＭ規格に則したボア発生状
態および粒径を観察した。

これらの結果を第１表に合せて示した。第１表に示され
る結果から明らかなように、本発明焼結材料１〜５は、
いずれも十分に緻密化が進行し、粒径も原料粉末より細
かいものとなつており、かつ硬さおよび抗折力とも高い
値を示しているのに対して、原料粉末を本発明焼結材料
１，３と同じものを使用しても窒化処理を行なわずに製
造した比較焼結材料１，２においては、焼結性がきわめ
て悪いために、緻密化程度は低く、硬さ測定が不可能で
、かつ抗折力も低いものであつた。

実施例２ 原料粉末として、それぞれ第２表に示される組成をもつ
た平均粒径：１．０〜１．５μｍの複合固溶体粉末、お
よび同１．０μｍ（７）ＷＣ粉末を用意し、これら原料
粉末を、第２表に示される配合組成に配合し、ボールミ
ルにて２日間混合した後、ブレス成形し、この結果の成
形体に、室温から１３００℃を１０ｔ０ｒｒの水素雰囲
気中で昇温した後、１３０（代）で水素を遮断して２気
圧の窒素雰囲気として１紛間保持の窒化処理を行ない、
引続いて雰囲気を１気圧の窒素雰囲気とした状態で１６
００℃まで昇温して２時間保持の焼結を施すことによつ
て本発明焼結材料６〜８および比較焼結材料３をそれぞ
れ製造した。

なお、比較焼結材料３は、ＷＣ粉末の配合量がこの発明
の範囲から外れて高い配合組成をもつものである。この
結果得られた本発明焼結材料６〜８および比較焼結材料
３について、実施例１におけると同一の条件でビッカー
ス硬さおよび抗折力を測定すると共に、ボアの発生状態
および粒径を観察した。

これらの結果を第２表に合せて示した。第２表に示され
る結果から、実施例１における場合と同様に、本発明焼
結材料６〜８は、いずれも緻密化が十分で、高い硬さ（
耐摩耗性）および抗折力（靭性）をもつのに対して、比
較焼結材料３は、緻密化が不十分のため、硬さは測定不
可能であり、かつ抗折力の著しく低いものであることが
明らかである。実施例３ 原料粉末として、それぞれ第３表に示される組成をもつ
た平均粒径：１．０〜１．５μｍの複合固溶体粉末を用
意し、２種の複合固溶体粉末を使用する場合には同じく
第３表に示される割合に配合してボールミルにて２日間
混合し、ついでブレス成形し、この結果得られた成形体
に対して、真空中で１４００℃まで昇温した後、１４０
０℃にて雰囲気をＨ２：２０ｔ０ｒｒ，Ｎ２：１００ｔ
０ｒｒの混合ガス雰囲気として２紛間保持して窒化処理
し、引続いてそのままの雰囲気で１６２０℃まで昇温し
て１時間保持の焼結を施すことによつて、本発明焼結材
料９〜１３および比較焼結材料４をそれぞれ製造した。

なお、比較焼結材料４は、ＴｉＣ置換成分によるＴｉＣ
の置換割合がこの発明の範囲を越えて高い組成（ＴｌＣ
（７）ＨｆＣによる置換割合が１００％）を有する複合
固溶体粉末を原料粉末として使用したものである。この
本発明焼結材料９〜１３および比較焼結材料４のビッカ
ース硬さおよび抗折力、さらにボアの発生状態および粒
径をそれぞれ測定および観察し、第３表に示した。

第３表に示される結果から、この実施例３においても、
本発明焼結材料９〜１３は緻密化が十分で、かつ微細組
織を有することから、硬さおよび抗折力とも高い値を示
しているのに対して、比較焼結材料４は、緻密化および
微細化が不十分であるために硬さおよび抗折力の低いも
のになつていることが明らかである。実施例４ 原料粉末として、それぞれ第４表に示される組成をもつ
た平均粒径：１．０〜１．５μｍの複合固溶体粉末、同
１．０μｍのＷＣ粉末、同１．５μｍ（７）ＣＯ粉末、
同１．５ｐｍ（７）Ｎｉ粉末、および同２．５μｍのＦ
ｅ粉末（以上鉄族金属粉末）を用意し、これら原料粉末
を同じく第４表に示される配合組成に配合し、ボールミ
ルにて２日間混合し、ブレス成形した後、この結果の成
形体に対して、真空中で１２００℃まて昇温した後、１
２００℃にて８０ｔ０ｒｒの窒素ガスを導入して窒素雰
囲気として３紛間保持の窒化処理を行ない、引続いてそ
のままの雰囲気で１５００℃まて昇温して１時間保持の
焼結を施すことによつて、本発明焼結材料１４〜１８お
よび比較焼結材料５をそれぞれ製造した。

なお、比較焼結材料５は、Ｎｉ粉末の配合量がこの発明
の範囲を越えて高い配合組成をもつものである。第４表
に、この結果得られた本発明焼結材料１４〜１８および
比較焼結材料５のビッカース硬さおよび抗折力の測定結
果、並びにボアの発生状態および粒径の観察結果を示し
たが、本発明焼結材料１４〜１８は、いずれも組織の緻
密化および微細化が十分なので、組織の粗粒化が著しい
比較焼結材料５に比して高い硬さ（耐摩耗性）および抗
折力（靭、性）を有することが明らかてある。

実施例５ 原料粉末として、それぞれ第５表に示される組成をもつ
た平均粒径：１．０〜１．５μｍの複合固溶体粉末、同
１．０μｍ（：りＷＣ粉末、同１．５μｍ（７）ＣＯ粉
末、同１．５μｍ（１）Ｎｌ粉末（以上鉄族金属粉末）
、およびいずれも同１．０〜１．５μｍを有するＴｉＣ
Ｎ（ＴｉＣ／ＴｉＮ＝３１７、重量比）粉末、ＺｒＣ粉
末、ＨｆＮ粉末、ＶＣ粉末、ＮｂＮ粉末、ＴａＣ粉末、
Ｃｒ３ｃ２ＭＯ２ｃ粉末（以上金属炭・窒化物粉末）を
用意し、これら原料粉末を同じく第５表に示される配合
組成に配合し、ボールミルにて２日間混合し、ブレス成
形した後、この結果の成形体に対して、５ｔ０ｒｒの窒
素雰囲気中にて１２５０℃まで昇温した後、１２５０℃
に１時間保持して窒化処理し、ついでそのままの雰囲気
で１５５０℃まで昇温して２時間保持の焼結を施すこと
によつて本発明焼結材料１９〜２６および比較焼結材料
６，７をそれぞれ製造した。

なお、比較焼結材料６，７は、それぞれ金属炭・窒化物
粉末の配合割合がこの発明の範囲を越えて高い配合組成
をもつものである。第５表に、この結果得られた本発明
焼結材料１９〜２６および比較焼結材料６，７のビッカ
ース硬さおよび抗折力の測定結果、並びにボアの発生状
態および粒径の観察結果を示したが、第５表に示される
結果から、この実施例５においても実施例１〜４におけ
る場合と同様に、本発明焼結材料１９〜２６は、緻密に
して微細な組織をもつので、硬さおよび抗折力とも高い
値を示すのに対して、比較焼結材料６，７においては、
緻密化が不十分なために、所望の特性を示さないことが
明らかである。

上述のように、この発明の方法によれば、結合金属を含
有せす、′あるいは含有してもきわめて少量の状態で、
すぐれた耐摩耗性（硬さ）と靭性（抗折力）とを兼ね備
えた硬質焼結材料を、高い生産性で、コスト安く製造す
ることができるものであり、しかもこれらの特性が要求
される切削工具や耐摩耗工具、さらに耐衝撃工具として
使用した場合には著しく長期に亘つてすぐれた性能を発
揮するなど工業上有用な効果がもたらされるのである。

図面の簡単な説明第１図はこの発明にかかる複合固溶体
粉末の望ましい組成範囲を示したＴＩＣ−ＴＩＮ−ＷＣ
玩系状態図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭化チタン−炭化タングステン系複合固溶体粉末、
   および炭化チタン−窒化チタン−炭化タングステン系複
   合固溶体粉末のうちの１種または２種からなる成形体を
   、窒素含有雰囲気中にて、前記成形体の焼結温度より低
   い温度に加熱して、これを窒化し、もつて前記複合固溶
   体粉末中に固溶している炭化タングステンの一部を析出
   させた後、焼結温度に昇温して焼結することを特徴とす
   るすぐれた耐摩耗性と靭性を有する硬質焼結材料の製造
   法。 ２ 炭化タングステン粉末：０．１〜６０重量％を含有
   し、残りが炭化チタン−炭化タングステン系複合固溶体
   粉末、および炭化チタン−窒化チタン−炭化タングステ
   ン系複合固溶体粉末のうちの１種または２種からなる配
   合組成を有する成形体を、窒素含有雰囲気中にて、前記
   成形体の焼結温度より低い温度に加熱して、これを窒化
   し、もつて前記複合固溶体粉末中に固溶している炭化タ
   ングステンの一部を析出させた後、焼結温度に昇温して
   焼結することを特徴とするすぐれた耐摩耗性と靭性を有
   する硬質焼結材料の製造法。 ３ Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏ、並びにこれらの２種以上
   の合金のうちの１種または２種以上の粉末：０．１〜６
   重量％を含有し、残りが炭化チタン−炭化タングステン
   系複合固溶体粉末、および炭化チタン−窒化チタン−炭
   化タングステン系複合固溶体粉末のうちの１種または２
   種からなる配合組成を有する成形体を、窒素含有雰囲気
   中にて、前記成形体の焼結温度より低い温度に加熱して
   、これを窒化し、もつて前記複合固溶体粉末中に固溶し
   ている炭化タングステンの一部を析出させた後、焼結温
   度に昇温して焼結することを特徴とするすぐれた耐摩耗
   性と靭性を有する硬質焼結材料の製造法。 ４ 周期律表の４ａおよび５ａ族遷移金属、並びにＣｒ
   およびＭｏの炭化物および窒化物、並びにこれらの２種
   以上の固溶体のうちの１種または２種以上の粉末：０．
   １〜１５重量％を含有し、残りが炭化チタン−炭化タン
   グステン系複合固溶体粉末、および炭化チタン−窒化チ
   タン−炭化タングステン系複合固溶体粉末のうちの１種
   または２種からなる配合組成を有する成形体を、窒素含
   有雰囲気中にて、前記成形体の焼結温度より低い温度に
   加熱して、これを窒化し、もつて前記複合固溶体粉末中
   に固溶している炭化タングステンの一部を析出させた後
   、焼結温度に昇温して焼結することを特徴とするすぐれ
   た耐摩耗性と靭性を有する硬質焼結材料の製造法。 ５ 炭化タングステン粉末：０．１〜６０重量％、およ
   びＦｅ、Ｎｉ、およびＣｏ、並びにこれらの２種以上の
   合金のうちの１種または２種以上の粉末：０．１〜６重
   量％を含有し、残りが炭化チタン−炭化タングステン系
   複合固溶体粉末、および炭化チタン−窒化チタン−炭化
   タングステン系複合固溶体粉末のうちの１種または２種
   からなる配合組成を有する成形体を、窒素含有雰囲気中
   にて、前記成形体の焼結温度より低い温度に加熱して、
   これを窒化し、もつて前記複合固溶体粉末中に固溶して
   いる炭化タングステンの一部部を析出させた後、焼結温
   度に昇温して焼結することを特徴とするすぐれた耐摩耗
   性と靭性を有する硬質焼結材料の製造法。 ６ 炭化タングステン粉末：０．１〜６０重量％、およ
   び周期律表の４ａおよび５ａ族遷移金属、並びにＣｒお
   よびＭｏの炭化物および窒化物、並びにこれらの２種以
   上の固溶体のうちの１種または２種以上の粉末：０．１
   〜１５重量％を含有し、残りが炭化チタン−炭化タング
   ステン系複合固溶体粉末、および炭化チタン−窒化チタ
   ン−炭化タングステン系複合固溶体粉末のうちの１種ま
   たは２種からなる配合組成を有する成形体を、窒素含有
   雰囲気中にて、前記成形体の焼結温度より低い温度に加
   熱して、これを窒化し、もつて前記複合固溶体粉末中に
   固溶している炭化タングステンの一部を析出させた後、
   焼結温度に昇温して焼結することを特徴とするすぐれた
   耐摩耗性と靭性を有する硬質焼結材料の製造法。 ７ Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣｏ、並びにこれらの２種以上
   の合金のうちの１種または２種以上の粉末：０．１〜６
   重量％、および周期律表の４ａおよび５ａ族遷移金属、
   並びにＣｒおよびＭｏの炭化物および窒化物、並びにこ
   れらの２種以上の固溶体のうちの１種または２種以上の
   粉末：０．１〜１．５重量％を含有し、残りが炭化チタ
   ン−炭化タングステン系複合固溶体粉末、および炭化チ
   タン−窒化チタン−炭化タングステン系複合固溶体粉末
   のうちの１種または２種からなる配合組成を有する成形
   体を、窒素含有雰囲気中にて、前記成形体の焼結温度よ
   り低い温度に加熱して、これを窒化し、もつて前記複合
   固溶体粉末中に固溶している炭化タングステンの一部を
   析出させた後、焼結温度に昇温して焼結することを特徴
   とするすぐれた耐摩耗性と靭性を有する硬質焼結材料の
   製造法。 ８ 炭化タングステン粉末：０．１〜６０重量％、Ｆｅ
   、Ｎｉ、およびＣｏ、並びにこれらの２種以上の合金の
   うちの１種または２種以上の粉末：０．１〜６重量％、
   および周期律表の４ａおよび５ａ族遷移金属、並びにＣ
   ｒおよびＭｏの炭化物および窒化物、並びにこれらの２
   種以上の固溶体のうちの１種または２種以上の粉末：０
   ．１〜１５重量％を含有し、残りが炭化チタン−炭化タ
   ングステン系複合固溶体粉末、および炭化チタン−窒化
   チタン−炭化タングステン系複合固溶体粉末のうちの１
   種または２種からなる配合組成を有する成形体を、窒素
   含有雰囲気中にて、前記成形体の焼結温度より低い温度
   に加熱して、これを窒化し、もつて前記複合固溶体粉末
   中に固溶している炭化タングステンの一部を析出させた
   後、焼結温度に昇温して焼結することを特徴とするすぐ
   れた耐摩耗性と靭性を有する硬質焼結材料の製造法。