(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた硬度および抗折強度を有するとともに、研削加工性に優れた小径棒状超硬合金およびミニチュアドリルならびにその製法、加工装置を提供する。【解決手段】硬質相成分としてＷＣを、結合相成分としてＣｏをそれぞれ含む相対密度９９．５％以上の小径棒状超硬合金１であって、ＷＣ粒子の平均粒径が０．１５μｍ以下であるとともに、小径棒状超硬合金１の長さ方向ｘに伸びる芯部１ａと、該芯部１ａを取り囲む外殻部１ｂとを具備し、長さ方向断面の長さ２ｍｍにわたる電子顕微鏡写真（２００倍）において、芯部１ａにおける最大径が１μｍ以上のボイド数が１個以下であるとともに、最大径が１μｍ以上のボイド数が芯部１ａよりも外殻部１ｂに多いことを特徴とする。【選択図】図１
2010031321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質相成分としてＷＣを、結合相成分としてＣｏをそれぞれ含む相対密度９９．５％以上の小径棒状超硬合金であって、ＷＣ粒子の平均粒径が０．１５μｍ以下であるとともに、前記小径棒状超硬合金の長さ方向に伸びる芯部と、該芯部を取り囲む外殻部とを具備し、前記小径棒状超硬合金の長さ方向断面の長さ２ｍｍにわたる電子顕微鏡写真（２００倍）において、前記芯部における最大径が１μｍ以上のボイド数が１個以下であるとともに、最大径が１μｍ以上のボイド数が前記芯部よりも前記外殻部の方に多いことを特徴とする小径棒状超硬合金。
【請求項２】
前記小径棒状超硬合金の長さ方向断面の長さ２ｍｍにわたる電子顕微鏡写真（２００倍）において、前記外殻部における最大径が１０μｍ以上のボイド数が１０個以上であることを特徴とする請求項１記載の小径棒状超硬合金。
【請求項３】
シャンク部と、該シャンク部に一体的に設けられた切刃部とを具備するとともに、硬質相成分としてＷＣを、結合相成分としてＣｏをそれぞれ含む相対密度９９．５％以上の超硬合金からなるミニチュアドリルであって、前記シャンク部が、前記ミニチュアドリルの長さ方向に伸びる芯部と、該芯部を取り囲む外殻部とを具備し、前記切刃部が前記芯部からなり、前記ミニチュアドリルの長さ方向断面の長さ２ｍｍにわたる電子顕微鏡写真（２００倍）において、前記芯部における最大径が１μｍ以上のボイド数が１個以下であるとともに、最大径が１μｍ以上のボイド数が前記芯部よりも前記外殻部の方に多いことを特徴とするミニチュアドリル。
【請求項４】
前記ミニチュアドリルの長さ方向断面の長さ２ｍｍにわたる電子顕微鏡写真（２００倍）において、前記外殻部における最大径が１０μｍ以上のボイド数が１０個以上であることを特徴とする請求項３記載のミニチュアドリル。
【請求項５】
請求項１または２に記載の小径棒状超硬合金の長さ方向の一端部を研削し、シャンク部と、該シャンク部にその長さ方向に一体的に設けられた芯部からなる切刃部とを具備するミニチュアドリルを作製することを特徴とするミニチュアドリルの製法。
【請求項６】
請求項３または４に記載のミニチュアドリルと、該ミニチュアドリルのシャンク部を保持する保持部と、孔あけされる基板を固定する基板固定部とを具備することを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小径棒状超硬合金およびミニチュアドリルならびにその製法、加工装置に関し、特に、小径エンドミル、小径ドリル、小径パンチ等の切削工具に用いられる小径棒状超硬合金およびミニチュアドリルならびにその製法、加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化タングステン（ＷＣ）／コバルト（Ｃｏ）系超硬合金は耐摩耗性、高温強度および高弾性率に優れているという理由から、金属の切削加工やプリント基板加工用として用いられており、特に、炭化タングステンを主体として、チタン、ニオブ、ジルコニウム、クロム、バナジウム、およびタンタル等の炭化物を添加し、かつ結合相としてコバルトを含有せしめた超硬合金が広く用いられている。
【０００３】
上述のＷＣ／Ｃｏ系超硬合金では、結合金属であるコバルト相の量と、炭化タングステン粒子の粒度、そして、炭化タングステン粒子間の距離によって機械的な特性が影響を受けるようになり、一般的に、炭化タングステン粒子が微細であるほど機械的特性、特に強度および硬度が大きくなる。これに伴い、ＷＣ／Ｃｏ系超硬合金の製造時、粒成長抑制のために炭化バナジウム（ＶＣ）、炭化クロム（Ｃｒ３Ｃ２）、炭化タンタル（ＴａＣ）、および炭化ニオブ（ＮｂＣ)のうち数種類が粒成長抑制剤として添加されている。
【０００４】
特にプリント基板加工用の極小径ドリル（ミニチュアドリル）においては、孔あけコスト削減のため、孔あけ寿命を延ばすことが要求されており、耐摩耗性と耐折損性との改良がドリル形状開発と材料開発の両面から行われてきた。材料開発によって耐摩耗性と耐折損性を向上させるためには、それぞれ超硬合金の硬度と抗折強度を向上させることが必要である。
【０００５】
超硬合金における硬度は、炭化タングステンの粒径とコバルト含有量に依存し、粒径が微細になるほど、コバルト量が少なくなるほど硬度が増大することが一般的に知られている。また、超硬合金の強度は、粒径が微細となるほど大きくなるが、コバルト含有量を減らすと小さくなる。従って、耐摩耗性と耐折損性との両方を向上させるためには、炭化タングステン粒子の微細化が有効であり、超硬工具メーカーを中心に超硬合金における炭化タングステン粒子の微細化が行われている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−２６２４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、炭化タングステン粒子を微細化していくと、硬度と抗折強度が向上する反面、硬度が高すぎるために、ドリル形状などへの研削加工が困難となり、加工精度の低下と加工コストの上昇を引き起こすという問題があった。
【０００７】
逆に、研削加工性を追求していくと、今度は、製品としての耐摩耗性および耐折損性が低下していくという問題があった。
【０００８】
本発明は、優れた硬度および抗折強度を有するとともに、研削加工性に優れた小径棒状超硬合金およびミニチュアドリルならびにその製法、加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の小径棒状超硬合金は、硬質相成分としてＷＣを、結合相成分としてＣｏをそれぞれ含む相対密度９９．５％以上の小径棒状超硬合金であって、ＷＣ粒子の平均粒径が０．１５μｍ以下であるとともに、前記小径棒状超硬合金の長さ方向に伸びる芯部と、該芯部を取り囲む外殻部とを具備し、前記小径棒状超硬合金の長さ方向断面の長さ２ｍｍにわたる電子顕微鏡写真（２００倍）において、前記芯部における最大径が１μｍ以上のボイド数が１個以下であるとともに、最大径が１μｍ以上のボイド数が前記芯部よりも前記外殻部の方に多いことを特徴とする。
【００１０】
このような小径棒状超硬合金では、ＷＣ粒子の平均粒径を０．１５μｍ以下に微粒化したので、硬度および抗折強度を向上できる。また、小径棒状超硬合金を研削加工して、例えば、加工装置に保持される大径のシャンク部と、孔あけする小径の切刃部とを有するミニチュアドリルを作製する場合、最大径が１μｍ以上のボイド数が芯部よりも多い外殻部を研削して、所定領域において最大径が１μｍ以上のボイド数が１個以下である芯部からなる切刃部を形成することができるため、研削加工性を向上できるとともに、最大径が１μｍ以上のボイド数が１個以下の芯部が切刃部となるため、高硬度化と高強度化を実現した切刃部を得ることができ、例えば、プリント基板加工用として最適なミニチュアドリルを得ることができる。また、芯部の少ない研削加工により、高硬度化と高強度化に優れた切刃部を有するミニチュアドリルを得ることができる。
【００１１】
本発明の小径棒状超硬合金は、前記小径棒状超硬合金の長さ方向断面の長さ２ｍｍにわたる電子顕微鏡写真（２００倍）において、前記外殻部における最大径が１０μｍ以上のボイド数が１０個以上であることを特徴とする。
【００１２】
このような小径棒状超硬合金では、ＷＣ粒子の平均粒径を０．１５μｍ以下に微粒化させたので、硬度および抗折強度を向上でき、高硬度化と高強度化を実現した切刃部を得ることができるとともに、最大径が１μｍ以上のボイド数が芯部よりも多く、最大径が１０μｍ以上のボイド数が１０個以上である外殻部を研削加工するため、研削加工性を向上できる。
【００１３】
本発明のミニチュアドリルは、シャンク部と、該シャンク部に一体的に設けられた切刃部とを具備するとともに、硬質相成分としてＷＣを、結合相成分としてＣｏをそれぞれ含む相対密度９９．５％以上の超硬合金からなるミニチュアドリルであって、前記シャンク部が、前記ミニチュアドリルの長さ方向に伸びる芯部と、該芯部を取り囲む外殻部とを具備し、前記切刃部が前記芯部からなり、前記ミニチュアドリルの長さ方向断面の長さ２ｍｍにわたる電子顕微鏡写真（２００倍）において、前記芯部における最大径が１μｍ以上のボイド数が１個以下であるとともに、最大径が１μｍ以上のボイド数が前記芯部よりも前記外殻部の方に多いことを特徴とする。
【００１４】
このようなミニチュアドリルでは、切刃部におけるＷＣ粒子の平均粒径が０．１５μｍ以下と微粒であり、所定領域において最大径が１μｍ以上のボイドが１個以下と少ないため、高硬度化と高強度化を実現した、例えば直径が３００μｍ以下の切刃部を得ることができ、例えば、プリント基板加工用として、直径３００μｍ以下の孔を確実に長期にわたって継続してあけることができ、長寿命のミニチュアドリルを得ることができる。
【００１５】
また、本発明のミニチュアドリルは、前記ミニチュアドリルの長さ方向断面の長さ２ｍｍにわたる電子顕微鏡写真（２００倍）において、前記外殻部における最大径が１０μｍ以上のボイド数が１０個以上であることを特徴とする。このようなミニチュアドリルでは、ＷＣ粒子の平均粒径を０．１５μｍ以下に微粒化させたので、硬度および抗折強度を向上でき、高硬度化と高強度化を実現した切刃部を得ることができるとともに、最大径が１μｍ以上のボイド数が芯部よりも多く、最大径が１０μｍ以上のボイド数が１０個以上である外殻部を研削加工するため、研削加工性を向上できる。
【００１６】
本発明のミニチュアドリルの製法は、上記小径棒状超硬合金の長さ方向の一端部を研削し、シャンク部と、該シャンク部にその長さ方向に一体的に設けられた芯部からなる切刃部とを具備するミニチュアドリルを作製することを特徴とする。このようなミニチュアドリルの製法では、小径棒状超硬合金の長さ方向の一端部の表層、すなわち、最大径が１μｍ以上のボイド数が芯部よりも多い外殻部を研削して芯部を露出させ、さらに芯部の表層を研削して螺旋状の溝を形成し切刃部を作製できるため、外殻部の研削加工が容易であり、しかも加工しにくい高硬度および高強度を有する芯部の加工を最小限とすることができ、高硬度化と高強度化に優れた切刃部を有するミニチュアドリルを容易に作製することができる。
【００１７】
本発明の加工装置は、上記ミニチュアドリルと、該ミニチュアドリルのシャンク部を保持する保持部と、孔あけされる基板を固定する基板固定部とを具備することを特徴とする。このような加工装置では、長期間ミニチュアドリルを交換することなく、加工することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の小径棒状超硬合金では、ＷＣ粒子の平均粒径を０．１５μｍ以下に微粒化させたので、硬度および抗折強度を向上できる。また、小径棒状超硬合金を研削加工して、例えば、加工装置に保持される大径のシャンク部と、孔あけする小径の切刃部とを有するミニチュアドリルを作製する場合、最大径が１μｍ以上のボイド数が芯部よりも多い外殻部を研削して、所定領域において最大径が１μｍ以上のボイド数が１個以下である芯部からなる切刃部を形成することができるため、研削加工性を向上できるとともに、最大径が１μｍ以上のボイド数が１個以下の芯部が切刃部となるため、高硬度化と高強度化を実現した切刃部を得ることができ、例えば、プリント基板加工用として最適なミニチュアドリルを得ることができる。
【００１９】
また、本発明のミニチュアドリルの製法では、小径棒状超硬合金の長さ方向の一端部の表層、すなわち、最大径が１μｍ以上のボイド数が芯部よりも多い外殻部を研削して芯部を露出させ、さらに芯部の表層を研削して螺旋状の溝を形成し切刃部を作製できるため、外殻部の研削加工が容易であり、しかも加工しにくい高硬度および高強度を有する芯部の加工を最小限とすることができ、高硬度化と高強度化に優れた切刃部を有するミニチュアドリルを容易に作製することができる。
【００２０】
さらに、本発明の加工装置では、長期間ミニチュアドリルを交換することなく、加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の小径棒状超硬合金は、硬質相と結合相とで構成されており、硬質相は炭化タングステンからなり、結合相はＣｏ等の鉄族金属を主成分とするもので、ＷＣは、合金全量中８１〜９５質量％の割合で含有され、Ｃｏは全量中に５〜１５質量％の割合で含有されている。
【００２２】
また、粒成長抑制剤として、さらに結合相の強化の点から、バナジウム、クロムのうち少なくとも一種を含有することが望ましい。バナジウムは、炭化物（ＶＣ）換算で０．１〜１．５質量％、クロムは炭化物（Ｃｒ３Ｃ２）換算で０．１〜２．５質量％含有することが望ましい。
【００２３】
硬質相である炭化タングステン粒子の平均粒径は０．１５μｍ以下であり、特に０．１μｍ以下であることが望ましい。
【００２４】
本発明の小径棒状超硬合金１は、図1（ａ−１）（ａ−２）に示すように、円柱状であり、直径が１．５〜５ｍｍ、長さが２０〜５０ｍｍの円柱状とされており、後述するシャンク部を形成できる直径を有している。尚、図１では、理解を容易にするため、直径を拡大して示している。
【００２５】
小径棒状超硬合金は、その長さ方向ｘに伸びる芯部１ａと、該芯部１ａの外側を取り囲む外殻部１ｂから構成されており、芯部１ａは、前記小径棒状超硬合金の長さ方向断面の長さ２ｍｍにわたる電子顕微鏡写真（２００倍）において（以下所定領域ということがある）、最大径が１μｍ以上のボイド数が１個以下とされている。言い換えれば、芯部１ａは、小径棒状超硬合金の中心から、最大径が１μｍ以上のボイド数が１個以下である半径を有する円形領域が芯部１ａとされ、その他の部分が外殻部１ｂとされている。
【００２６】
芯部１ａは、小径棒状超硬合金の断面の中心から半径１５０μｍ以上の円形中心領域とされ、外殻部１ｂは、外周面からの厚さｔが５００μｍ以下のリング状のリング状外周領域とされている。小径棒状超硬合金の相対密度は、９９．５％以上とされている。
【００２７】
そして、長さ方向断面（円柱を中心で縦割りした断面：図（ａ−１）の一点鎖線）の長さ２ｍｍにわたる電子顕微鏡写真（２００倍）において、最大径が１μｍ以上のボイド数が芯部１ａよりも外殻部１ｂの方に多い。特には、外殻部１ｂにおける最大径が１０μｍ以上のボイド数は１０個以上であることが望ましい。最大径が１０μｍ以上のボイド数は２０個以下であることが望ましい。尚、最大径が１０μｍ以上のボイドとは、任意断面におけるボイドの最大幅が１０μｍ以上のものをいう。
【００２８】
このように、小径棒状超硬合金の最大径が１μｍ以上のボイド数を、芯部１ａと外殻部１ｂとで変えることで、それぞれに適した用途として使用することができ、例えば、後述するミニチュアドリルとして好適に用いることができる。即ち、芯部１ａにおける最大径が１μｍ以上のボイド数を１個以下とし、かつ、最大径が１μｍ以上のボイド数が芯部１ａよりも外殻部１ｂの方に多くすることにより、特には、外殻部１ｂにおける最大径が１０μｍ以上のボイド数を１０個以上とすることにより、芯部１ａでは、外殻部１ｂよりも高強度、高硬度を達成でき、例えば、ミニチュアドリルの切刃部として好適に用いることができるとともに、外殻部１ｂは最大径が１μｍ以上のボイド数が芯部１ａよりも多いため、研削加工を容易に行うことができる。
【００２９】
超硬合金中に大きなボイドが存在すると材料強度が低下する原因となるため、ボイドの径は小さいことが望ましい。一方で、超硬合金を研削加工することが前提となる、例えば外殻部１ｂのような場合には、ボイドの径が小さい場合には、研削加工が困難になるため、大きいボイドが所定量存在することが望ましい。他方、例えば、芯部１ａの場合には、外殻部１ｂのような要求はないため、高強度、高硬度を達成すべく、ボイド径が小さい方が良く、またボイドは存在しない方が望ましい。
【００３０】
また、ミニチュアドリルなどの切刃部の直径は３００μｍ以下とされているため、芯部１ａは、小径棒状超硬合金の中心から半径１５０μｍ以上の円形中心領域とされており、所定領域において最大径が１μｍ以上のボイド数は１個以下とされ、耐折損性が向上されている。
【００３１】
本発明の小径棒状超硬合金の製法について説明する。
【００３２】
本発明の小径棒状超硬合金を製造するに当たっては、原料として微粒の炭化タングステンとコバルトの粉末、粒成長抑制剤として、例えば炭化バナジウムと炭化クロム、カーボン量調整のため、例えば超微粒カーボンブラックを使用する。ここで、炭化タングステン粉末は、合金中の炭化タングステン粒子の微細化のため、粒径が０．１２μｍ以下、特には０．１μｍ以下のものを使用することが望ましい。
【００３３】
上記の粉末を秤量して、アセトンやプロパノールなどの有機溶剤を用いて湿式混合粉砕し、バインダ、例えばパラフィン系のワックスを添加してからスプレードライなどの汎用装置で造粒する。造粒した粉末を丸棒形状の金型に充填し金型を加熱しながらプレス成形する。
【００３４】
金型にヒーターをとりつけて加熱しながら圧力をかけることにより、成形体全体に均等に圧力が伝わるようになり、成形体内部まで空隙のない均一な成形体を形成することが可能であり、超硬合金内部のボイド形成抑制につながる。
【００３５】
加熱温度は、バインダの溶融温度よりも高く、かつ蒸発温度よりも低い温度である。例えば、パラフィンワックスを用いた場合の加熱温度は、溶融温度に近い４０〜８０℃であることが望ましい。ここで、加熱温度が４０℃より低いとパラフィンが柔らかくならないので圧力が均等に伝わらず、気孔を内包してしまう。一方、加熱温度が８０℃より高いとパラフィンの蒸発により気泡を生じてしまう。加熱成形した成形体は、焼成炉で１３００〜１３９０℃の最高温度で２０分〜３時間で焼成する。
【００３６】
１２００℃から焼結温度に達するまでの昇温速度は、５℃／分以上とされている。ここで、昇温速度を５℃／分以上とするのは、超硬合金内部にボイドが発生するのを防ぐためである。すなわち、上記の炭化タングステン、コバルト、炭化バナジウム、炭化クロムを湿式混合すると、原料粉末表面にＯＨ基が吸着する。吸着したＯＨ基の一部は、焼成時に５００℃以下の低温で水分として蒸発するが、一部は粉末の表面に残留し、特に酸化されやすいバナジウムとクロムを酸化する。バナジウムとクロムの酸化物は、１２００℃以上の高温で、カーボンと反応してＣＯガスを発生する。
【００３７】
１２００℃から最高温度までの昇温速度が５℃／分より低い場合には、ＣＯガスの発生と成形体の表面からの微粒ＷＣの焼結が同時に進行するため、発生したＣＯガスの多くが焼結体内部に閉じ込められるため、焼結体内部全体に大きなボイドを形成する。１２００℃から最高温度までの昇温速度が５℃／分よりも高い場合には、表面の微粒ＷＣの焼結が進む前にコバルトが液相化するため、発生したＣＯガスは液相化したＣｏを通して、焼結体中央部から外側へ移動し、一部は外部へ排出されるものの、微粒ＷＣの焼結により芯部１ａのボイドは外殻部１ｂに移動し、最大径が１μｍ以上のボイドが外殻部１ｂに多くなる。通常のセラミックスでは、外側から焼結するため、外殻部よりも芯部にボイドが多く発生するが、本発明では、上記したように、最大径が１μｍ以上のボイドが芯部１ａよりも外殻部１ｂに多くなる。尚、０．１２μｍ以下の微粒ＷＣを用いる場合には、ＷＣ同士の焼結性がよいため、ＣＯガスの外部への排出を促進する必要がある。
【００３８】
１２００℃からの昇温速度により、ＣＯガスの排出量が異なってくるため、昇温速度がより高いほど、ボイドの形成位置が外側に移動する。
【００３９】
このようにして、図１（ａ−１）（ａ−２）に示すような小径棒状超硬合金を得ることができる。このような小径棒状超硬合金では、ＷＣ粒子の平均粒径を０．１５μｍ以下に微粒化させたので、硬度および抗折強度を向上できる。また、小径棒状超硬合金を用いて、例えば、加工装置に保持される大径のシャンク部と、孔あけする小径の切刃部とを有するミニチュアドリルを作製する場合、最大径が１μｍ以上のボイド数が多い外殻部１ｂを研削するため、研削加工性を向上できるとともに、所定領域において最大径が１μｍ以上のボイドが１個以下の芯部１ａを切刃部とできるため、高硬度化と高強度化を実現した切刃部を得ることができ、例えば、プリント基板加工用として最適なミニチュアドリルを得ることができる。
【００４０】
本発明の小径棒状超硬合金は、例えば、小径エンドミル、小径ドリル（ミニチュアドリルを含む）、小径パンチなど高硬度かつ高強度で、耐折損性が求められる切削工具、特にはミニチュアドリルに好適に用いることができる。特に、刃先部の直径が３００μｍ以下、特には２００μｍ以下、さらには１００μｍ以下の場合には、折損し易くなるため、本発明の超硬合金を好適に用いることができる。
【００４１】
ミニチュアドリルとは、極小ドリルのことをいい、基板、特にプリント基板に孔あけするものに好適に用いられるが、特に基板孔あけ用に限定されるものではない。このようなミニチュアドリルは、一般に、図１（ａ−１）（ａ−２）に示すような断面円形の小径棒状超硬合金１の長さ方向の一端部を研削し、芯部１ａの表層を研削し、螺旋状の溝を形成して切刃部を作製し、図２に示すように、円柱状のシャンク部２５と、該シャンク部２５にその長さ方向ｘに一体的に設けられた切刃部２７と、シャンク部２５と切刃部２７との間の段差部２９とを形成して作製されている。シャンク部２５の長さは１０〜４０ｍｍ、直径１．５〜５ｍｍ、切刃部２７の長さは１〜３ｍｍ、直径３００μｍ以下とされている。尚、段差部２９は、必ずしも形成する必要はない。
【００４２】
シャンク部２５、段差部２９は、芯部１ａおよび外殻部１ｂから構成され、切刃部２７は芯部１ａから構成されている。
【００４３】
ミニチュアドリルを用いた加工装置としては、上記のミニチュアドリルと、該ミニチュアドリルのシャンク部を保持する保持部と、基板等を固定する固定部とを具備して構成される。この場合には、ミニチュアドリルを長期間取り替えることなく孔あけすることができ、ミニチュアドリルの取替回数が少なくなり、コストを低減できる。
【実施例】
【００４４】
微粉のＷＣ粉末、Ｃｏ粉末、ＶＣ粉末、Ｃｒ３Ｃ２粉末、カーボンブラックを所定量に調合し、これらの混合粉１００ｇに対しプロパノール１５０ｍｌの比で添加して、ボールミルで湿式混合処理を行った。なお、ＷＣ粉末については、表１に示すような粒径の異なる原料を数種類準備し、粒径の効果を確認した。
【００４５】
尚、試料Ｎｏ．１〜６については、ＷＣ粉末９１．２質量％、Ｃｏ粉末８質量％、ＶＣ粉末０．３質量％、Ｃｒ３Ｃ２粉末０．５質量％とし、試料Ｎｏ．７では、ＷＣ粉末８９．２質量％、Ｃｏ粉末１０質量％、ＶＣ粉末０．３質量％、Ｃｒ３Ｃ２粉末０．５質量％とした。
【００４６】
ボールミルで混合した原料スラリーは、パラフィンワックスを添加してからスプレードライで造粒乾燥し、加熱しながら圧力２００ＭＰａでプレス成形した。プレス成形の温度は、パラフィンワックスの溶融温度に近い６０℃に設定した。成形体を真空焼成し、熱間静水圧処理（ＨＩＰ）を行い、直径２ｍｍ長さ３０ｍｍの円柱状の小径棒状超硬合金を得た。なお、１２００℃から最高温度までの昇温速度：２〜１０℃／ｍｉｎ、真空焼成条件は時間：１時間、最高温度：１３２０℃、熱間静水圧処理は温度：１３１０℃、アルゴンガスで６ＭＰａの条件で行った。
【００４７】
得られた小径棒状超硬合金の相対密度をアルキメデス法により得られた密度より求めたところ、本発明の試料では９９．５％以上であった。
【００４８】
得られた小径棒状超硬合金の中心を通る長さ方向における断面を長さ２ｍｍにわたって研磨後、電子顕微鏡により超硬合金のＷＣ粒子の平均粒径とボイドの分布を評価し、芯部と外殻部の有無について確認し、表１に記載した。芯部が存在する試料では、芯部の半径は１５０μｍ以上であった。
【００４９】
ＷＣ粒子の平均粒径は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の３万倍の写真により、画像解析ソフト（日本ローパー製：ImagePro  Plus）を用い、ＷＣ粒子の占める面積を測定してＷＣ粒子１個当たりの平均面積を算出し、ＷＣ粒子が球状と仮定したときの直径に換算して、平均粒径を求め、表１に記載した。
【００５０】
小径棒状超硬合金の中心から１５０μｍ以内の円形中心領域（芯部の一部）と、外周面から３００μｍのリング状のリング状外周領域（外殻部の一部）について、２００倍の電子顕微鏡写真における長さ２ｍｍの視野中における最大径が１μｍ以上のボイド数を算出した。また、２００倍の電子顕微鏡写真における長さ２ｍｍの視野中における最大径１０μｍ以上のボイドの数をも算出した。
【００５１】
また、円形中心領域におけるビッカース硬度を荷重９．８Ｎの条件で評価した。抗折強度は、スパン２０ｍｍ、３点曲げにて評価した。試料形状は直径２ｍｍ、長さ３０ｍｍの円柱形状とした。
【００５２】
材料の研削加工性については、評価対象とする小径棒状超硬合金の側面を金属の台板に貼り付けてラッピング盤にのせ、荷重９．８Ｎ、６０回転／分、平均粒径３μｍのダイヤモンドを含有するペーストにて１時間研削加工にかけ、小径棒状超硬合金の側面を研削し、削れた部分の厚みを測定することによって、時間あたりの研削量を測定した。
【００５３】
さらに、各々の試料を、切刃部の寸法が直径０．１２０ｍｍ長さ２．０ｍｍのドリル形状に加工し、次の条件で耐摩耗性と耐折損性の評価を行った。なお、耐摩耗性については、２０００回加工後の切刃部の刃先を電子顕微鏡で観察し、刃先の摩耗量を直接評価した。刃先の摩耗量は、図３に示すように、切刃部の刃先中心を通る直線から３０μｍ離れた点対象の２点における研磨量を求め、その平均値とした。
【００５４】
耐折損性については、下記加工条件で、孔毎に基板厚み方向への送り速度を徐々に上げていったときにドリルが折損する最大送り速度の値を指標とした。結果を表１に示す。
【００５５】
加工条件
ドリル回転速度  ３００ｋｒｐｍ
送り速度        ２〜２０ｍ／ｍｉｎ
評価基板        日立６７９Ｇ（０．４ｍｍ  ３枚重ね）に、
エントリーシート（ＬＥ８００  １枚）を積層したもの
【００５６】
【表１】
2010031321.tif 000003
【００５７】
【表２】
2010031321.tif 000004
【００５８】
表１によれば、試料Ｎｏ．３は原料粒径が粗大であるためにＷＣの平均粒径が０．２５μｍとなっており、硬度が低くなり、摩耗量が大きくなっている。試料Ｎｏ．４は、成形時の温度が低いため、円形中心領域のボイドが多くなり、抗折強度と耐折損性が低下している。試料Ｎｏ．６は、昇温速度２℃／分と低いため、焼成時に発生するＣＯガスにより円形中心領域にボイドが多く発生している。
【００５９】
これに対して、本発明の超硬合金は、ＷＣの平均粒径が０．１５μｍ以下と微粒であり、芯部では最大径が１μｍ以上のボイド数が１個以下であり、最大径が１μｍ以上のボイド数が芯部よりも外殻部の方に多く、芯部の１μｍ以上のボイド数が1個以下と非常に少ないため、芯部は２１．３ＧＰａ以上のビッカース硬度を維持しつつ、４６３０ＭＰａ以上の高い抗折強度を示している。また、刃先摩耗量も１１．３μｍ以下と少なく、耐折損性についても８．１ｍ／ｍｉｎ以上という高い数値を示し、さらには、研削加工性が１．４ｍｍ／ｈｒ以上と従来よりも研削加工性が改善されていることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】（ａ−１）は本発明の小径棒状超硬合金の縦断面図、（ａ−２）は本発明の小径棒状超硬合金の横断面図である。
【図２】本発明のミニチュアドリルの正面図である。
【図３】ミニチュアドリルの刃先の摩耗量測定法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６１】
１：小径棒状超硬合金
１ａ：芯部
１ｂ：外殻部
２５：シャンク部
２７：切刃部
２９：段差部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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