WO2006080302A1 - 複合耐摩耗部材及びその製造方法 - Google Patents

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WO2006080302A1
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phosphorus
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Nobuhiro Kuribayashi
Kozo Ishizaki
Koji Matsumaru
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Tix Corporation
Nagaoka University Of Technology
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
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    • C22C29/08—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
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Definitions

  • the present invention relates to a dense and high-hardness composite wear-resistant member containing ultrahard particles (diamond grains or cBN grains (cubic boron nitride)) and a method for producing the same.
  • ultrahard particles diamond grains or cBN grains (cubic boron nitride)
  • a sintered body containing diamond particles is generally produced under high temperature and ultrahigh pressure.
  • a method for producing a sintered body of diamond, WC, and iron-based metal quickly under pressure has been researched using an electric discharge sintering method rather than an ultrahigh pressure (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • the diamond becomes unstable, and the diamond changes to carbon at high temperatures during sintering. If the surroundings of the diamond grains are carbonized, the carbonized parts will wear out quickly and the diamond grains will fall off.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 5-1304
  • Patent Document 2 JP-A-6-287076
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 5-239585
  • Patent Document 4 JP-A-9 194978
  • Patent Document 5 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-192760
  • a main object of the present invention is to provide a composite wear-resistant member capable of reducing the sintering temperature to prevent carbonization of the surface of ultra-hard particles such as diamond and a method for producing the same.
  • a hard particle comprising diamond grains and WC grains, and a binder containing an iron group metal containing phosphorus, the weight of phosphorus Combined with SWC grains
  • a composite wear-resistant member is provided which is characterized by being 0.01% to 2.0% of the total weight of the material.
  • diamond grains as hard particles individually and independently, there are dispersed in the binder in the WC, diamond grains is 1 to 60 vol 0/0, preferably 5 to 40% binder 3 to 30%, desirably 6 to 25% by weight.
  • the particle diameter of the diamond as the hard particles is 1000 ⁇ m or less, preferably 5 to 100 ⁇ m.
  • the particle size of WC is 10 ⁇ m or less, preferably 0.5 to 5 ⁇ m.
  • the method of manufacturing a composite wear-resistant member is characterized by including a step of adjusting the sintering temperature to 900 ° C. to 1100 ° C. and a step of hot press sintering or discharge sintering. Provided.
  • the weight percent of phosphorus is adjusted to 0.01% to 2.0% with respect to the total weight of the WC grains and the binder.
  • the volume percentage of the diamond grains is 1 to 60%, preferably 5 to 40%.
  • the binder is 3 to 30%, preferably 6 to 25% by weight.
  • the particle diameter of the diamond as the hard particles is 1000 ⁇ m or less, preferably 5 to 100 ⁇ m.
  • the particle size of WC is 10 ⁇ m or less, preferably 0.5 to 5 ⁇ m.
  • the ratio of phosphorus is adjusted so that the proper sintering temperature of the material composed of ultra-hard particles containing diamond grains and a phosphorus-containing binder is 900 ° C to 1100 ° C.
  • Hot press sintering or spark sintering can be performed at a low temperature. Due to the low sintering temperature, diamond particles that hardly change the surface of the diamond particles to form a carbonized layer can be dispersed at low cost without altering the diamond into WC particles and phosphorus-containing iron group metals. It can be made.
  • the composite wear-resistant member according to the present invention has a ratio of phosphorus so that the proper sintering temperature of the ultra-hard particles containing diamond grains and the phosphorus (P) -containing material is 900 ° C to 1100 ° C. The greatest feature is in adjusting the angle.
  • This composite wear-resistant member is manufactured by hot press sintering or electric discharge sintering.
  • Hot press sintering is the induction heating or sintering of a graphite coil or a graphite die while being pressure-molded.
  • Discharge sintering is a method of heating and sintering by applying a pulse current to a dalafite die while being pressure-molded. It is to conclude.
  • the ultra-hard particles are composed of diamond grains and WC grains, and the binder is composed of a phosphorus-containing iron group metal, and 0.01% to 2.% of the total weight of phosphorus weight ° / 3 ⁇ 4 WC and iron group metal. 0%.
  • the amount of phosphorus added was also set with a sintering temperature of 1000 ° C as a guideline for preventing the deterioration of carbon in the diamond.
  • the upper limit of phosphorus content is preferably 1.0%.
  • Diamond grains as ultra-hard particles are independently present and dispersed in WC and phosphorus-containing iron group metal, and the volume percentage of diamond grains is 1 to 60 volume%.
  • the reason why the upper limit of the diamond-added caro is set to 60% by volume is that if the upper limit is exceeded, the composite wear-resistant member cannot obtain sufficient toughness against impact.
  • the reason why the lower limit is set to 1% is that no effect on wear resistance can be expected below this value.
  • the amount of diamond added is preferably 5 to 40% by volume.
  • the phosphorus-containing iron group metal as a binder is 3 to 30% by weight. If it is 3% or less, sufficient toughness of the material cannot be obtained, and the diamond particles cannot be sufficiently protected from the impact force. On the other hand, if it is 30% or more, sufficient ground hardness (abrasion resistance) cannot be obtained.
  • the preferred range is 6-25% by weight.
  • the particle diameter of diamond as ultra-hard particles is 1000 ⁇ m or less. However, if the particle size is 5 ⁇ m or less, the surface area increases and the surroundings of the liquid phase deteriorate during sintering, causing problems in sinterability. On the other hand, when the thickness exceeds 100 ⁇ m, fracture within the diamond tends to occur due to impact. Desirably 5 to: LOO m.
  • cBN grains can be used instead of diamond grains.
  • the particle size of WC is 10 ⁇ m or less. However, if it exceeds 5 ⁇ m, the hardness of the entire wear-resistant member is greatly reduced, and the compressive strength is also reduced. On the other hand, grains of 0.5 m or less are uncommon due to severe sintering conditions. Desirably, it is 0.5 to 5 / ⁇ ⁇ .
  • WC grains can be used alone or in combination with metal carbides such as TiC, TaC and VC.
  • particle size 2 mu m WC 82 weight 0/0, 15 weight Co of particle size 2 ⁇ 3 ⁇ m 0/0, NiP (P content 1 0.7% 400 mesh or less) 3 Weight % was weighed and ball milled in alcohol for 48 hours. 300 grams of this mixed powder was sampled, 10 grams of diamond having a particle size of 50 to 70 / zm was added, mixed in an alcohol solution, and dried.
  • Fig. 1 shows an example of observation with an optical microscope.
  • the amount of added diamond with a particle size of 50-70 ⁇ m was 20 g, and the diamond grains were more than 20% by volume in the fine structure of WC and phosphorus-containing iron group metal.
  • a dispersed composite wear-resistant member could be produced.
  • Figure 2 shows an example of observation with an optical microscope.
  • the amount of added diamond having a particle size of 50 to 70 ⁇ m is 50 g, and the diamond grains are about 40% by volume in the fine structure of WC and phosphorus-containing iron group metal.
  • a dispersed composite wear-resistant member could be produced.
  • Fig. 3 shows an observation example using an optical microscope.
  • Figures 7 and 8 show the results of examining the carbonization and alteration of diamond particles using a scanning electron microscope.
  • the composite wear resistant diamond ( Figure 8) sintered at 1000 ° C according to the present invention has a smooth appearance.
  • diamond particles sintered at 1230 ° C (Fig. 7) are extremely rough due to lack of the outer periphery of the diamond particles.
  • the depth of the recesses around the diamond particles protruding on the polished surface was measured with a laser microscope. As shown in Fig. 10, there are no depressions around the diamond of the composite wear-resistant member sintered at 1000 ° C. On the other hand, the diamond particles sintered at 1230 ° C have depressions around the diamond particles as shown in FIG. This is probably because the surface of the diamond was removed due to the deterioration of the diamond.
  • test specimens were prepared with only WC and phosphorus-containing iron group metals not containing diamond grains.
  • Three types of mixed powders with different phosphorus contents were produced by the ball mill mixing method as in the above example, and 20 grams of each was placed in a mold with a diameter of 20 mm, pressure 4 OMPa, temperature 1000 Spark sintering was performed under the conditions of holding at 10 ° C. for 10 minutes.
  • Table 1 shows the results of comparison tests with commercially available cemented carbides of the same hardness level. Commercial cemented carbide is manufactured at a sintering temperature of 1390 ° C. Fracture toughness value (comparison with commercially available cemented carbide)
  • Sample 1 was capable of measuring properties due to poor sintering at 1000 ° C, but a good structure was obtained by sintering at 1100 ° C.
  • Samples 2 to 5 are maintained at the same level as commercially available cemented carbide materials! /, The toughness value of Sample 6 is slightly lower than that of commercially available cemented carbide, In addition, nickel bule is conspicuous, but it is a value that can be used sufficiently depending on the application.
  • Fig. 6 shows the results of examining the temperature and shrinkage rate during the spark sintering process for a material containing phosphorus added to 82WC-18Co.
  • shrinkage rate (%) is the amount of shrinkage of a completely sintered body. The amount of shrinkage of the sample at each temperature when 100 is represented. The temperature was raised to 10 50 ° C at 20 ° C per minute. The shrinkage rate was calculated from the dimensional change when each temperature was reached.
  • FIG. 1 is a photograph showing the structure of a sample of Example 1 using an optical microscope.
  • FIG. 2 is a photograph showing the structure of the sample of Example 2 using an optical microscope.
  • FIG. 3 is a photograph showing the structure of the sample of Example 3 using an optical microscope.
  • FIG. 4 is a photograph showing the structure of the sample of Example 4 using a scanning electron microscope.
  • FIG. 5 is a photograph showing the structure of the sample of Example 5 using an optical microscope.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between temperature and shrinkage rate in the hot press sintering process.
  • FIG. 7 is a photograph showing a structure of a composite wear-resistant member sintered at 1230 ° C. by a scanning electron microscope.
  • FIG. 8 is a photograph showing the structure of a composite wear-resistant member sintered at 1000 ° C. by scanning electron microscope.
  • FIG. 9 shows the result of measuring the depth of the depression around the diamond particles protruding and remaining on the polished surface of the composite wear-resistant member sintered at 1230 ° C with a laser microscope.
  • FIG. 10 shows the result of measuring the depth of the depression around the diamond particles protruding and remaining on the polished surface of the composite wear-resistant member sintered at 100 ° C. with a laser microscope.

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Abstract

　ダイヤモンド等の超硬質粒子の周囲の炭素化を防ぐために焼結温度を低温にすることが可能な複合耐摩耗部材及びその製造法を提供すること。 　ダイヤモンド粒とＷＣ粒からなる硬質粒子と、燐を含有する鉄族金属を結合材とし、燐の重量％がＷＣ粒と結合材の合計重量に対し０．０１％～２．０％であることを特徴とする。

Description

明 細 書
複合耐摩耗部材及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は超硬質粒子 (ダイヤモンド粒或いは cBN粒 (立方晶窒化硼素) )を含有す る緻密で高硬度な複合耐摩耗用部材及びその製造方法に関係する。
背景技術
[0002] ダイヤモンド粒子を含む焼結体は一般に高温、超高圧下で製造される。しかし近年 放電焼結法を用いて超高圧ではな 、圧力で素早くダイヤモンドと WCと鉄系金属の 焼結体を製造する方法が研究されている (特許文献 1、特許文献 2参照)。しかしなが ら超高圧下でない場合、ダイヤモンドは不安定な状態になり、焼結時の高温度でダイ ャモンドは炭素に変質してしまう。ダイヤモンド粒の周囲が炭化すればその炭化部が 早々に摩滅してダイヤモンド粒が脱落する。
[0003] このような変質を防ぐためダイヤモンドに各種のコーティングを施す研究がなされて いる（特許文献 3〜5参照)。
[0004] 特許文献 1：特開平 5— 1304号公報
特許文献 2：特開平 6 - 287076号公報
特許文献 3：特開平 5 - 239585号公報
特許文献 4：特開平 9 194978号公報
特許文献 5：特開 2001— 192760号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明の主な目的は、ダイヤモンド等の超硬質粒子表面の炭化を防ぐために焼結 温度を低温にする事が可能な複合耐摩耗部材及びその製造方法を提供すること〖こ ある。
課題を解決するための手段
[0006] 上記目的を達成するために本発明によれば、ダイヤモンド粒と WC粒カゝらなる硬質 粒子と、燐を含有する鉄族金属を含む結合材とを有し、燐の重量 °/ SWC粒と結合 材の合計重量に対し 0. 01%〜2. 0%であることを特徴とする複合耐摩耗部材が提 供される。
前記硬質粒子としてのダイヤモンド粒は個々に独立し、 WCと結合材中に分散して 存在し、ダイヤモンド粒は 1〜60体積0 /0であり、望ましくは 5〜40%であり、結合材は 3〜30%であり、望ましくは 6〜25重量％である。
前記硬質粒子としてのダイヤモンドの粒径は 1000 μ m以下であり、望ましくは 5〜 100 μ mである。 WCの粒径は 10 μ m以下、望ましくは 0. 5〜5 μ mである。
ダイヤモンド粒の代わりに cBN粒を用いてもよ!、。
[0007] また、上記目的を達成するために本発明によればダイヤモンド粒と WC (タンダステ ンカーバイド)粒からなる硬質粒子と、燐 (P)を含有する結合材とを含む材料の燐の 割合を調整して焼結適正温度を 900°C〜1100°Cとする工程と、ホットプレス焼結ま たは放電焼結をする工程を含むことを特徴とする複合耐摩耗部材の製造方法が提 供される。
前記焼結適正温度を 900°C〜1100°Cとする工程では、 WC粒と結合材の合計重 量に対し燐の重量％を 0. 01%〜2. 0%に調整する。
前記ダイヤモンド粒の体積％は 1〜60%であり、望ましくは 5〜40%である。前記 結合材は 3〜30%であり、望ましくは 6〜25重量％である。
前記硬質粒子としてのダイヤモンドの粒径は 1000 μ m以下であり、望ましくは 5〜 100 μ mである。 WCの粒径は 10 μ m以下、望ましくは 0. 5〜5 μ mである。
ダイヤモンド粒の代わりに cBN粒を用いてもよ!、。
発明の効果
[0008] 本発明によれば、ダイヤモンド粒を含む超硬質粒子と燐含有結合材からなる材料 の焼結適正温度が 900°C〜1100°Cになるよう燐の割合を調整しているので、低温 でホットプレス焼結または放電焼結をすることができる。焼結適正温度が低 、ため、 ダイヤモンド粒子表面が変質して炭化層を生じることが殆どなぐダイヤモンド粒子を WC粒子と燐含有鉄族金属の中にダイヤモンドを変質させること無ぐかつ安価に分 散させることが出来る。
発明を実施するための最良の形態 [0009] 本発明による複合耐摩耗部材は、ダイヤモンド粒を含む超硬質粒子と燐 (P)含有 結合材カもなる材料の焼結適正温度が 900°C〜1100°Cになるよう燐の割合を調整 する点に最大の特徴がある。この複合耐摩耗部材はホットプレス焼結または放電焼 結されて製造される。ホットプレス焼結とは加圧成型しながらグラフアイトコイルまたは グラフアイトダイを誘導加熱 '焼結することであり、放電焼結とは加圧成型しながらダラ ファイトダイへのパルス通電により加熱 ·焼結することである。焼結温度の下限を 900 °Cと設定した理由は、 880°C付近で燐含有鉄族金属に液相が発生し、急激に焼結 が加速されるからである。また上限を 1100°Cと設定した理由はこれ以上の温度域で はダイヤモンドが加速度的に炭素に変質する力もである。
[0010] 超硬質粒子はダイヤモンド粒と WC粒カゝらなり、結合材は燐含有鉄族金属からなり 、燐の重量 °/ ¾WCと鉄族金属の合計重量に対し 0. 01%〜2. 0%である。ダイヤ モンドの変質炭化防止の観点力も 1000°Cの焼結温度を目安として燐の添加量を設 定した。複合耐摩耗部材の強度を考慮すると燐含有量の上限は 1. 0%とするのが望 ましい。
[0011] 超硬質粒子としてのダイヤモンド粒は個々に独立し、 WCと燐含有鉄族金属中に分 散して存在し、ダイヤモンド粒の体積％は 1〜60体積％である。ダイヤモンド添カロの 上限を 60体積％に設定した理由は、これを超えると複合耐摩耗部材が衝撃に対して 十分な靭性が得られなくなるためである。下限を 1%に設定した理由は、これ以下で は耐摩耗性能に効果を期待出来な 、ためである。ダイヤモンド添加量は好ましくは 5 〜40体積％である。また、結合材である燐含有鉄族金属は 3〜30重量％である。 3 %以下では材料に十分な靭性が得られずダイヤモンド粒子を衝撃カゝら十分に保護 できず、他方 30%以上では十分な地の硬さ (耐摩耗性)が得られないことによる。望 ましくは 6〜25重量％である。
[0012] 超硬質粒子としてのダイヤモンドの粒径は 1000 μ m以下である。しかし 5 μ m以下 の細粒となると表面積が増加して焼結時に液相の回りが悪くなり焼結性に問題が生 じゃすい。他方 100 μ m以上になると衝撃によってダイヤモンド粒内破壊が生じやす い。望ましくは 5〜： LOO mである。
また、ダイヤモンド粒の代わりに cBN粒を用いることができる。 [0013] WCの粒径は 10 μ m以下である。し力し、 5 μ m以上になると耐摩耗部材全体の硬 さが大きく低下し、圧縮強度も低下する。他方 0. 5 m以下の粒は焼結条件が厳しく なり一般的でない。望ましくは 0. 5〜5 /ζ πιである。
また、 WC粒の代わりに TiC、 TaC、 VC等の金属炭化物を単独または組み合わせ て用いることが出来る。
実施例 1
[0014] 粒径 2 μ mの WCを 82重量0 /0、粒径 2〜3 μ mの Coを 15重量0 /0、 NiP (P含有量 1 0. 7% :400メッシュ以下） 3重量％を秤量してアルコール中で 48時間ボールミル混 合を行った。この混合粉末を 300グラム採取し、粒径 50〜70 /z mのダイヤモンド 10 グラムを添加し、アルコール溶液中で混合後乾燥した。
この混合物を 20グラム採取し、直径 20mmのモールドに型込めして圧力 40MPa、 温度 1000°C - 30分間保持の条件で真空ホットプレスを行った。 WCと燐含有鉄族 金属の微細な組織中に、ダイヤモンド粒が 10体積％強分散した複合耐摩耗部材を 製作することが出来た。光学顕微鏡による観察例を図 1に示す。
実施例 2
[0015] 実施例 1と同様な方法にて粒径 50〜70 μ mのダイヤモンド添力卩量を 20gとして、 W Cと燐含有鉄族金属の微細な組織中に、ダイヤモンド粒が 20体積％強分散した複合 耐摩耗部材を製作することが出来た。光学顕微鏡による観察例を図 2に示す。
実施例 3
[0016] 実施例 1と同様な方法にて粒径 50〜70 μ mのダイヤモンド添力卩量を 50gとして、 W Cと燐含有鉄族金属の微細な組織中に、ダイヤモンド粒が 40体積％程度分散した複 合耐摩耗部材を製作することが出来た。光学顕微鏡による観察例を図 3に示す。 実施例 4
[0017] 粒径が 10〜20 /ζ πιの微細なダイヤモンドを用いて、実施例 1と同様な方法にて、 WCと燐含有鉄族金属の微細な組織中に、微細なダイヤモンド粒が 10体積％強分 散した複合耐摩耗部材を製作することが出来た。走査電子顕微鏡による観察例を図 [0018] ダイヤモンドの代わりに粒径 50〜70 /ζ πιの cBN (チッ力ホウソ）を用いて実施例 1と 同様な手法で複合耐摩耗部材を製作した。 WCと燐含有鉄族金属の微細な組織中 に、 cBN粒が 30体積％強分散した複合耐摩耗部材を製作することが出来た。光学 顕微鏡による観察例を図 5に示す。
[0019] (各試験片の組織）
光学顕微鏡による組織観察ではダイヤモンドの炭素化は観察されな力つた。また組 織中の巣、クラック、空孔の存在は僅かで、微量の Niのプールが点在する状態であ つた o
[0020] (ダイヤモンド粒子の炭化）
ダイヤモンド粒子の炭化、変質状況を走査型電子顕微鏡で調べた結果を図 7、図 8 に示す。本発明に基づき 1000°Cで焼結した複合耐摩耗部材のダイヤモンド（図 8) は、滑らかな外観を示している。他方、 1230°Cで焼結したダイヤモンド粒子（図 7)は 、ダイヤモンド粒子の外周部が欠落し著しく粗くなつて 、る。
炭化、変質によるダイヤモンドの剥離、脱落を調べるため、研磨加工面に突起して 残存するダイヤモンド粒子周辺の窪みの深さをレーザー顕微鏡で測定した。図 10に 示すように、 1000°Cで焼結した複合耐摩耗部材のダイヤモンド周辺には窪みは発 生していない。他方、 1230°Cで焼結したダイヤモンド粒子は、図 9に示すようにダイ ャモンド粒子周辺に窪みが発生している。ダイヤモンドの劣化によりダイヤモンドの表 面がえぐり取られたためと考えられる。
[0021] (各試験片の研削による砲石の消耗量）
上記各実施例の試験片をダイヤモンド砲石によって同一量研削除去するに要する 砥石の消耗量を比較した。一般の超硬合金に比べダイヤモンド粒を添加した試験片 の切削は砲石の消耗量が極端に激しぐダイヤモンドの効果は顕著であった。超硬 合金に比べるとダイヤモンドを 10体積0 /0添加した試験片は 90倍、ダイヤモンドを 20 体積％添加した試験片は 120倍の量の砥石を消耗した。さらに研磨して組織観察を 行った結果、ダイヤモンド砥粒が脱落した状態は殆ど発見されず、ダイヤモンド砥粒 は研磨され難く浮き上がって存在して 、る。ダイヤモンドが極めて摩耗特性が優れて いることを示していると共に、燐含有合金を介してダイヤモンドは強固に保持されて いることがわ力る。以上のことから本部材は耐摩耗用複合部材として、十分なダイヤ モンド粒子保持力を持っていると判断することが出来る。
[0022] (WCと燐含有鉄族金属のみの試料の硬度、靭性等）
ダイヤモンド粒を取り巻く WCと燐含有鉄族金属の硬度と靭性を調査するため、ダイ ャモンド粒を含まない WCと燐含有鉄族金属のみの配合で試験片を製作した。 燐含有量を変化させた混合粉末を 3種類、上記実施例のようにボールミル混合の 手法で製作し、各 20グラムを直径 20mmのモールドに型込めして、真空中で圧力 4 OMPa、温度 1000°C、 10分間保持の条件で放電焼結を行った。市販の同一硬度レ ベルの超硬合金との比較試験結果を表 1に示す。なお、市販の超硬合金は、焼結温 度 1390°Cで製造されたものである。 破壊靭性値 （市販の超硬合金との比較)
Figure imgf000008_0001
試料 1は 1000°Cでは焼結不良で物性の測定が出来な力つたが、 1100°C焼結で 良好な組織が得られた。
試料 2〜試料 5につ 、ては巿販の超硬合金材料と同程度のレベルを維持して!/、る 試料 6の靭性値は市販の超硬合金に比べてやや低い値であり、また、ニッケルブー ルが目立つが用途によっては十分利用できる値である。
[0024] (燐の含有率と焼結体の収縮率）
次に 82WC— 18Coに燐を添カ卩した材料について、放電焼結過程での温度と収縮 率の経過を調べた結果を図 6に示す。ここで収縮率（％)とは完全焼結体の収縮量を 100とした場合の各温度における試料の収縮量を表す。昇温条件は毎分 20°Cで 10 50°Cまで昇温した。各温度到達時の寸法変化量から収縮率を算定した。
実際の焼結では最高温度で数分間の保持時間を設定するので、上記の各温度に おける収縮率の値は保持時間の設定で大幅に高くなる。例えば、図 6によれば燐 0. 2%で試料の 950°Cの収縮率は 62%であるが、 10分の保持時間を与えると 98%迄 上昇した。なお、図 6において 82WC—18Coとあるのは燐無添カ卩（0%)の巿販超硬 材料である。
図面の簡単な説明
[図 1]光学顕微鏡による実施例 1の試料の組織を示す写真である。
[図 2]光学顕微鏡による実施例 2の試料の組織を示す写真である。
[図 3]光学顕微鏡による実施例 3の試料の組織を示す写真である。
[図 4]走査型電顕による実施例 4の試料の組織を示す写真である。
[図 5]光学顕微鏡による実施例 5の試料の組織を示す写真である。
[図 6]ホットプレス焼結過程での温度と収縮率の関係を示す図である。
[図 7]1230°Cで焼結した複合耐摩耗部材の走査型電顕による組織を示す写真であ る。
[図 8]1000°Cで焼結した複合耐摩耗部材の走査型電顕による組織を示す写真であ る。
[図 9]1230°Cで焼結した複合耐摩耗部材の研磨加工面に突起して残存するダイヤ モンド粒子周辺の窪みの深さをレーザー顕微鏡で測定した結果を示す。
[図 10]lOOO°Cで焼結した複合耐摩耗部材の研磨加工面に突起して残存するダイヤ モンド粒子周辺の窪みの深さをレーザー顕微鏡で測定した結果を示す。

Claims

請求の範囲
[1] ダイヤモンド粒と WC粒からなる硬質粒子と、燐を含有する鉄族金属を結合材とし、
Figure imgf000010_0001
01%〜2. 0%であることを特徴 とする複合耐摩耗部材。
[2] 前記硬質粒子としてのダイヤモンド粒は個々に独立し、 WCと結合材中に分散して 存在し、ダイヤモンド粒は 1〜60体積0 /0、結合材は 3〜30重量％とすることを特徴と する請求項 1記載の複合耐摩耗部材。
[3] 前記硬質粒子としてのダイヤモンドの粒径は 1000 μ m以下であることを特徴とする 請求項 1または 2記載の複合耐摩耗部材。
[4] ダイヤモンド粒の代わりに cBN粒を用いた請求項 1〜3記載の複合耐摩耗部材。
[5] ダイヤモンド粒と WC粒からなる硬質粒子と、燐 (P)を含有する鉄族金属を含む結 合材の燐の割合を調整して焼結適正温度を 900°C〜1100°Cとする工程と、ホットプ レス焼結または放電焼結をする工程を含むことを特徴とする複合耐摩耗部材の製造 方法。
[6] 前記焼結適正温度を 900°C〜1100°Cとする工程で、 WC粒と結合材の合計重量 に対し燐の重量％を 0. 01%〜2. 0%に調整することを特徴とする請求項 5記載の 複合耐摩耗部材の製造方法。
[7] 前記ダイヤモンド粒は 1〜60体積％であり、前記結合材は 3〜30重量％であること を特徴とする請求項 5または 6記載の複合耐摩耗部材の製造方法。
[8] 前記硬質粒子としてのダイヤモンドの粒径は 1000 μ m以下であり、 WCの粒径は 0
. 5〜5 μ mであることを特徴とする請求項 5〜7の 、ずれかの項に記載の複合耐摩 耗部材の製造方法。
[9] ダイヤモンド粒の代わりに cBN粒を用いた請求項 5〜8の!、ずれかの項に記載の 複合耐摩耗部材の製造方法。
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