(57)【要約】  炭化タングステン粉末は０．８μｍ以下の平均粒子径を有し、かつＳｉ含有量およびＣａ含有量がいずれも１０ｐｐｍ未満とされている。炭化タングステン粉末は、ＷＯ３粉末とＣ粉末とを分散媒として有機溶媒等を用いて湿式で混合した後、還元雰囲気中にて７５０℃以下の温度で加熱してＷＯ３を還元し、次いで還元雰囲気中にて１０００℃以上の温度で加熱してＷ粉末とＣ粉末とを反応させることにより得られる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．８μｍ以下の平均粒子径を有する炭化タングステン粉末であって、
前記炭化タングステン粉末中のＳｉ含有量およびＣａ含有量がいずれも１０ｐｐｍ未満であることを特徴とする炭化タングステン粉末。
【請求項２】
請求項１記載の炭化タングステン粉末において、
前記炭化タングステン粉末の平均粒子径が０．５μｍ以下であることを特徴とする炭化タングステン粉末。
【請求項３】
請求項１記載の炭化タングステン粉末において、
前記炭化タングステン粉末の平均粒子径が０．０１μｍ以上であることを特徴とする炭化タングステン粉末。
【請求項４】
請求項１記載の炭化タングステン粉末において、
前記炭化タングステン粉末中のＦｅ含有量が１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下の範囲であることを特徴とする炭化タングステン粉末。
【請求項５】
請求項１記載の炭化タングステン粉末において、
前記炭化タングステン粉末中の不純物元素の総含有量が５０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする炭化タングステン粉末。
【請求項６】
請求項１記載の炭化タングステン粉末において、
前記炭化タングステン粉末中のフリーカーボン量が１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする炭化タングステン粉末。
【請求項７】
請求項１記載の炭化タングステン粉末において、
前記炭化タングステン粉末中の前記Ｓｉ含有量が５ｐｐｍ以下であることを特徴とする炭化タングステン粉末。
【請求項８】
請求項１記載の炭化タングステン粉末において、
前記炭化タングステン粉末中の前記Ｃａ含有量が５ｐｐｍ以下であることを特徴とする炭化タングステン粉末。
【請求項９】
三酸化タングステン粉末とカーボン粉末とを湿式で混合する工程と、
前記三酸化タングステン粉末と前記カーボン粉末との混合粉末を還元雰囲気中にて７５０℃以下の温度で加熱し、前記三酸化タングステン粉末を還元してタングステン粉末を生成する工程と、
前記タングステン粉末を含む前記混合粉末を還元雰囲気中にて１０００℃以上の温度で加熱し、前記タングステン粉末と前記カーボン粉末とを反応させて炭化タングステン粉末を生成する工程と
を具備することを特徴とする炭化タングステン粉末の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の炭化タングステン粉末の製造方法において、
前記三酸化タングステン粉末と前記カーボン粉末とを、分散媒として有機溶媒を適用した高エネルギー型混合機を用いて混合することを特徴とする炭化タングステン粉末の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の炭化タングステン粉末の製造方法において、
前記有機溶媒としてアルコール、アセトンおよびヘキサンから選ばれる少なくとも１種を用いることを特徴とする炭化タングステン粉末の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の炭化タングステン粉末の製造方法において、
前記有機溶媒を前記三酸化タングステン粉末と前記カーボン粉末との合計量に対して１０質量％以下の範囲で添加することを特徴とする炭化タングステン粉末の製造方法。
【請求項１３】
請求項９記載の炭化タングステン粉末の製造方法において、
パラタングステン酸アンモニウムを酸化雰囲気中で熱処理し、前記三酸化タングステン粉末を生成する工程を具備することを特徴とする炭化タングステン粉末の製造方法。
【請求項１４】
請求項９記載の炭化タングステン粉末の製造方法において、
平均粒子径が０．８μｍ以下、Ｓｉ含有量が１０ｐｐｍ未満、Ｃａ含有量が１０ｐｐｍ未満の前記炭化タングステン粉末を生成することを特徴とする炭化タングステン粉末の製造方法。
【請求項１５】
請求項９記載の炭化タングステン粉末の製造方法において、
前記三酸化タングステン粉末と前記カーボン粉末との混合粉末を５００℃以上７５０℃以下の範囲の温度で加熱することを特徴とする炭化タングステン粉末の製造方法。
【請求項１６】
請求項９記載の炭化タングステン粉末の製造方法において、
前記タングステン粉末を含む前記混合粉末を１１００℃以上１４００℃以下の範囲の温度で加熱することを特徴とする炭化タングステン粉末の製造方法。
【請求項１７】
請求項１記載の炭化タングステン粉末の焼結体を具備することを特徴とする超硬材料。
【請求項１８】
請求項１７記載の超硬材料を具備することを特徴とする工具。
【請求項１９】
請求項１８記載の工具において、
切削工具であることを特徴とする工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は炭化タングステン粉末とその製造方法、およびそれを用いた超硬材料と工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
高硬度が必要とされる切削工具には超硬材料が使用されている。超硬材料としては、炭化タングステン（ＷＣ）粉末のような硬質粉末を加圧成形し、これを還元雰囲気中で焼成した焼結体が用いられている。ＷＣ粉末の焼結体において、切削工具用超硬材料に要求される硬度等の特性は焼結後の結晶粒径が小さいほど向上することが知られている。【０００３】
このようなことから、切削工具用超硬材料の原料粉末として用いられるＷＣ粉末には、より一層の微粒子化が要求されている。微粒子状のＷＣ粉末の製造方法としては、これまでも様々な方法が提案されており、工業レベルで約０．３〜０．６μｍ程度の平均粒子径を有するＷＣ粉末が得られている。【０００４】
特許文献１には、三酸化タングステン（ＷＯ３）粉末と炭素粉末との混合粉末をペレット化した後、これを窒素ガス中で１０９７〜１４９７℃の温度で加熱し、続いて水素ガス中で１２９７〜１６９７℃の温度で加熱し、得られた塊状の炭化物を粉砕および篩い分けして、平均粒子径が０．５μｍ以下のＷＣ粉末を作製する方法が記載されている。【０００５】
しかしながら、ここでは衝撃粉砕機を用いて塊状の炭化物を粉砕してＷＣ粉末を作製しているため、不純物が混入しやすいという問題がある。衝撃粉砕機では、一般的にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）製のメディアが用いられている。汎用のアルミナメディアにはシリカ（ＳｉＯ２）が７質量％程度含有されている。このため、アルミナメディアを用いて粉砕を行うとＷＣ粉末にＡｌやＳｉが不純物として混入してしまう。【０００６】
特許文献２には、還元雰囲気中で６５０〜８００℃の温度と９５０〜１２００℃の温度で２度の熱処理を行うことによって、粉砕工程を実施することなく、微粉末状のＷＣ粉末を作製する方法が記載されている。ここでは、不純物硫黄（Ｓ）量を０．００１重量％（１０ｐｐｍ）以下、不純物鉄（Ｆｅ）量を０．０５重量％（５００ｐｐｍ）以下と一定の水準まで減らしている。ただし、これら以外の不純物元素の低減効果は必ずしも十分とは言えない。このため、ＳやＦｅ以外の不純物元素に起因して、ＷＣ粉末を焼結して作製した超硬材料の硬度等の特性が低下するおそれがある。
【特許文献１】特開平３−２０８８１１号公報
【特許文献２】特開２００１−０７２４０６公報
【発明の開示】
【０００７】
本発明の目的は、超硬材料等の原料粉末として用いられる炭化タングステン粉末の不純物元素量を低減し、これにより超硬材料等の特性の向上を図ることを可能にした炭化タングステン粉末とその製造方法、およびそのような炭化タングステン粉末を用いた超硬材料と工具を提供することにある。
【０００８】
本発明の態様に係る炭化タングステン粉末は、０．８μｍ以下の平均粒子径を有する炭化タングステン粉末であって、前記炭化タングステン粉末中のＳｉ含有量およびＣａ含有量がいずれも１０ｐｐｍ未満であることを特徴としている。
【０００９】
本発明の態様に係る炭化タングステン粉末の製造方法は、三酸化タングステン粉末とカーボン粉末とを湿式で混合する工程と、前記三酸化タングステン粉末と前記カーボン粉末との混合粉末を還元雰囲気中にて７５０℃以下の温度で加熱し、前記三酸化タングステン粉末を還元してタングステン粉末を生成する工程と、前記タングステン粉末を含む前記混合粉末を還元雰囲気中にて１０００℃以上の温度で加熱し、前記タングステン粉末と前記カーボン粉末とを反応させて炭化タングステン粉末を生成する工程とを具備することを特徴としている。
【００１０】
本発明の態様に係る超硬材料は、本発明の態様に係る炭化タングステン粉末の焼結体を具備することを特徴としている。本発明の態様に係る工具は、本発明の態様に係る超硬材料を具備することを特徴としている。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。本発明の実施形態による炭化タングステン（ＷＣ）粉末は０．８μｍ以下の平均粒子径を有している。このような微粉末状態のＷＣ粉末は、超硬用材料等として用いられるＷＣ焼結体の結晶粒径の微細化に寄与し、これに基づいて硬度等の特性を向上させることが可能となる。
【００１２】
ＷＣ粉末の平均粒子径が０．８μｍを超えると、ＷＣ焼結体の結晶粒径の微細化効果を十分に得ることができず、これにより硬度等の特性が低下する。ＷＣ粉末の平均粒子径は０．５μｍ以下とすることがより好ましい。平均粒子径の下限値は特に限定されるものではないが、製造の容易さ等から０．０１μｍ以上とすることが好ましい。ＷＣ粉末の平均粒子径を０．０１μｍより小さくしても、それ以上の効果が得られないだけでなく、製造性や取扱い性が低下する。ＷＣ粉末の平均粒子径はＦＳＳＳ法（フィッシャー・サブ・シーブ・サイザー法）に基づいて測定した値を示すものとする。
【００１３】
ＷＣ粉末を用いて作製したＷＣ焼結体の硬度等の特性を向上させるためには、ＷＣ粉末を微粉末化することに加えて、ＷＣ粉末中の不純物元素量を低減することが重要となる。特に、珪素（Ｓｉ）とカルシウム（Ｃａ）の含有量が多いＷＣ粉末を用いた場合、ＷＣ焼結体中にＳｉやＣａが例えば酸化物の形態で凝集して存在する。これらはクラックの起点となるため、ＷＣ焼結体の硬度等の特性が低下する。ＷＣ焼結体中におけるＳｉやＣａの偏析を抑制するために、この実施形態のＷＣ粉末はＳｉ含有量とＣａ含有量をそれぞれ１０ｐｐｍ未満（質量比）としている。
【００１４】
ＷＣ粉末のＳｉ含有量が１０ｐｐｍ以上になると、ＷＣ焼結体中でＳｉが偏析しやすくなり、このＳｉの偏析を起点としてクラックが生じやすくなる。同様に、ＷＣ粉末のＣａ含有量が１０ｐｐｍ以上になると、ＷＣ焼結体中でＣａが酸化物等の形態で偏析しやすくなり、このＣａ酸化物の偏析を起点としてクラックが生じやすくなる。ＷＣ粉末のＳｉ含有量は５ｐｐｍ以下とすることがより好ましい。ＷＣ粉末のＣａ含有量は５ｐｐｍ以下とすることがより好ましい。
【００１５】
Ｓｉ含有量とＣａ含有量がそれぞれ１０ｐｐｍ未満のＷＣ粉末は、後述するようにステンレス製の容器とメディアを備える混合機を用いて、ＷＣ粉末の原料となる三酸化タングステン（ＷＯ３）粉末とカーボン粉末とを湿式で混合することにより得ることができる。従来のＷＣ粉末の作製方法においては、ＷＯ３粉末とカーボン粉末とを混合する際の混合容器やメディアからＳｉやＣａが混入していたものと考えられる。そこで、ステンレス容器とステンレスボールを用いると共に、混合時に分散媒として有機溶媒等を使用して湿式で混合することによって、ＳｉやＣａの混入量を低減することができる。
【００１６】
湿式混合を適用した場合、ＷＣ粉末中の鉄（Ｆｅ）含有量が増加することが考えられる。しかし、ＦｅはＷＣ焼結体の硬度等に対してＳｉやＣａのように悪影響を及ぼすことはない。このため、ＷＣ粉末は１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下の範囲であればＦｅを含有していてもよい。ＷＣ粉末のＦｅ含有量が１０００ｐｐｍを超えると、超硬材料として用いたときに機械的特性（抗折力等）が低下する。Ｆｅ含有量が少なすぎると焼結時にＷＣの結晶粒子が粒成長しやすくなるため、ＷＣ粉末のＦｅ含有量は１０ｐｐｍ以上とすることが好ましい。Ｆｅ含有量は１００ｐｐｍ以上であることがさらに好ましい。
【００１７】
ＷＣ粉末はＳｉ含有量が１０ｐｐｍ未満、Ｃａ含有量が１０ｐｐｍ未満、Ｆｅ含有量が１０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。これら以外の不純物元素（ＷとＣ以外の元素、例えばＡｌ、Ｍｇ、Ｎｉ等）についても、その含有量が多すぎるとＷＣ焼結体の硬度等を低下させる要因となるおそれがある。このため、ＷＣ粉末中の不純物元素の総含有量（Ｓｉ、Ｃａ、Ｆｅの含有量を含む）は５０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。不純物元素の総含有量は３０００ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。
【００１８】
さらに、この実施形態のＷＣ粉末は、ＷＣを構成しないフリーカーボン（遊離炭素）の含有量が１０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。ＷＣ粉末中のフリーカーボン量が１０００ｐｐｍを超えると、それを用いて作製したＷＣ焼結体の超硬材料としての特性、具体的には超硬材料を切削工具として用いた場合の切削性等が低下する。ＷＣ粉末中のフリーカーボン量は５００ｐｐｍ以下とすることがより好ましい。なお、フリーカーボン量は上述した不純物元素の総含有量には含まれない。
【００１９】
この実施形態の炭化タングステン（ＷＣ）粉末は、例えば以下のようにして作製される。まず、タングステンの原料として三酸化タングステン（ＷＯ３）粉末を用意する。ＷＯ３粉末はパラタングステン酸アンモニウム（ＡＰＴ）を大気中にて６００〜８００℃の範囲の温度で焼成して作製することが好ましい。このようなＷＯ３粉末を用いることによって、微細なＷＣ粉末を再現性よく得ることができる。
【００２０】
次に、三酸化タングステン（ＷＯ３）粉末とカーボン（Ｃ）粉末とを所定の比率で混合する。これらの混合比率はＣ粉末の割合が４．５〜５．５質量％の範囲となるように調整することが好ましい。Ｃ粉末の混合比がこの範囲を外れると未反応のＷやＣの量が多くなり、ＷＣ焼結体の強度劣化の要因となる。ＷＯ３粉末とＣ粉末との混合は、分散媒として有機溶媒を使用した湿式混合により実施する。ＷＯ３粉末とＣ粉末との湿式混合は、分散媒として有機溶媒を適用した高エネルギー型混合機を用いて実施することが好ましい。高エネルギー型混合機はステンレス容器とステンレスボールを備えることが好ましい。
【００２１】
上述したような湿式混合によれば、有機溶媒等の分散媒が混合容器や混合メディアから不純物（特にＳｉやＣａ）が混合粉末中に混入することを抑制する。さらに、ステンレス製容器とステンレスボールを適用した混合機を用いることによって、混合粉末中へのＳｉやＣａの混入量を低減することができる。これらによって、ＳｉやＣａの含有量を低減した混合粉末、ひいてはＷＣ粉末を得ることが可能となる。湿式混合はＷＯ３粉末の凝集の抑制、ひいてはＷＣ粉末の微粉末化に対しても有効に作用する。
【００２２】
さらに、高エネルギー型混合機によれば、不可避的に混入した微量のＳｉやＣａを均一分散させることができる。従って、ＷＣ焼結体中のＳｉやＣａの偏析を起点とするクラックの発生がより効果的に抑制される。高エネルギー型混合機を用いてＷＯ３粉末とＣ粉末とを湿式混合することで、ＷＯ３粉末に対するＣ粉末の混合状態がより均一化される。その後の還元工程で作製するＷＣ粉末の平均粒子径が再現性よく微細化される。
【００２３】
ＷＯ３粉末とＣ粉末とを湿式混合するにあたって、分散媒として使用する有機溶媒としてはアルコール、アセトン、ヘキサンから選ばれる少なくとも１種が挙げられる。湿式混合時の分散媒としてはメタノール、エタノール等の低級アルコールやアセトンが一般的であるが、乾燥性や環境負荷等を考慮するとエタノールのようなアルコールを使用することが望ましい。揮発性を有する有機溶媒を分散媒として使用することによって、後工程への悪影響等を抑制することができる。
【００２４】
有機溶媒はＷＯ３粉末とＣ粉末との合計量に対して１０質量％以下の範囲で添加することが好ましい。有機溶媒の添加量を多くするほど不純物の混入量が低下するものの、有機溶媒の添加量が多すぎると乾燥工程に時間を要することで、ＷＣ粉末の製造工数が増大する。さらに、揮発した有機溶媒が排水や大気中に放出されて環境負荷が増大する。これを防ぐためには新たな回収装置が必要になる等、製造コストに悪影響を及ぼす。このため、有機溶媒の添加量は１０質量％以下とすることが好ましい。
【００２５】
次に、ＷＯ３粉末とＣ粉末との混合粉末を水素雰囲気等の還元雰囲気中にて７５０℃以下の温度で加熱し、ＷＯ３粉末を還元して混合粉末中でＷ粉末を生成する。ＷＯ３粉末を還元する第１の還元工程の処理温度が７５０℃を超えると、Ｗ粉末の粒成長を招いてＷＣ粉末の平均粒子径を十分に微細化することができない。さらに、処理温度が７５０℃を超えると、添加したＣがＷＯ３の還元で生成したＯと反応して系外に放出されるため、最終的に得られるＷＣ中のＣが不足するおそれがある。ただし、ＷＯ３粉末の還元処理温度が低すぎるとＷＯ３粉末を十分に還元することができない。従って、第１の還元工程は５００℃以上７５０℃以下の範囲の温度で実施することが好ましい。
【００２６】
続いて、第１の還元工程を経た混合粉末を水素雰囲気等の還元雰囲気中にて１０００℃以上の温度で加熱し、第１の還元工程で生成したＷ粉末とＣ粉末とを反応させてＷＣ粉末を生成する。ＷＣ粉末を生成する第２の還元工程の処理温度が１０００℃未満であると、Ｗ粉末とＣ粉末とが十分に反応せず、フリーカーボン量が増大して特性が低下する。ただし、処理温度が高すぎるとＷＣ粒子の粒成長や粗粒子化が進み、微細なＷＣ粉末を得ることができない。第２の還元工程は１４００℃以下の温度で実施することが好ましい。第２の還元工程の処理温度は１１００℃以上１４００℃以下とすることがより好ましい。
【００２７】
二段階の還元工程を適用することによって、微細化したＷＣ粉末（平均粒子径が０．８μｍ以下のＷＣ粉末）を再現性よく得ることができる。さらに、ＷＣ粉末中の不純物元素量に対して影響を及ぼすＷＯ３粉末とＣ粉末との混合工程に、例えば有機溶媒を使用した高エネルギー型混合機による湿式混合を適用することによって、不純物元素量を低減したＷＣ粉末を再現性よく得ることが可能となる。すなわち、Ｓｉ含有量が１０ｐｐｍ未満、Ｃａ含有量が１０ｐｐｍ未満のＷＣ粉末が再現性よく得られる。
【００２８】
この実施形態のＷＣ粉末は、超硬材料の原料として好適である。ＷＣ粉末を例えば液相焼結して得られるＷＣ焼結体は、切削工具用材料として使用される超硬材料に好適である。ＷＣ粉末の焼結工程は、ＷＣ粉末にＣｏ、Ｖ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属、あるいはこれら金属の合金や化合物（炭化物等）を液相焼結用の助剤として添加、混合した後、例えば１２００〜１９００℃の温度で加熱することにより実施される。焼結工程には常圧焼結、雰囲気加圧焼結、ホットプレス、ＨＩＰ等が適用される。
【００２９】
ＷＣ焼結体からなる超硬材料は、切削工具等の高硬度が必要とされる工具の構成材料として有効に用いられる。本発明の実施形態による工具はこのような超硬材料を具備する。工具の具体例としては切削工具が挙げられる。
【００３０】
次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。
【００３１】
（実施例１）
まず、平均粒子径が１２０μｍのＡＰＴ粉末を大気中にて８００℃で２時間加熱してＷＯ３粉末を作製した。このＷＯ３粉末にＣ粉末を４．９６質量％の割合で添加して湿式混合した。湿式混合工程はステンレス容器とステンレスボールを使用し、分散媒としてエタノールを用いて実施した。高エネルギー型混合機としてはアトライタ（商品名、三井鉱山社製）を使用した。ＷＯ３粉末とＣ粉末との合計量に対して１０質量％のエタノールを添加し、質量比３０％相当のＳＵＳボールと共に２時間の条件下で湿式混合した。
【００３２】
次に、ＷＯ３粉末とＣ粉末との混合粉末を、水素雰囲気中にて７５０℃の温度で４時間加熱処理してＷＯ３粉末を還元した。ＷＯ３粉末を還元して生成したＷ粉末とＣ粉末とを含む混合粉末を、水素雰囲気中にて１３００℃の温度で２時間加熱処理し、Ｗ粉末とＣ粉末とを反応させてＷＣ粉末を作製した。ＷＣ粉末の平均粒子径は０．６μｍであった。
【００３３】
得られたＷＣ粉末中の不純物元素量をＩＣＰ発光分析法で分析した。その結果、Ｓｉ含有量は２ｐｐｍ、Ｃａ含有量は３ｐｐｍ、Ｆｅ含有量は２０ｐｐｍ、これらを含む不純物元素の総含有量は２００ｐｐｍであった。さらに、ＷＣ粉末中のフリーカーボン量は７００ｐｐｍであった。このようなＷＣ粉末を後述する特性評価に供した。
【００３４】
（実施例２〜４）
上述した実施例１において、ＷＯ３粉末とＣ粉末との合計量に対するエタノールの添加量を、５質量％（実施例２）、１質量％（実施例３）、３０質量％（実施例４）とする以外は、実施例１と同一条件でＷＯ３粉末とＣ粉末との湿式混合工程を実施した。得られた混合粉末をそれぞれ用いて、実施例１と同一条件で第１および第２の還元工程を実施してＷＣ粉末を作製した。これらＷＣ粉末の平均粒子径と不純物元素量を表１に示す。なお、不純物元素の総含有量はいずれも５０００ｐｐｍ以下、フリーカーボン量はいずれも１０００ｐｐｍ以下であった。これらのＷＣ粉末を後述する特性評価に供した。
【００３５】
（実施例５）
上述した実施例１において、湿式混合時の分散媒としてアセトンを用いる以外は、実施例１と同一条件でＷＯ３粉末とＣ粉末との湿式混合工程を実施した。得られた混合粉末を用いて、実施例１と同一条件で第１および第２の還元工程を実施してＷＣ粉末を作製した。このＷＣ粉末の平均粒子径と不純物元素量を表１に示す。なお、不純物元素の総含有量は５０００ｐｐｍ以下、フリーカーボン量は１０００ｐｐｍ以下であった。このようなＷＣ粉末を後述する特性評価に供した。
【００３６】
（実施例６）
上述した実施例２において、ＷＯ3粉末の原料粉末として純度が９９．９％と低いＡＰＴ粉末を用いる以外は、実施例２と同一条件でＷＯ３粉末とＣ粉末との湿式混合工程を実施した。得られた混合粉末を用いて、実施例２と同一条件で第１および第２の還元工程を実施してＷＣ粉末を作製した。このＷＣ粉末の平均粒子径と不純物元素量を表１に示す。なお、不純物元素の総含有量は５０００ｐｐｍ以下、フリーカーボン量は１０００ｐｐｍ以下であった。このようなＷＣ粉末を後述する特性評価に供した。
【００３７】
（比較例１）
実施例１と同様にして作製したＷＯ３粉末に、実施例１と同様のＣ粉末を４．９２質量％の割合で添加して混合した。ＷＯ３粉末とＣ粉末との混合工程は乾式混合により実施した。具体的には、混合機としてアトライタ（商品名、三井鉱山社製）を使用し、質量比３０％相当のＳＵＳボールと共に２時間の条件下で乾式混合した。得られた混合粉末を用いて、実施例１と同一条件で第１および第２の還元工程を実施してＷＣ粉末を作製した。このＷＣ粉末の平均粒子径と不純物元素量を表１に示す。このようなＷＣ粉末を後述する特性評価に供した。
【００３８】
次に、実施例１〜５および比較例１による各ＷＣ粉末に、液相焼結用の助剤としてＣｏ等を添加してボールミルで３時間混合した。次に、これら各粉末を金型で成形した後、真空中にて１４００℃の条件で焼結することによって、それぞれＷＣ焼結体を作製した。これらＷＣ焼結体の特性を以下のようにして評価した。すなわち、ビッカース硬度計による硬さの測定と切り出した試験片での抗折力の測定を行った。評価結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
表１から明らかなように、実施例１〜５による各ＷＣ粉末を用いて作製したＷＣ焼結体はいずれも高硬度を有し、かつ抗折力も良好であることが分かる。これら各ＷＣ焼結体を用いて切削工具（半導体基板用切削工具）を作製したところ、いずれも高精度、高寿命と良好な結果を示した。
【００４１】
ただし、実施例４は湿式混合時のエタノールの添加量が多かったため、粉末乾燥に時間がかかった上、部分的にダマが発生した。実施例５は工程的には問題がないものの、環境負荷が大きいアセトンを使用しているため、量産時の排気、排水の処理対応に問題が残った。ＷＯ3粉末とＣ粉末とを乾式で混合した比較例１では、ＷＣ粉末のＳｉ含有量やＣａ含有量が多く、そのために焼結体の抗折力が低下した。
【００４２】
なお、本発明は各種形態の炭化タングステン粉末、それを用いた超硬材料や工具に適用可能であり、その形態や構造等に何等限定されるものではない。実施段階においては本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。さらに、上記実施形態に示される複数の構成要素を適宜に組合せたり、また実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除する等、種々の変形が可能である。本発明の実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で拡張もしくは変更することができ、この拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の態様に係る炭化タングステン粉末はＳｉ含有量とＣａ含有量を低減しているため、これを用いて作製した焼結体の特性を向上させることができる。従って、本発明の態様に係る炭化タングステン粉末は超硬材料やそれを用いた工具の原料として有用である。
【国際調査報告】
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