JPS6132253B2 - - Google Patents
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- JPS6132253B2 JPS6132253B2 JP57128640A JP12864082A JPS6132253B2 JP S6132253 B2 JPS6132253 B2 JP S6132253B2 JP 57128640 A JP57128640 A JP 57128640A JP 12864082 A JP12864082 A JP 12864082A JP S6132253 B2 JPS6132253 B2 JP S6132253B2
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Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超硬およびサーメツトの硬質相として
利用される炭化物原料粉末の製造方法に関するも
のである。
利用される炭化物原料粉末の製造方法に関するも
のである。
炭化物の一般的な製造方法としては、
金属粉末と炭素の固相反応
金属粉末と炭素の固相、気相反応
メンストラム法
ハロゲン化物と炭化水素の反応
等が知られている。しかしながら、これら従来方
法は、例えば上記の方法では高温で反応される
ため機械的な粉砕を行なうが、１μｍ以下に有害
不純物の混入なしに行なうことは困難であるこ
と、合成粉末の粒度は固形炭素の大きさに左右さ
れること、および固形炭素からの不純物混入が避
けられないこと、などの困難さがある。しかし、
超硬合金の主原料であるWCは、この方法による
ものが最も一般的である。それはWC合成粉の粒
度調整が容易であること、および結合炭素率が高
いことなどの理由にまる。
法は、例えば上記の方法では高温で反応される
ため機械的な粉砕を行なうが、１μｍ以下に有害
不純物の混入なしに行なうことは困難であるこ
と、合成粉末の粒度は固形炭素の大きさに左右さ
れること、および固形炭素からの不純物混入が避
けられないこと、などの困難さがある。しかし、
超硬合金の主原料であるWCは、この方法による
ものが最も一般的である。それはWC合成粉の粒
度調整が容易であること、および結合炭素率が高
いことなどの理由にまる。
の方法は、例えば、Ｗメタル粉末とCH4ガス
の反応によりWC粉末を合成する場合に一部用い
られるが、炭化速度が遅いことに加え金属粉末の
粒子の大きさによつて合成粒の粒度が決定される
という欠点があつた。の方法は高温で反応され
ることが必要なため、得られる粒子は100μｍ前
後の粗粒単結晶となり、微細な粉末を得ることは
困難である。また、の方法では数百オングスト
ロームの微細で高純度の粉末が得られる。しかし
実用超硬合金用の原料には0.1〜10μｍ程度の粒
度が好ましく、数百オングストロームの粉末は工
業上のメリツトが少ない。
の反応によりWC粉末を合成する場合に一部用い
られるが、炭化速度が遅いことに加え金属粉末の
粒子の大きさによつて合成粒の粒度が決定される
という欠点があつた。の方法は高温で反応され
ることが必要なため、得られる粒子は100μｍ前
後の粗粒単結晶となり、微細な粉末を得ることは
困難である。また、の方法では数百オングスト
ロームの微細で高純度の粉末が得られる。しかし
実用超硬合金用の原料には0.1〜10μｍ程度の粒
度が好ましく、数百オングストロームの粉末は工
業上のメリツトが少ない。
本発明は上記従来技術の欠点を解消し、量産性
に優れ、しかも1.0μｍ以下の安定な微粒子を得
る新しい製造方法を提供することを目的とする。
に優れ、しかも1.0μｍ以下の安定な微粒子を得
る新しい製造方法を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するために、WO3を
一旦溶融状態とし、その中にCrを添加して均一
に分散させた後急冷し、該急冷酸化物を還元と同
時に炭化雰囲気中で処理して、微粒の安定した炭
化物粉末を得るという新規な方法である。
一旦溶融状態とし、その中にCrを添加して均一
に分散させた後急冷し、該急冷酸化物を還元と同
時に炭化雰囲気中で処理して、微粒の安定した炭
化物粉末を得るという新規な方法である。
本発明において、急冷酸化物よりWCを合成す
る場合には、還元性ガスとしてH2を用いること
が好ましく、また炭化ガスとしてはCH4が望まし
い。また、H2とCH4の混合比が１／10〜100／１
の範囲であれば、十分好ましい合成粉末が得られ
る。H2／CH4＜１／10では十分な還元反応が進行
せず、またH2／CH4＞100／１では逆に炭化速度
が遅くなり工業的に好ましくない。
る場合には、還元性ガスとしてH2を用いること
が好ましく、また炭化ガスとしてはCH4が望まし
い。また、H2とCH4の混合比が１／10〜100／１
の範囲であれば、十分好ましい合成粉末が得られ
る。H2／CH4＜１／10では十分な還元反応が進行
せず、またH2／CH4＞100／１では逆に炭化速度
が遅くなり工業的に好ましくない。
また、本発明において、プラズマ化する場合に
は0.1〜20Torrの減圧とすることが必要である。
この圧力範囲外ではプラズマの発生が困難だから
である。WO3にCrの酸化物、化合物、または金
属粉を含有させた場合、合成温度は少なくとも
1100℃以上とすることが望ましい。
は0.1〜20Torrの減圧とすることが必要である。
この圧力範囲外ではプラズマの発生が困難だから
である。WO3にCrの酸化物、化合物、または金
属粉を含有させた場合、合成温度は少なくとも
1100℃以上とすることが望ましい。
本発明による方法は、すべて固相一気相反応に
基づくため、WCの合成において非常に純度の高
いものが得られる利点がある。また、還元−炭化
のための混合ガスをプラズマ状態として反応に帰
与させた場合、従来法に比べて炭化の反応が非常
に促進される。このため合成粉末の炭素結合率を
大きくすることが容易であること、その結果とし
て、均質でかつ細かい粉末の製造が可能となるな
どのメリツトがある。また、WO3にCrを含有さ
せた溶融酸化物を、冷却速度104℃／秒以上で冷
却し、得られた急冷固溶酸化物から炭化物を前述
の方法で合成した場合、市販のWO3粉末を炭化
する場合に比べて気相との反応が極めて活性化す
る利点がある。
基づくため、WCの合成において非常に純度の高
いものが得られる利点がある。また、還元−炭化
のための混合ガスをプラズマ状態として反応に帰
与させた場合、従来法に比べて炭化の反応が非常
に促進される。このため合成粉末の炭素結合率を
大きくすることが容易であること、その結果とし
て、均質でかつ細かい粉末の製造が可能となるな
どのメリツトがある。また、WO3にCrを含有さ
せた溶融酸化物を、冷却速度104℃／秒以上で冷
却し、得られた急冷固溶酸化物から炭化物を前述
の方法で合成した場合、市販のWO3粉末を炭化
する場合に比べて気相との反応が極めて活性化す
る利点がある。
これは、おそらくは急冷することにより蓄えら
れた多量の歪エネルギーが気相との反応に寄与す
るためと考えられる。ともあれ、急冷酸化物を用
いると、従来困難とされていた平均粒度0.3μｍ
程度のWCが容易に製造可能となる。さらにまた
本発明において、反応雰囲気をプラズマ化すると
反応はより活性化し、平均粒度0.1μｍ程度のも
のまで製造可能となる。
れた多量の歪エネルギーが気相との反応に寄与す
るためと考えられる。ともあれ、急冷酸化物を用
いると、従来困難とされていた平均粒度0.3μｍ
程度のWCが容易に製造可能となる。さらにまた
本発明において、反応雰囲気をプラズマ化すると
反応はより活性化し、平均粒度0.1μｍ程度のも
のまで製造可能となる。
本発明において、溶融酸化物の冷却速度を10
℃／秒より遅くすると、蓄えられる歪エネルギー
が小さく上述の効果が少ない。
℃／秒より遅くすると、蓄えられる歪エネルギー
が小さく上述の効果が少ない。
WCにCrを固溶させた炭化物粉末を製造する本
発明方法において、融解−急冷法を用いることは
上述の急冷効果に加えて融解することにより、元
素が均一に混合されるという別の効果もある。
発明方法において、融解−急冷法を用いることは
上述の急冷効果に加えて融解することにより、元
素が均一に混合されるという別の効果もある。
実施例 １
先端をノズル状にしぼつた石英管にWO3と0.3
重量％のCr2O3を混合した粉末を入れ、これを
1500℃に昇温した炉内に入れて５分間保持したの
ち、急速に下方炉外に移動させ、同時に前記石英
管内に2.5Kg/cm2のArガスを導入して溶融WO3を
石英管先端部より噴出させた。石英管先端部の直
下２mmには、予め周速30m/secで回転する外形
300mmの銅製回転冷却体の最上部を位置させ、噴
出WO3をこの回転体に衝突させることにより急
冷し、薄片状の急冷酸化物を得た。次に、この薄
片状急冷酸化物を、1100℃に昇温したH2／CH4＝
１／１の混合ガス雰囲気内に設置し、１時間保持
したのち冷却し、合成粉末を取出した。
重量％のCr2O3を混合した粉末を入れ、これを
1500℃に昇温した炉内に入れて５分間保持したの
ち、急速に下方炉外に移動させ、同時に前記石英
管内に2.5Kg/cm2のArガスを導入して溶融WO3を
石英管先端部より噴出させた。石英管先端部の直
下２mmには、予め周速30m/secで回転する外形
300mmの銅製回転冷却体の最上部を位置させ、噴
出WO3をこの回転体に衝突させることにより急
冷し、薄片状の急冷酸化物を得た。次に、この薄
片状急冷酸化物を、1100℃に昇温したH2／CH4＝
１／１の混合ガス雰囲気内に設置し、１時間保持
したのち冷却し、合成粉末を取出した。
この合成粉末は、Ｘ線解析によりWC結晶構造
を有すること、またSEM（Scanning Electron
Microscope）で平均粒度が0.3μｍであることが
それぞれ確認できた。
を有すること、またSEM（Scanning Electron
Microscope）で平均粒度が0.3μｍであることが
それぞれ確認できた。
実施例 ２
WO3に0.4重量％のCr2O3を混合し、実施例１
と同様の方法により急冷薄片状の酸化物を作成し
た。該薄片状の急冷酸化物を次にカーボン容器に
移し、H2／CH4＝１／２の混合ガス雰囲気中に設
置した。このときの圧力は0.7Torrであつた。次
に外部より高周波加熱を行い、前記カーボン容器
を1100℃に加熱すると同時に、H2／CH4混合ガス
をプラズマ化した。この状態で１時間保持し、還
元および炭化反応を十分に促進せしめたのち、冷
却した。
と同様の方法により急冷薄片状の酸化物を作成し
た。該薄片状の急冷酸化物を次にカーボン容器に
移し、H2／CH4＝１／２の混合ガス雰囲気中に設
置した。このときの圧力は0.7Torrであつた。次
に外部より高周波加熱を行い、前記カーボン容器
を1100℃に加熱すると同時に、H2／CH4混合ガス
をプラズマ化した。この状態で１時間保持し、還
元および炭化反応を十分に促進せしめたのち、冷
却した。
得られた合成粉末は、Crを含有したWCである
ことをＸ線解析およびICPで確認した。また、
SEM観察により平均粒度は0.2μｍであることを
確認した。
ことをＸ線解析およびICPで確認した。また、
SEM観察により平均粒度は0.2μｍであることを
確認した。
次に、合成された粉末を用い、組成WC−12％
Coの超硬合金を作成した。ただし、混合は１重
量％のパラフインワツクスとともにボールミルに
て湿式混合を行い、乾燥後プレス体を作製した。
該プレス体を1375℃×1h真空中にて焼結した。
Coの超硬合金を作成した。ただし、混合は１重
量％のパラフインワツクスとともにボールミルに
て湿式混合を行い、乾燥後プレス体を作製した。
該プレス体を1375℃×1h真空中にて焼結した。
本焼結体の組織は極めて均質で、かつWCの平
均粒度は0.25μｍであつた。なお、異常成長した
巨大WCは、観察した視野内で１つも存在が確認
されなかつた。このように、本発明によるCr含
有WCは粒成長に関し、極めて安定であることが
わかる。
均粒度は0.25μｍであつた。なお、異常成長した
巨大WCは、観察した視野内で１つも存在が確認
されなかつた。このように、本発明によるCr含
有WCは粒成長に関し、極めて安定であることが
わかる。
このように、溶融WO3に金属、Cr酸化物また
は他のCr化合物を添加したのち急冷し、該急冷
酸化物をH2とCH4の混合ガス中で還元、炭化させ
る本発明方により、微細で不純物が少なく、かつ
粒成長に対して極めて安定なWC粉末を得ること
ができるため、その工業上の効果は大である。
は他のCr化合物を添加したのち急冷し、該急冷
酸化物をH2とCH4の混合ガス中で還元、炭化させ
る本発明方により、微細で不純物が少なく、かつ
粒成長に対して極めて安定なWC粉末を得ること
ができるため、その工業上の効果は大である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ WO3にCrを含んだ溶融酸化物を、冷却体に
噴射して冷却速度104℃／秒以上で急冷したの
ち、この急冷固溶酸化物をH2とCH4の混合比が
１／10〜100／１の混合ガス下において、1100℃
以上に加熱することを特徴とするタングステンと
クロムの固溶炭化物粉末の製造方法。 ２ WO3にCrを含んだ溶融酸化物を、冷却体に
噴射して冷却速度104℃／秒以上で急冷したの
ち、この冷却固溶酸化物を、H2とCH4の混合比が
１／10〜100／１の混合ガスに外部より電気エネ
ルギーを加えてプラズマ化した0.1〜20Torrの減
圧雰囲気下において、1100℃以上に加熱すること
を特徴とするタングステンとクロムの固溶炭化物
粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57128640A JPS5921515A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 固溶炭化物粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57128640A JPS5921515A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 固溶炭化物粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5921515A JPS5921515A (ja) | 1984-02-03 |
| JPS6132253B2 true JPS6132253B2 (ja) | 1986-07-25 |
Family
ID=14989815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57128640A Granted JPS5921515A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 固溶炭化物粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5921515A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4889115B2 (ja) * | 2006-09-30 | 2012-03-07 | 積水樹脂株式会社 | 線条体架設装置 |
-
1982
- 1982-07-23 JP JP57128640A patent/JPS5921515A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5921515A (ja) | 1984-02-03 |
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