WO2007060907A1

WO2007060907A1 - タングステン合金粒、それを用いた加工方法およびその製造方法

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Publication number: WO2007060907A1
Application number: PCT/JP2006/323077
Authority: WO
Inventors: Shinji Kikuhara; Hitoshi Inoue; Noboru Uenishi; Satoshi Umemoto
Original assignee: A.L.M.T.Corp.
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2007-05-31
Also published as: TW200728005A; EP1955795B1; JPWO2007060907A1; US8025710B2; EP1955795A1; CN101316672A; KR20080071556A; TWI401124B; KR101274097B1; JP4916450B2; EP1955795A4; US20090169888A1; CN101316672B

Abstract

　形状加工するために用いられる補助材において、加工時間を短縮することができるとともに、被加工材に付与される形状の品質を低下させることがなく、相対的に製造コストが低い補助材、それを用いた加工方法、その製造方法を提供する。タングステン合金粒（１）は、８０質量％以上９８質量％以下のタングステンと、ニッケルと、鉄、銅およびコバルトからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属と、不可避的不純物とを含み、最大径が０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下、比表面積が０．０２ｍ２／ｇ以下である。タングステン合金粒（１、１０）と被加工材（３０）と研磨材（２０）とを混合して容器（１００）に入れた状態で容器（１００）を回転することによって被加工材（３０）の形状を加工する。タングステン合金粒（１）の製造方法は、造粒粉を有機バインダの軟化点以上の温度で撹拌した後、冷却することによって造粒粉を球状化する。

Description

明細書

タングステン合金粒、それを用いた加工方法およびその製造方法技術分野

[0001] この発明は、一般的にはタングステン合金粒、それを用いたカ卩ェ方法およびその製造方法に関し、特定的には水晶振動子等の圧電素子、電子デバイスなどを形状加工するために用いられるタングステン合金粒、それを用いたカ卩ェ方法およびその製造方法に関するものである。

背景技術

[0002] 従来から、水晶振動子等の圧電素子、電子デバイスなどの形状加工は、研磨材と被加工材、または研磨材と補助材と被加工材を混合して加工容器に入れた状態で、加工容器を回転させることにより、行われている。

[0003] たとえば、特開平 10— 217084号公報 (特許文献 1)には、矩形状 AT振動片の製造方法が記載されている。この製造方法では、球状ポットに研磨剤と矩形状 AT振動片を入れて、球状ポットを自転および公転することにより、矩形状 AT振動片の平面に斜面を形成する。

[0004] また、たとえば、特開 2002— 330042号公報 (特許文献 2)には、水晶振動子などのべべリング加工法が記載されている。この加工方法では、水晶振動子などの圧電素板と、アルミナ系の遊離研磨砥粒カゝらなる加工研磨材とに加えて、セラミック、榭脂材料、水晶材料、金属などカゝらなる球状または平板状の補助材を供給して、これらを加工筒に入れて、加工筒を回転することにより、圧電素板のベべリング力卩ェを行う。

[0005] このように上記の公報では、圧電素子、電子デバイスなどの形状加工にぉ、てカロェ効率を高めるために補助材が加えられて、る。

[0006] なお、従来のタングステン合金粒とその製造方法は、特許第 2987911号公報 (特許文献 3)、特開平 4— 308003号公報 (特許文献 4)に記載されている。

特許文献 1：特開平 10— 217084号公報

特許文献 2：特開 2002— 330042号公報

特許文献 3：特許第 2987911号公報特許文献 4：特開平 4 - 308003号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] し力しながら、従来の補助材をカ卩えても、加工時間の短縮には限度があり、加工に数日から 10日程度力かる場合もあり、大きな問題となっている。

[0008] また、補助材に比重の高い物質を用いると、補助材の自重が大きくなり、被加工材に加わる重量が大きくなるため、加工効率が向上する、すなわち、加工時間を短縮することができることが予想される。しかし、加工時間の短縮だけでなぐ被加工材に付与される形状の品質、製造コスト等も考慮する必要がある。このため、高比重の補助材は未だ実用化されて、な!/、。

[0009] そこで、この発明の目的は、形状カ卩ェするために用いられる補助材において、加工時間を短縮することができるとともに、被加工材に付与される形状の品質を低下させることがなく、相対的に製造コストが低い補助材、それを用いた加工方法およびその製造方法を提供することである。

課題を解決するための手段

[0010] この発明に従ったタングステン合金粒は、 80質量％以上 98質量％以下のタンダステンと、ニッケルと、鉄、銅およびコバルトからなる群より選ばれた少なくとも 1種の金属と、不可避的不純物とを含み、最大径が 0. 1mm以上 5. Omm以下であり、比表面積が 0. 02m²Zg以下である。なお、この発明のタングステン合金粒は、本発明の作用効果を損なわない限度において、ニッケル、鉄、銅、コバルト以外の他の元素を含んでいてもよぐたとえば、マンガン、モリブデン、シリコン、レニウム、クロム、チタン、バナジウム、ニオブ、タンタル等の元素を含んでいてもよい。

[0011] この発明に従ったタングステン合金粒は、当該タングステン合金粒の外表面におけるタングステン以外の元素の存在比率力当該タングステン合金粒の内部におけるタングステン以外の元素の存在比率よりも大き、ことが好まし、。

[0012] この発明に従ったタングステン合金粒は、形状を加工するために被加工材と混合して用いられるのが好ましい。

[0013] また、この発明に従ったタングステン合金粒の炭素含有量は 0. 01質量％以下であるのが好ましい。

[0014] この発明に従ったタングステン合金粒を用いたカ卩ェ方法は、上述の、ずれかの特徴を有するタングステン合金粒と被加工材と研磨材とを混合して容器に入れた状態で、容器を回転することによって被加工材の形状を加工する。

[0015] この発明に従ったタングステン合金粒を用いたカ卩ェ方法にぉヽては、被加工材は水晶片であるのが好ましい。

[0016] この発明に従ったタングステン合金粒の製造方法は、タングステン粉末と、ニッケル粉末と、鉄粉末、銅粉末およびコバルト粉末からなる群より選ばれた少なくとも 1種の粉末とを混合する工程と、上記の混合工程で得られた混合粉末に有機バインダを加えて造粒する工程と、上記の造粒工程で得られた造粒粉を有機ノインダの軟ィ匕点以上の温度で撹拌した後、冷却することによって造粒粉を球状化する工程と、球状化された上記の造粒粉を焼結する工程とを備える。

[0017] この発明に従ったタングステン合金粒の製造方法においては、当該タングステン合金粒の外表面におけるタングステン以外の元素の存在比率力当該タングステン合金粒の内部におけるタングステン以外の元素の存在比率よりも大きいことが好ましい発明の効果

[0018] この発明によれば、タングステン合金粒は、主成分としてタングステンを 80質量％以上 98質量％以下含むので高、比重を有し、金属タングステンよりも機械カ卩ェが容易であるので相対的に製造コストが低ぐ最大径が 0. 1mm以上 5. Omm以下であるので、形状カ卩ェするための補助材として用いられると、加工効率の向上に寄与し、比表面積が 0. 02m²Zg以下であるので、形状加工するための補助材として用いられると、被加工材にキズを与える可能性を低減することができ、被加工材に付与される形状の品質を低下させるのを防止することができる。

[0019] また、この発明によれば、高い比重を有するとともに表面がより滑らかなタングステン合金粒を相対的に低、製造コストで得ることができる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]本発明のタングステン合金粒の断面を模式的に示す断面図である。 [図 2]本発明のタングステン合金粒を補助材として用いて、被力卩工材としての水晶にベべリング力卩ェを施すカ卩ェ方法を概念的に示す図である。

[図 3]実施例 1で得られたタングステン合金粒の走査型電子顕微鏡写真を示す。

[図 4]比較例 2で得られたタングステン合金粒の走査型電子顕微鏡写真を示す。

[図 5]実施例 1で得られたタングステン合金粒の外表面の走査型電子顕微鏡写真を示す。

[図 6]図 5の走査型電子顕微鏡写真においてエネルギー分散型 X線分析によるタンダステン元素の面分析結果を示す。

[図 7]実施例 1で得られたタングステン合金粒の内部の走査型電子顕微鏡写真を示す。

[図 8]図 7の走査型電子顕微鏡写真においてエネルギー分散型 X線分析によるタンダステン元素の面分析結果を示す。

[図 9]タングステン合金粒の外表面と内部の走査型電子顕微鏡写真においてタンダステン以外の元素の存在比率の算出方法を示す図である。

符号の説明

[0021] 1 :タングステン合金粒、 11 :タングステン粒子、 12 :バインダ、 10 :補助材、 20 :研磨材、 30, 40, 50 :被加工材、 100 :筒状容器

発明を実施するための最良の形態

[0022] 本発明者は、形状加工するために用いられる補助材において、加工時間を短縮することができるとともに、被加工材に付与される形状の品質を低下させることがなぐ相対的に製造コストが低い補助材を得るために以下のとおり検討した。

[0023] まず、実用的な高比重の補助材に要求される特性は、（a)被加工材にキズを与えることがないようにより滑らかな表面を有すること、（b)比重が相対的に高いこと、（c)相対的に製造コストが低いこと、の三点を挙げることができる。

[0024] 従来の補助材に用いられて、る鋼やステンレス鋼は、上記の特性 (a)を満たすことができるように機械加工することが容易で上記の特性 (c)を満たすが、上記の特性 (b

)を満たさないので、鋼やステンレス鋼力もなる補助材はカ卩ェ時間の短縮に寄与する度合いが小さい。 [0025] また、鋼やステンレス鋼よりも相対的に高い比重の材料として金属タングステンを挙げることができる。金属タングステンは、上記の特性 (b)を満たし、材料コストが相対的に低い。しかし、金属タングステンは非常に硬い材料であるので、上記の特性 (a) を満たすことができるように機械加工することが困難で上記の特性 (c)を満たさな!/ヽ。

[0026] さらに、機械カ卩ェすることが容易で相対的に高い比重の材料としてタングステン合金を挙げることができる。タングステン合金は、上記の特性 (b)と（c)を満たす。

[0027] し力しながら、上記の特性 (a)を満たすように滑らかな表面を有するようにタンダステン合金材を加工することは、従来のタングステン合金材またはタングステン合金粒では困難である。たとえば、従来のタングステン合金材は、タングステンの原料粉末を準備し、その粒子の集合体として二次粒子を形成し、その二次粒子を用いて焼結することによって製造される。このとき、焼結前の二次粒子の表面には突起部または角部が存在して!/ヽるため、その二次粒子を焼結して得られたタングステン合金材の表面にも突起部または角部が存在したままである。

[0028] また、従来の二次粒子の形成は、タングステンの原料粉末と溶媒と有機ノインダとを混合し、この混合粉を用いて、スプレードライヤー法、撹拌法、転動法等によって造粒することによって行われる。この造粒工程で得られた造粒粉を乾燥する際に表面力溶媒が気化するため、二次粒子の表面は溶岩状になり、突起部または角部が存在する。

[0029] さらに、圧粉体を粉砕して二次粒子を形成する場合もある。この場合、二次粒子の表面に破壊面がランダムに形成されているため、その二次粒子を焼結して得られたタングステン合金材の表面には突起部または角部が存在し、多面体状のタンダステン合金材が得られる。

[0030] このように製造された最大径が 0. 1〜0. 5mmの従来のタングステン合金粒には、比表面積が 0. 04m²Zg程度の突起部または角部が表面に存在している。このような比表面積の大き、タングステン合金粒を後加工することによって、その比表面積を被加工材にキズを与えることがないようなレベルである 0. 02m²Zg以下まで大幅に低減することは、最大径が 0. 1〜0. 5mmと小さいために、実質的に困難である。

[0031] 以上の考察に基づいて、本発明者はタングステン合金材の製造工程に着目して鋭意研究を重ねた。その結果、製造工程において特定の処理を行うことによって上記の目的を達成することが可能なタングステン合金粒を得ることができることを見出した。このような発明者の知見に基づいて本発明はなされたものである。

[0032] 本発明のタングステン合金粒は、主成分としてタングステンを 80質量％以上 98質量％以下含むので 15gZcm³以上の高い比重を有し、金属タングステンよりも粒状体の形成が容易であり、機械力卩ェが容易であるので相対的に製造コストが低い。タンダステンの含有量は 95質量％以上で、比重が 18g/cm³以上であるのが好ましい。タングステンの含有量が 98質量％を超えると、 18. 8g/cm³を超える高い比重が得られるが、性状が純タングステンに近くなり、硬くて脆いタングステン合金粒になる。ニッケル、鉄、銅およびコバルトの合計の含有量は、 2質量％以上 20質量％以下が好ましい。これらの元素の合計の含有量が 2質量％未満では、性状が純タングステンに近くなり、硬くて脆いタングステン合金粒になる。これらの元素の合計の含有量が 20質量％を超えると、タングステン合金粒の比重が低下する。より好ましくは、ニッケル、鉄、銅およびコバルトの合計の含有量は、 2質量％以上 5質量％以下である。

[0033] また、本発明のタングステン合金粒は、最大径が 0. 1mm以上 5. Omm以下であるので、形状加工するための補助材として用いられると、研磨材との混合状態が良好になり、加工効率の向上に寄与し、すなわち、加工時間の短縮に寄与する。加工時間をさらに短縮するためには、タングステン合金粒の最大径は 0. 1mm以上 1. Omm以下であるのが好ましぐ 0. 1mm以上 0. 5mm以下であるのがより好ましい。

[0034] さらに、本発明のタングステン合金粒は、比表面積が 0. 02m²Zg以下であるので、表面に突起部または角部がほとんど存在せず、形状加工するための補助材として用いられると、被力卩工材にキズを与える可能性を低減することができ、被加工材に付与される形状の品質を低下させるのを防止することができる。タングステン合金粒の比表面積は 0. 015m²Zg以下であるのが好ましぐ 0. 01m²Zg以下であるのがより好ましい。なお、タングステン合金粒の比表面積は、小さい方が好ましいが、少なくとも 0 . 001m²/g以上が望ましい。比表面積が 0. 001m²/gよりも小さいタングステン合金粒を製造することは困難であり、または製造コストが高くなるおそれがある。

[0035] なお、本発明のタングステン合金粒は、焼結後に得られたタングステン合金粒に対して、後加工を施さないで、また、ほとんど後加工を施すことなぐ上述した形状の特徴を備免ることができる。

[0036] 本発明のタングステン合金粒にぉヽて、表面の汚れ等の付着物を除去する目的で、または、少しでもさらに比表面積を低減する目的で、バレル研磨、ラップ研磨等の後加工を施してもよい。

[0037] 本発明のタングステン合金粒において、比表面積を 0. 02m²Zg以下に低減することができる要因または要素としては、タングステン合金粒の外表面を構成している組成または相がタングステン合金粒の内部を構成している組成または相と異なることによるものと考えられる。具体的には、タングステン合金粒の外表面では、タングステン以外の元素の存在比率が、タングステン合金粒の内部のタングステン以外の元素の存在比率よりも大きくなつていることによるものと考えられる。

[0038] 図 1は、本発明のタングステン合金粒の断面を模式的に示す断面図である。

[0039] 一般にタングステン合金は、所望の比重を満たすようにタングステン粒子が高い密度で充填され、これらのタングステン粒子の周囲やタングステン粒子間の隙間を-ッケル (Ni)、鉄 (Fe)、コノレト（Co)等のタングステン以外の元素力もなるバインダが充填するような組織形態を有する。

[0040] 図 1に示すように、後述する製造方法によって製造された本発明のタングステン合金粒 1の内部は、所望の比重を満たすようにタングステン粒子 11が高、密度で充填され、これらのタングステン粒子 11の周囲やタングステン粒子 11間の隙間をニッケル (Ni)、鉄 (Fe)、コノレト（Co)等のタングステン以外の元素からなるバインダ 12が充填するような組織形態を有する。これに対して、タングステン合金粒 1の外表面は、タングステン合金粒 1が焼結された状態で、すなわち、後加工を施さない状態で、なめらかな球状に近、形状になって、るために、外表面に露出するタングステン粒子 11 間に形成される凹部をより多くのバインダ 12で充填するような組織形態を有する。本発明のタングステン合金粒 1の外表面が上述のような組織形態を有するので、タンダステン合金粒の外表面では、タングステン以外の元素の存在比率力タングステン合金粒の内部のタングステン以外の元素の存在比率よりも大きくなつている。

[0041] タングステン以外の元素の存在比率は、タングステン合金粒の外表面では 30〜60 %、内部では 4〜30%の範囲内であるのが好ましい。タングステン合金粒の外表面におけるタングステン以外の元素の存在比率が 30%未満であると、外表面の凹凸が大きくなり、なめらかな外表面を得ることが困難になり、 60%を超えると、タングステン合金粒を実質的に製造することが困難になる、または、タングステン合金粒の全体の比重が低下する。一方、タングステン合金粒の内部におけるタングステン以外の元素の存在比率力未満であると、性状が純タングステンに近くなり、硬くて脆いタンダステン合金粒になる。タングステン合金粒の内部におけるタングステン以外の元素の存在比率が 30%を超えると、タングステン合金粒の全体の比重が低下し、所望の高 Vヽ比重を得ることができな、。

[0042] 本発明のタングステン合金粒の炭素含有量は 0. 01質量％以下であるのが好ましい。炭素含有量が 0. 01質量％を超えると、タングステン合金粒の硬度が高くなるため、形状カ卩ェするための補助材として用いられると、被力卩工材にキズを与える可能性が高くなる。炭素含有量は、少ない方が好ましいが、少なくとも 0. 001質量％以上が望ましい。炭素含有量が 0. 001質量％未満のタングステン合金粒を製造することは実質的に困難であり、または製造コストが高くなるおそれがある。本発明のタングステン合金粒の硬度は、 5kg加重時のビッカース硬さで 200以上 400以下であるのが好ましい。タングステン合金粒の硬度が 200未満であると、タングステン合金粒を補助材として用いたときの摩耗による消耗が大きくなるおそれがある。タングステン合金粒の硬度が 400を超えると、タングステン合金粒が被力卩工材にきずを与える可能性が高くなる。

[0043] 本発明のタングステン合金粒は、形状を加工するために被力卩工材と混合して用いられる。本発明のタングステン合金粒を用いたカ卩ェ方法は、上述の特徴を有するタンダステン合金粒と被加工材と研磨材とを混合して容器に入れた状態で、容器を回転することによって被力卩工材の形状をカ卩ェする。具体的には、たとえば、コンベックスカロェ、ベべリングカ卩ェ等の補助材として形状をカ卩ェするために被加工材と混合して本発明のタングステン合金粒を用いた場合、従来の補助材を用いた場合に比べて、加ェ時間を 1Z3程度に短縮することが可能である。被加工材は水晶片であるのが好ましい。 [0044] 図 2は、本発明のタングステン合金粒を補助材として用いて、被力卩工材としての水晶にベべリング力卩ェを施すカ卩ェ方法を概念的に示す図である。ここで、ベべリングカロェとは、水晶振動子等の圧電素子の素板の主面と側面とに R形状の曲面を形成するカロェである。

[0045] 図 2に示すように、たとえば、補助材 10として本発明のタングステン合金粒、研磨材 20としてアルミナ系研磨材、被加工材 30として水晶振動子の素板 (直方体形状)を外径が 50mmの筒状容器 100に入れた状態で筒状容器 100を矢印 Rで示す方向に回転する。これにより、加工後の被加工材 40に示すように、角部に R形状の曲面 41 が形成される。また、加工後の被加工材 50に示すように、素板の主面に R形状の曲面 51が形成され、素板の側面に R形状の曲面 52が形成される。

[0046] 本発明のタングステン合金粒は、次のようにして製造される。

[0047] まず、タングステン粉末と、ニッケル粉末と、鉄粉末、銅粉末およびコバルト粉末からなる群より選ばれた少なくとも 1種を含む粉末とを混合する。

[0048] 次に、混合工程で得られた混合粉末に有機ノインダを加えて造粒する。造粒法としては、スプレードライヤー法、撹拌法、転動法等の種々の造粒法を用いてもよい。用いられる有機バインダとしては、パラフィン、アクリル榭脂、ポリビュルアルコール、ポリビュルブチラール等を挙げることができる。

[0049] そして、造粒工程で得られた造粒粉を有機バインダの軟化点 (ガラス転移点）以上の温度で撹拌した後、冷却することによって造粒粉を球状化する。このとき、軟化した造粒粉が撹拌され、転がることにより、二次粒子の表面に存在した突起部または角部が丸められて、より滑らかな表面を有する造粒粉を得ることができる。球状化された造粒粉を篩い分けし、最大径が 0. 1mm以上 5. Omm以下の造粒粉を分離する。最大径が 0. 1mm未満であると、粒単体の質量が小さくなるので、タングステン合金粒は形状加工するための補助材としての機能を果たさなくなる。最大径が 5. Ommを超えると、形状加工するための補助材として用いた場合に研磨材との混ざりが悪くなり、タングステン合金粒はカ卩ェ時間の短縮に寄与しなくなる。

[0050] その後、球状化された上記の造粒粉を焼結する。このとき、造粒粉を構成する粒子同士の接着を防止するためにアルミナ中で焼結を行うのが好ましい。また、液化したノ^ンダ成分の表面張力を利用して、粒子の表面に突起部または角部が生じないように、焼結温度は、タングステン以外のバインダ成分としてのニッケル、鉄、銅、コバルトの液相温度よりも 10°C以上高い温度であるのが好ましい。また、不可避的不純物である炭素の含有量を低下するためには、焼結時の温度上昇時に、 1000°Cから 1200°Cまでの範囲にて 2時間以上保持することが望ましい。

[0051] 以上の実施の形態では、本発明のタングステン合金粒は、形状カ卩ェするための補助材として用いられる例について説明したが、高い比重を有するとともに表面がより滑らかであると!/、う特性を活かして他の用途に用いられてもよ、。

実施例

[0052] 以下、この発明の一つの実施例について説明する。

[0053] 表 1に示すように、原材料粉末の配合組成、有機バインダの種類と添加割合、製造条件 (球状化処理、焼結温度）に従って実施例 1〜10、比較例 1〜2の補助材を作製した。

[0054] まず、表 1に示す質量比率でタングステン (W)粉末、ニッケル (Ni)粉末、鉄 (Fe)粉末、銅 (Cu)粉末、コバルト (Co)粉末を配合し、ミキサで 1時間混合した。その後、上記の金属混合粉に、表 1に示す質量比率で各種の有機ノインダを加えて造粒粉を作製した。ここで、有機バインダとして用いられたパラフィンの軟ィ匕点は 70°C、アタリル榭脂の軟ィ匕点は 110°Cである。

[0055] 実施例 1〜実施例 9と比較例 2では、上記の金属混合粉に、有機バインダとして溶力したパラフィンを加え、熱を加えながら均一になるまで 10分間混合し、この混合物をステンレス鋼製の容器に入れて水冷にて冷却した後、ハンマにて粉砕することにより、造粒粉とした。

[0056] 実施例 10では、上記の金属混合粉に、有機バインダとしてアクリル榭脂と、溶媒として C H Brを 5質量％加え、ヘンシェル型ミキサにて 2時間混合した後、真空ポンプ

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にて乾燥することによって C H Brを気化させ、造粒粉とした。

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[0057] 実施例 1〜10では、得られた造粒粉を混合攪拌機にて、表 1に示す温度と時間の条件で攪拌した後、冷却することにより、球状化処理を行った。

[0058] 実施例 1〜10で得られた球状化後の造粒粉、比較例 2の造粒粉を篩目で篩い分けした。実施例 1〜3、実施例 6〜 10および比較例 2ではタイラ (Tyler)粒度メッシュが # 28〜# 115 (篩目開きが 0. 60mn！〜 0. 125mm)の篩目を用い、実施例 4ではタイラ (Tyler)粒度メッシュが # 14〜# 115 (篩目開きが 1. 18mm〜0. 125mm)の篩目を用い、実施例 5ではタイラ (Tyler)粒度メッシュが # 3. 5〜# 115 (篩目開きが 5. 66mm〜0. 125mm)の篩目を用レヽた。

[0059] 、篩い分けによって分離された実施例 1〜10と比較例 2の造粒粉をアルミナ中で表 1 に示す焼結温度にて 2時間焼結することにより、タングステン合金粒を補助材として作製した。

[0060] なお、比較例 1では、市販の銅 (Cu)粉をそのまま補助材として用いた。

[0061] [表 1]

[0062] 図 2は、実施例 1で得られたタングステン合金粒の走査型電子顕微鏡 (SEM)写真

(倍率： X 200)を示す。図 3は、比較例 2で得られたタングステン合金粒の走査型電子顕微鏡 (SEM)写真 (倍率： X 200)を示す。図 3に示されるように従来のタンダステン合金粒は突起部または角部が表面に存在するのに対し、図 2に示されるように本発明のタングステン合金粒は滑らかな表面を有することがわかる。

[0063] 図 5は実施例 1で得られたタングステン合金粒の外表面の走査型電子顕微鏡 (SE M)写真 (倍率： X 300)を示し、図 6は図 5の走査型電子顕微鏡写真においてエネルギー分散型 X線分析 (EDX)によるタングステン元素の面分析結果を示す。図 7は実施例 1で得られたタングステン合金粒の内部の走査型電子顕微鏡 (SEM)写真（倍率： X 300)を示し、図 8は図 7の走査型電子顕微鏡写真においてエネルギー分散型 X線分析 (EDX)によるタングステン元素の面分析結果を示す。なお、図 6と図 8に示す EDXによる面分析結果では、白点で示された部分がタングステン元素の存在を示す。

[0064] タングステン合金粒の外表面においては、図 5に示すようにタングステン粒子の周囲やタングステン粒子間の隙間を充填するバインダの存在比率が相対的に大きぐ図 6に示すようにタングステン以外の元素の存在比率 (黒色の部分）が相対的に大きいことがわかる。これに対して、タングステン合金粒の内部においては、図 7に示すようにタングステン粒子の周囲やタングステン粒子間の隙間を充填するバインダの存在比率が相対的に小さぐ図 8に示すようにタングステン以外の元素の存在比率 (黒色の部分）が相対的に小さいことがわかる。

[0065] 図 5と図 7に示されるタングステン合金粒の外表面と内部において、タングステン以外の元素の存在比率は、以下のようにして算出される。

[0066] 図 9は、タングステン合金粒の外表面と内部の走査型電子顕微鏡写真においてタングステン以外の元素の存在比率の算出方法を示す図である。ここで、内部の面は、タングステン合金粒を熱硬化性榭脂に埋め込み、 # 200のサンドペーパーを用いた研磨、 # 800のサンドペーパーを用いた研磨、粒径が 5 μ mのアルミナ粉を用いたラップ研磨、粒径が 1 μ mのアルミナ粉を用いたラップ研磨の順に 4工程で研磨を行つた面である。図 9に示すように、タングステン合金粒の外表面と内部の SEM写真（倍率： X 300) (図 5と図 7)において、長さ 50mmの線分 Lを任意に 10本引き（図 9では 1本を示す）、各線分 Lがタングステン粒子 11とバインダ 12のそれぞれを横切る長さを測定し、タングステン粒子 11を横切る長さを LW、ノインダ 12を横切る長さを LB とする。そして、次の式に基づいて、ノインダが占める割合を算出する。

[0067] (バインダが占める割合） = { (LBの長さの総和） Z (線分 Lの全長、すなわち、 LW と LBの総和）） X 100[%]

任意の 10本の各線分 Lについて算出された (バインダが占める割合)の平均値を（タングステン以外の元素の存在比率）とした。

[0068] 図 5と図 7にて、以上のようにして算出されたタングステン以外の元素の存在比率は、タングステン合金粒の外表面では 46. 1%、内部では 7. 6%であり、タングステン元素の存在比率は、タングステン合金粒の外表面では 53. 9%、内部では 92. 4%でめつに。

[0069] 表 2は、得られた補助材の最大径の範囲、比重、 JIS R1626 (気体吸着 BET法）に準拠して測定された比表面積、不可避的不純物の 1つである炭素の含有量 (C含有量）を示す。なお、炭素の含有量は ICP (Inductively Coupled Plasma:高周波誘導結合プラズマ)発光分光分析法にて測定した。

[0070] また、得られた補助材を用いて、図 1に示すように、被加工材 30として人工水晶 (寸法 4mm X I. 8mm X O. 8mmの直方体形状)のべべリング加工を行うために、被カロ工材 30に、実施例 1〜： L0と比較例 1〜2で得られた各種の補助材 10と、研磨材 20としてアルミナ系研磨材とをカ卩えて、外径が 50mmの筒状容器 100に入れた状態で筒状容器 100を矢印 Rで示す方向に回転数 80rpmで回転した。これにより、加工後の被力卩工材 40に示すように角部に R形状の曲面 41が形成された。角部に半径 5 m 以上の R形状が形成されるまでの加工時間 (h)と、 20倍の実体顕微鏡にて識別可能な研磨キズが認められる被加工材の発生割合を測定した。その結果を表 2に示す。

[0071] なお、表 2に示すキズの発生割合は以下のように評価した。

[0072] ◎： 20倍の実体顕微鏡にて識別可能な研磨キズが認められる被加工材の発生割合が 1%未満

〇： 20倍の実体顕微鏡にて識別可能な研磨キズが認められる被加工材の発生割合が 1%以上 5%未満

△： 20倍の実体顕微鏡にて識別可能な研磨キズが認められる被加工材の発生割合が 5%以上 20%未満

X： 20倍の実体顕微鏡にて識別可能な研磨キズが認められる被加工材の発生割合が 20%以上

[0073] [表 2] Να 最大径の範囲比重比表面積 c含有量加工時間キズの

[mm] [m2/ g ] [質量％] [h] 発生割合

1 0.1〜0.5 18.6 0.009 0.002 60 ◎ 実 2 0.1-0.5 18.6 0.012 0.002 60 o

3 0.1〜0.5 18.6 0.018 0.002 60 Δ

4 0.1〜1.0 18.6 0.007 0.002 76 ◎ 施 5 0.1〜5.0 18.6 0.002 0.002 105 ◎

6 0.1-0.5 18.6 0.009 0.012 60 Δ

7 0.1—0.5 17.1 0.009 0.002 70 ◎ 例 8 0.1〜0.5 18.1 0.009 0.002 64 ◎

9 0.1〜0.5 15.4 0.010 0.002 84 ◎

10 0.1〜0.5 18.6 0.009 0.002 60 ◎ 比較 1 0.1-0.5 8.9 0.005 0.003 144 ◎ 例 2 0.1〜0.5 18,6 0.04 0.002 60 X

[0074] 表 2から、比較例 1の市販の銅粉を補助材として用いると、被加工材に発生するキズの程度は良好である力加工時間が長くなることがわかる。また、比較例 2のタンダステン合金粒を補助材として用レ、ると、加工時間を短縮することができるが、被加工材に発生するキズの程度が悪くなる。これらに対して、本発明の実施例 1〜： L0のタンダステン合金粒を補助材として用いると、加工時間を短縮することができるとともに、キズの発生割合も 20%未満に抑えることができることがわかる。

[0075] 以上に開示された実施の形態や実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態や実施例ではなぐ請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。

産業上の利用可能性

[0076] この発明に従ったタングステン合金粒は、水晶振動子等の圧電素子、電子デバイスなどを形状カ卩ェするために補助材として用いられる。

Claims

請求の範囲

[1] 80質量％以上 98質量％以下のタングステンと、ニッケルと、鉄、銅およびコバルト力なる群より選ばれた少なくとも 1種の金属と、不可避的不純物とを含み、

最大径が 0. 1mm以上 5. Omm以下であり、

比表面積が 0. 02m²Zg以下である、タングステン合金粒（1)。

[2] 当該タングステン合金粒（1)の外表面におけるタングステン以外の元素の存在比率力当該タングステン合金粒（1)の内部におけるタングステン以外の元素の存在比率よりも大き、、請求項 1に記載のタングステン合金粒。

[3] 当該タングステン合金粒（1、 10)は、形状を加工するために被加工材（30)と混合して用いられる、請求項 1に記載のタングステン合金粒（1)。

[4] 炭素含有量が 0. 01質量％以下である、請求項 1に記載のタングステン合金粒（1)

[5] 請求項 1に記載のタングステン合金粒（1、 10)と被加工材（30)と研磨材（20)とを混合して容器（100)に入れた状態で、前記容器（100)を回転することによって被カロ工材（30)の形状を加工する、タングステン合金粒（1、 10)を用いた加工方法。

[6] 当該タングステン合金粒（1)の外表面におけるタングステン以外の元素の存在比率力当該タングステン合金粒（1)の内部におけるタングステン以外の元素の存在比率よりも大きい、請求項 5に記載のタングステン合金粒（1、 10)を用いた加工方法

[7] 前記被加工材 (30)が水晶片である、請求項 5に記載のタングステン合金粒（1、 10 )を用いたカ卩ェ方法。

[8] タングステン粉末と、ニッケル粉末と、鉄粉末、銅粉末およびコバルト粉末からなる群より選ばれた少なくとも 1種の粉末とを混合する工程と、

前記混合工程で得られた混合粉末に有機バインダを加えて造粒する工程と、前記造粒工程で得られた造粒粉を前記有機バインダの軟ィ匕点以上の温度で撹拌した後、冷却することによって前記造粒粉を球状化する工程と、

前記球状化された前記造粒粉を焼結する工程とを備えた、タングステン合金粒（1) の製造方法。当該タングステン合金粒（1)の外表面におけるタングステン以外の元素の存在比率力当該タングステン合金粒（1)の内部におけるタングステン以外の元素の存在比率よりも大きい、請求項 8に記載のタングステン合金粒（1)の製造方法。