JPS647141B2 - - Google Patents
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- JPS647141B2 JPS647141B2 JP59082581A JP8258184A JPS647141B2 JP S647141 B2 JPS647141 B2 JP S647141B2 JP 59082581 A JP59082581 A JP 59082581A JP 8258184 A JP8258184 A JP 8258184A JP S647141 B2 JPS647141 B2 JP S647141B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、高硬度および高靭性を有し、特に
これらの特性が要求される切削工具や耐摩耗工具
として用いた場合にすぐれた性能を発揮するタン
グステン（以下Ｗで示す）基焼結材料の製造方法
に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、原料粉末として、Ｗ粉末、元素周期律表
の4aおよび5a族金属の炭化物、窒化物、および
炭窒化物、並びに6a族金属の炭化物、さらにこ
れらの２種以上の固溶体（以下、これら全体を総
称して（Ｍ）Ｃ・Ｎで示す）からなる粉末、酸化
マグネシウム、酸化イツトリウム、および酸化ア
ルミニウム（以下、それぞれMgO、Y2O3、およ
びAl2O3で示し、かつこれらを総称して金属酸化
物という）からなる粉末を用い、これら原料粉末
を、Ｗ粉末：100重量部に対して、（Ｍ）Ｃ・Ｎの
うちの１種または２種以上の粉末：15〜100重量
部の割合で配合し、さらに必要に応じて金属酸化
物粉末のうちの１種または２種以上：0.05〜５重
量部を配合し、通常の条件で、混合した後、圧粉
体にプレス成形し、焼結することによつてＷ基焼
結材料を製造する方法が知られている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、上記の従来Ｗ基焼結材料の製造方法に
おいては、十分満足する焼結性を示さないため、
材料の硬さおよび靭性が不十分で、これを切削工
具や耐摩耗工具として用いた場合、十分満足する
性能を発揮しないのが現状である。 〔課題を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、従来方法によつて製造されたＷ基焼結材料に
比して、一段と高い硬さと靭性をもつたＷ基焼結
材料を開発すべく研究を行なつた結果、原料粉末
として、Ｗ酸化物粉末と（Ｍ）Ｃ・Ｎ粉末、さら
に必要に応じて金属酸化物粉末を用い、これら原
料粉末を所定の配合組成に配合し、混合した状態
で、水素または水素含有雰囲気中で水素還元し
て、Ｗ基複合粉末を製造し、このＷ基複合粉末を
出発原料として用い、通常の条件でＷ基焼結材料
を製造すると、前記Ｗ基複合粉末は表面が活性化
しており、この結果すぐれた焼結性を示すことか
ら、製造されたＷ基焼結材料は、従来方法によつ
て製造されたＷ基焼結材料に比して、一段とすぐ
れた硬さと靭性をもつようになるという知見を得
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、 Ｗ酸化物粉末：100重量部に対して、（Ｍ）Ｃ・
Ｎのうちの１種または２種以上の粉末：15〜100
重量部を配合し、さらに必要に応じて金属酸化物
のうちの１種または２種以上の粉末：0.05〜５重
量部を配合してなる混合粉末を、水素または水素
含有雰囲気中、750〜1300℃の範囲内の所定温度
で水素還元して、Ｗ基複合粉末を製造し、 ついで、このＷ基複合粉末により、通常の条
件、すなわち500〜4000Kg／cm2の圧力でプレス成
形して圧粉体を成形し、還元性雰囲気中、真空
中、あるいは不活性雰囲気中、1400〜2000℃の範
囲内の所定温度で、常圧焼結あるいはホツトプレ
スし、さらに必要に応じて熱間静水圧プレス
（HIP）や熱間塑性加工を施す通常の条件にて、
高硬度および高靭性を有するＷ基焼結材料を製造
する方法に特徴を有するものである。 つぎに、この発明の方法において製造条件を上
記の通りに限定した理由を説明する。 (a) （Ｍ）Ｃ・Ｎの配合量 これらの成分には、材料の硬さを向上させ、も
つて耐摩耗性を向上させる作用があるが、その配
合量がＷ酸化物粉末：100重量部に対して（以下
同じ）、15重量部未満では所望の耐摩耗性を確保
することができず、一方その配合量が100重量部
を越えると靭性が急激に低下するようになること
から、その配合量を15〜100重量部と定めた。 (b) 金属酸化物の配合量 これらの金属酸化物は、水素還元処理でも還元
されずに酸化物のままでＷ基複合粉末中に残り、
焼結時に焼結性を一段と向上させる作用を発揮
し、かつ焼結時にも還元されずに微細な酸化物の
形でＷ基焼結材料中に均一に分散した状態で存在
し、耐摩耗性を改善する作用があるので必要に応
じて配合されるが、その配合量が0.05重量部未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方その
配合量が５重量部を越えると材料の靭性が低下す
るようになることから、その配合量を0.05〜５重
量部と定めた。 (c) 水素還元温度 水素還元は、密閉した反応容器内で、純粋な水
素あるいは分解アンモニアガスなどの水素含有ガ
スの雰囲気中で、通常、水素ガスの全圧あるいは
分圧を0.5〜２気圧とした状態で、0.5〜５時間程
度の反応時間を要して行なわれるが、その温度
が、750℃未満ではＷ酸化物の還元が十分に進ま
ず、一方その温度が1300℃を越えると、還元時に
発生する水によつて（Ｍ）Ｃ・Ｎ粒子が酸化され
る割合が増加するようになるばかりでなく、Ｗ粒
子の寸法が増大するようになつて焼結性が低下す
るようになることから、その温度を750〜1300℃
と定めた。なお、この水素還元によつて、基本的
にＷ酸化物粉末は活性化された微細なＷ粒子とな
り、これらのＷ粒子の間に（Ｍ）Ｃ・Ｎ粒子、さ
らに必要に応じて金属酸化物粒子が均一に分散し
た組織を有するＷ基複合粉末が得られるのであ
る。 〔実施例〕 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。 原料粉末として、いずれも0.1〜1.0μmの範囲内
の平均粒径を有する、WO2、WO3、およびW2O5
からなる３種のＷ酸化物粉末、各種の（Ｍ）Ｃ・
Ｎ粉末、さらにMgO、Y2O3、およびAl2O3から
なる３種の金属酸化物粉末を用意し、これら原料
粉末をそれぞれ第１表に示される配合組成に配合
し、ライカイ機で１時間乾式混合した後、この混
合粉末を耐熱ボートに入れた状態で反応容器に装
入し、いずれも水素分圧：760torr、温度：1100
℃、時間：60分の条件で水素還元処理を行なうこ
とによつて、同じく第１表に示される平均粒径お
よび組成を有するＷ基複合粉末を製造し、ついで
このＷ基複合粉末を1500Kg／cm2の圧力で圧粉体に
成形し、この圧粉体を、10-2torrの真空中、1600
〜1800℃の範囲内の所定温度に１時間保持の条件
にて焼結することにより本発明
これらの特性が要求される切削工具や耐摩耗工具
として用いた場合にすぐれた性能を発揮するタン
グステン（以下Ｗで示す）基焼結材料の製造方法
に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、原料粉末として、Ｗ粉末、元素周期律表
の4aおよび5a族金属の炭化物、窒化物、および
炭窒化物、並びに6a族金属の炭化物、さらにこ
れらの２種以上の固溶体（以下、これら全体を総
称して（Ｍ）Ｃ・Ｎで示す）からなる粉末、酸化
マグネシウム、酸化イツトリウム、および酸化ア
ルミニウム（以下、それぞれMgO、Y2O3、およ
びAl2O3で示し、かつこれらを総称して金属酸化
物という）からなる粉末を用い、これら原料粉末
を、Ｗ粉末：100重量部に対して、（Ｍ）Ｃ・Ｎの
うちの１種または２種以上の粉末：15〜100重量
部の割合で配合し、さらに必要に応じて金属酸化
物粉末のうちの１種または２種以上：0.05〜５重
量部を配合し、通常の条件で、混合した後、圧粉
体にプレス成形し、焼結することによつてＷ基焼
結材料を製造する方法が知られている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、上記の従来Ｗ基焼結材料の製造方法に
おいては、十分満足する焼結性を示さないため、
材料の硬さおよび靭性が不十分で、これを切削工
具や耐摩耗工具として用いた場合、十分満足する
性能を発揮しないのが現状である。 〔課題を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、従来方法によつて製造されたＷ基焼結材料に
比して、一段と高い硬さと靭性をもつたＷ基焼結
材料を開発すべく研究を行なつた結果、原料粉末
として、Ｗ酸化物粉末と（Ｍ）Ｃ・Ｎ粉末、さら
に必要に応じて金属酸化物粉末を用い、これら原
料粉末を所定の配合組成に配合し、混合した状態
で、水素または水素含有雰囲気中で水素還元し
て、Ｗ基複合粉末を製造し、このＷ基複合粉末を
出発原料として用い、通常の条件でＷ基焼結材料
を製造すると、前記Ｗ基複合粉末は表面が活性化
しており、この結果すぐれた焼結性を示すことか
ら、製造されたＷ基焼結材料は、従来方法によつ
て製造されたＷ基焼結材料に比して、一段とすぐ
れた硬さと靭性をもつようになるという知見を得
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、 Ｗ酸化物粉末：100重量部に対して、（Ｍ）Ｃ・
Ｎのうちの１種または２種以上の粉末：15〜100
重量部を配合し、さらに必要に応じて金属酸化物
のうちの１種または２種以上の粉末：0.05〜５重
量部を配合してなる混合粉末を、水素または水素
含有雰囲気中、750〜1300℃の範囲内の所定温度
で水素還元して、Ｗ基複合粉末を製造し、 ついで、このＷ基複合粉末により、通常の条
件、すなわち500〜4000Kg／cm2の圧力でプレス成
形して圧粉体を成形し、還元性雰囲気中、真空
中、あるいは不活性雰囲気中、1400〜2000℃の範
囲内の所定温度で、常圧焼結あるいはホツトプレ
スし、さらに必要に応じて熱間静水圧プレス
（HIP）や熱間塑性加工を施す通常の条件にて、
高硬度および高靭性を有するＷ基焼結材料を製造
する方法に特徴を有するものである。 つぎに、この発明の方法において製造条件を上
記の通りに限定した理由を説明する。 (a) （Ｍ）Ｃ・Ｎの配合量 これらの成分には、材料の硬さを向上させ、も
つて耐摩耗性を向上させる作用があるが、その配
合量がＷ酸化物粉末：100重量部に対して（以下
同じ）、15重量部未満では所望の耐摩耗性を確保
することができず、一方その配合量が100重量部
を越えると靭性が急激に低下するようになること
から、その配合量を15〜100重量部と定めた。 (b) 金属酸化物の配合量 これらの金属酸化物は、水素還元処理でも還元
されずに酸化物のままでＷ基複合粉末中に残り、
焼結時に焼結性を一段と向上させる作用を発揮
し、かつ焼結時にも還元されずに微細な酸化物の
形でＷ基焼結材料中に均一に分散した状態で存在
し、耐摩耗性を改善する作用があるので必要に応
じて配合されるが、その配合量が0.05重量部未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方その
配合量が５重量部を越えると材料の靭性が低下す
るようになることから、その配合量を0.05〜５重
量部と定めた。 (c) 水素還元温度 水素還元は、密閉した反応容器内で、純粋な水
素あるいは分解アンモニアガスなどの水素含有ガ
スの雰囲気中で、通常、水素ガスの全圧あるいは
分圧を0.5〜２気圧とした状態で、0.5〜５時間程
度の反応時間を要して行なわれるが、その温度
が、750℃未満ではＷ酸化物の還元が十分に進ま
ず、一方その温度が1300℃を越えると、還元時に
発生する水によつて（Ｍ）Ｃ・Ｎ粒子が酸化され
る割合が増加するようになるばかりでなく、Ｗ粒
子の寸法が増大するようになつて焼結性が低下す
るようになることから、その温度を750〜1300℃
と定めた。なお、この水素還元によつて、基本的
にＷ酸化物粉末は活性化された微細なＷ粒子とな
り、これらのＷ粒子の間に（Ｍ）Ｃ・Ｎ粒子、さ
らに必要に応じて金属酸化物粒子が均一に分散し
た組織を有するＷ基複合粉末が得られるのであ
る。 〔実施例〕 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。 原料粉末として、いずれも0.1〜1.0μmの範囲内
の平均粒径を有する、WO2、WO3、およびW2O5
からなる３種のＷ酸化物粉末、各種の（Ｍ）Ｃ・
Ｎ粉末、さらにMgO、Y2O3、およびAl2O3から
なる３種の金属酸化物粉末を用意し、これら原料
粉末をそれぞれ第１表に示される配合組成に配合
し、ライカイ機で１時間乾式混合した後、この混
合粉末を耐熱ボートに入れた状態で反応容器に装
入し、いずれも水素分圧：760torr、温度：1100
℃、時間：60分の条件で水素還元処理を行なうこ
とによつて、同じく第１表に示される平均粒径お
よび組成を有するＷ基複合粉末を製造し、ついで
このＷ基複合粉末を1500Kg／cm2の圧力で圧粉体に
成形し、この圧粉体を、10-2torrの真空中、1600
〜1800℃の範囲内の所定温度に１時間保持の条件
にて焼結することにより本発明
【表】
【表】
第１表および第２表に示される結果から、本発
明法１〜20で製造されたＷ基焼結材料は、出発原
料としてのＷ基複合粉末が著しく活性化した表面
を有し、すぐれた焼結性を示すことから、硬さお
よび靭性とも従来法１〜20で製造されたＷ基焼結
材料に比してすぐれ、かつすぐれた耐摩耗性を示
す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、従来
法によつて製造されるＷ基焼結材料に比して、高
硬度および高靭性を有するＷ基焼結材料を製造す
ることができ、したがつてこれを切削工具や、軸
受および線引きダイスなどの耐摩耗工具として使
用した場合にすぐれた性能を長期に亘つて発揮す
るのである。
明法１〜20で製造されたＷ基焼結材料は、出発原
料としてのＷ基複合粉末が著しく活性化した表面
を有し、すぐれた焼結性を示すことから、硬さお
よび靭性とも従来法１〜20で製造されたＷ基焼結
材料に比してすぐれ、かつすぐれた耐摩耗性を示
す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、従来
法によつて製造されるＷ基焼結材料に比して、高
硬度および高靭性を有するＷ基焼結材料を製造す
ることができ、したがつてこれを切削工具や、軸
受および線引きダイスなどの耐摩耗工具として使
用した場合にすぐれた性能を長期に亘つて発揮す
るのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ タングステン酸化物粉末：100重量部に対し
て、元素周期律表の4aおよび5a族金属の炭化物、
窒化物、および炭窒化物、並びに6a族金属の炭
化物、さらにこれらの２種以上の固溶体のうちの
１種または２種以上の粉末：15〜100重量部を配
合してなる混合粉末を、水素または水素含有雰囲
気中、750〜1300℃の範囲内の所定温度で水素還
元して、タングステン基複合粉末を製造し、 ついで、このタングステン基複合粉末より、通
常の条件で、圧粉体をプレス成形し、焼結するこ
とを特徴とするタングステン基焼結材料の製造方
法。 ２ タングステン酸化物粉末：100重量部に対し
て、元素周期律表の4aおよび5a族金属の炭化物、
窒化物、および炭窒化物、並びに6a族金属の炭
化物、さらにこれらの２種以上の固溶体のうちの
１種または２種以上の粉末：15〜100重量部と、
酸化マグネシウム、酸化イツトリウム、および酸
化アルミニウムのうちの１種または２種以上の粉
末：0.05〜５重量部とを配合してなる混合粉末
を、水素または水素含有雰囲気中、750〜1300℃
の範囲内の所定温度で水素還元して、タングステ
ン基複合粉末を製造し、 ついで、このタングステン基複合粉末より、通
常の条件で、圧粉体をプレス成形し、焼結するこ
とを特徴とするタングステン基焼結材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59082581A JPS60228634A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | タングステン基焼結材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59082581A JPS60228634A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | タングステン基焼結材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60228634A JPS60228634A (ja) | 1985-11-13 |
| JPS647141B2 true JPS647141B2 (ja) | 1989-02-07 |
Family
ID=13778442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59082581A Granted JPS60228634A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | タングステン基焼結材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60228634A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005085486A1 (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Mitsubishi Materials C.M.I. Corporation | 高強度および高硬度を有するタングステン系焼結材料およびそれからなる光学ガラスレンズの熱間プレス成形金型 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107744825A (zh) * | 2017-09-21 | 2018-03-02 | 阜阳师范学院 | 一种WO3/g‑C3N4B光催化剂的构筑及其制备和应用 |
| CN114540691B (zh) * | 2022-02-28 | 2022-11-11 | 中南大学 | 一种抗高热负荷冲击高强韧细晶w基复合材料及制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6245293A (ja) * | 1985-08-22 | 1987-02-27 | Nec Corp | 画像伝送方式 |
-
1984
- 1984-04-24 JP JP59082581A patent/JPS60228634A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005085486A1 (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Mitsubishi Materials C.M.I. Corporation | 高強度および高硬度を有するタングステン系焼結材料およびそれからなる光学ガラスレンズの熱間プレス成形金型 |
| US7615094B2 (en) | 2004-03-05 | 2009-11-10 | Mitsubishi Materials C.M.I. Corporation | Tungsten-based sintered material having high strength and high hardness, and hot press mold used for optical glass lenses |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60228634A (ja) | 1985-11-13 |
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