(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）金属炭化物と、バインダー金属とを含む粉末を用意する工程と、
ｂ）真空下で粉末組成物を混合する工程と、
ｃ）少なくとも１つの有機バインダーを粉末組成物に添加する工程と、
ｄ）真空下で少なくとも１つの有機バインダーを粉末組成物と混合し、温度を所定温度まで上昇させ、有機バインダーが溶融するまで温度を所定時間維持する工程と、
ｅ）工程ｄ）で得られた混合物に、形成・焼結処理を施す工程とを含む超硬合金又はサーメットの製造方法であって、
工程ａ）の乾燥した状態の粉末組成物に１つ以上の分散剤を添加する方法。
【請求項２】
工程ｂ）の粉末組成物に、１つ以上の冷却剤を添加することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
超硬合金は、７０ｗｔ％以上の炭化タングステンと、３０ｗｔ％以下の、炭化チタン、炭化タンタル、窒化タンタル、窒化チタン、炭化ニオブ、炭化バナジウム、炭化モリブデン、炭化クロム及びそれらの混合物から選択される少なくとも１つの他の金属炭化物及び／又は金属窒化物とを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
サーメットは、炭化チタン、窒化チタン、炭化タングステン、炭化タンタル、窒化タンタル、炭化ニオブ、炭化バナジウム、炭化モリブデン、炭化クロム又はそれらの混合物を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
バインダー金属は、コバルト、モリブデン、鉄、クロム、ニッケル及びそれらの混合物から選択される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
混合を、高せん断ミキサー又はプラネタリミキサーを使用することにより行う、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
工程ｄ）において、１つ以上の有機溶媒を添加する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
工程ｅ）の形成の後且つ焼結の前に、工程ｄ）で得られた混合物を乾燥する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
１つ以上の分散剤は、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）及びそれらの混合物から選択される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
形成を、押し出し、プレス動作又は射出成形を使用することにより行う、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
工程ａの粉末が金属窒化物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
工程ｂの混合が乾燥した状態での混合である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
混合物が乾燥した状態を保つような分量で、工程ｂ）の粉末組成物に、１つ以上の冷却剤を添加する、請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
混合物の温度を十分に低く保つように要求される量を超えない分量で、工程ｂ）の粉末組成物に、１つ以上の冷却剤を添加する、請求項２に記載の方法。
【請求項１５】
混合温度が５０℃未満に保たれる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
高せん断ミキサーが高速ロータミキサーである、請求項６に記載の方法。
【請求項１７】
ａ）金属炭化物と、バインダー金属とを含む粉末を用意する工程と、
ｂ）真空下で粉末組成物を混合する工程と、
ｃ）粉末組成物に水及び／又はエタノールを添加してスラリーを生成する工程と、
ｄ）少なくとも１つの有機バインダーをスラリーに添加する工程と、
ｅ）少なくとも１つの有機バインダーをスラリーと混合する工程と、
ｆ）スラリーを噴霧・乾燥させてプレス成形可能（ＲＴＰ）な粉末を生成する工程とを含むプレス成型可能（ＲＴＰ）な超硬合金又はサーメットの粉末の製造方法であって、
工程ａ）の乾燥した状態の粉末組成物に１つ以上の分散剤を添加する方法。
【請求項１８】
工程ａの粉末が金属窒化物を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
工程ｂの混合が乾燥した状態での混合である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
工程ｆ）で得られたＲＴＰ粉末に、形成・焼結処理を施す工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超硬合金及び／又はサーメットが、均質性が改善された微細構造を有する、超硬合金又はサーメットの新しい製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超硬合金又はサーメットは、優れた摩耗特性を有するため、回転工具に一般的に使用されている。最適な特性を実現するために、その微細構造は、含まれる大型化した硬金属粒子のクラスタができるだけ少なく、また含まれるバインダーレイクもできるだけ少なく、且つ、多孔度ができるだけ低い必要がある。欧州特許出願公開第１７２４３６３号明細書は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ及び／又はＷの炭化物系の硬質成分粉末と、１５ｗｔ％超のＣｏ及び／又はＮｉのバインダー相粉末と、プレス剤とを含む粉末混合物の湿式製粉及び噴霧乾燥を開示している。粉末混合物には、製粉の前に、トリエタノールアミン、ヒドロキシ、酸等の錯体形成及び／又はｐＨ上昇／下降剤を０．０５〜０．５０ｗｔ％、更には増粘剤を０．０１〜０．１０ｗｔ％の量で添加する。
【０００３】
米国特許第５９２２９７８号明細書は、本質的に脱酸素化された水の中で、遷移金属炭化物及び遷移金属から成る群から選択される第１の粉末を、遷移金属炭化物、遷移金属又はそれらの混合物を含む第２の粉末、有機バインダー及びそれらの組み合わせから成る群から選択される追加成分と混合することと、その混合された混合物を乾燥して圧縮可能粉末を形成することを含み、第２の粉末が第１の粉末と化学的に異なる方法によって形成される圧縮可能粉末を開示している。そして、圧縮可能粉末を成形部に形成した後、炭化タングステン超硬合金等の高密度部に高密度化してもよく、トリエタノールアミンを腐食防止剤として添加できる。
【０００４】
米国特許第６８７８１８２号明細書は、金属炭化物及び金属原料並びにステアリン酸及び低濃度のポリエチレンイミン（ＰＥＩ）を含むエタノール水系スラリーを開示している。ＰＥＩの濃度は、原料重量の０．０１〜１ｗｔ％である。
【０００５】
欧州特許出願公開第１１５３６５２号明細書は、ＷＣ及びＣｏを、超硬合金を作成するのに適した追加の成分、水、エタノール又は水及びエタノールの混合物、並びにポリエチレンイミン系分散剤と混合して、噴霧乾燥に適した、良好に分散された懸濁液を実現するための手順を開示している。この方法は、スラリーにポリエチレンイミン系高分子電解質を分散剤として０．１〜１０ｗｔ％、好ましくは０．１〜１ｗｔ％添加することを特徴としている。
【０００６】
中国特許出願公開第１０１８９２４０９号明細書は、金属炭化物及びバインダー金属を含む粉末に、有機バインダー、ＰＥＧを添加するようにした超硬合金の製造方法を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の全ての開示において、トリエタノールアミン及び／又はポリエチレンイミン等の分散剤が、湿式混合物又はスラリーに添加される。これらの方法に伴う問題は、種々の成分の混合が不完全となり、焼結された際に、得られた生成物が所望の均一な微細構造を有さず、ひいては所望の特性段階を有さなくなることである。本発明は、上述の問題を解決する、又は、少なくとも軽減するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様は、
ａ）金属炭化物と、バインダー金属と、任意で金属窒化物とを含む粉末を用意する工程と、
ｂ）真空下で粉末組成物を混合する工程と、
ｃ）少なくとも１つの有機バインダーを粉末組成物に添加する工程と、
ｄ）真空下で少なくとも１つの有機バインダーを粉末組成物と混合し、温度を所定温度まで上昇させ、有機バインダーが溶融するまで温度を所定時間維持する工程と、
ｅ）工程ｄ）で得られた混合物に、形成・焼結処理を施す工程とを含む超硬合金及び／又はサーメットの製造方法であって、
工程ａ）の粉末組成物に１つ以上の分散剤を添加する方法について説明する。このように、第１の工程の乾燥粉末混合物に、少なくとも１つ以上の分散剤が添加される。
【０００９】
本発明の別の態様では、以上又は以下に定義した方法によって超硬合金又はサーメット体が得られ、超硬合金又はサーメットの微細構造は、平均硬金属粒子径の５倍より大きい直径をもつ硬金属粒子のクラスタを有さない。
【００１０】
本発明の別の態様では、以上又は以下に定義した方法によって得られた超硬合金又はサーメット体は、ロータリーカッター又はその他の摩耗用途に使用される。
【発明の効果】
【００１１】
上記又は下記の方法は、所望の均質な粉末混合物を提供し、これにより結果的に、より均質な微細構造をもち、よって向上した特性、例えば向上した引張強度、向上した硬度、向上した破壊靭性及び／又は向上した耐摩耗性を有する製品（超硬合金及び／又はサーメット）が得られる。その結果、超硬合金及び／又はサーメットがロータリーカッター又は摩耗部品として使用された際の性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】硬金属クラスタの例を示すテスト１における超硬合金の微細構造を示す光学顕微鏡写真を表す。
【図２】バインダーレイクの例を示すテスト１における超硬合金の微細構造を示す光学顕微鏡写真を表す。
【図３】テスト３における超硬合金の微細構造を示す光学顕微鏡写真を表す。
【図４】テスト８における超硬合金の微細構造を示す光学顕微鏡写真を表す。
【００１３】
全ての光学顕微鏡写真は、オリンパス社製のＰＭＧ３−ＬＳＨ−３倒立顕微鏡を使用して撮影した。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の第１態様によると、
ａ）金属炭化物と、バインダー金属と、任意で金属窒化物とを含む粉末を用意する工程と、
ｂ）真空下で粉末組成物を混合する工程と、
ｃ）少なくとも１つの有機バインダーを粉末組成物に添加する工程と、
ｄ）真空下で少なくとも１つの有機バインダーを粉末組成物と混合し、温度を所定温度まで上昇させ、有機バインダーが溶融するまで温度を所定時間維持する工程と、
ｅ）工程ｄ）で得られた混合物に、形成・焼結処理を施す工程とを含む超硬合金及び／又はサーメットの製造方法であって、
工程ａ）の粉末組成物に１つ以上の分散剤を添加する方法が提供される。
【００１５】
以上又は以下に定義した本方法によると、工程ｂ）の粉末組成物に１つ以上の冷却剤を任意で添加する。
【００１６】
本開示の第１態様の方法は、好ましくは押出に使用される生地を生成する工程を含む。そのような場合、本方法は好ましくは上記工程ｅ）の焼結に先駆けて混合物が滑らかになるように得られた混合物に有機溶剤（モノプロピレングリコール（ＭＰＧ）及び／又はオレイン酸）を添加する工程を含む。
【００１７】
また、本方法によると、１つ以上の分散剤は、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）又はそれらの混合物から選択される。
【００１８】
更に、以上又は以下に定義した本方法によると、工程ａ）で用意した粉末は、金属炭化物と、バインダー金属と、金属窒化物とを含む。
【００１９】
超硬合金又はサーメットの生成処理で少なくとも１つの有機バインダーを添加する際には、２工程の混合処理が必要となる。これは、もし金属炭化物粉末と、金属窒化物粉末と、バインダー金属粉末と、有機バインダーとを単一の工程で混合すると、有機バインダーがバインダー金属粉末に付着して、効率的な混合が妨げられ、その結果、超硬合金又はサーメットが非均質な微小構造をもつことになるためである。少なくとも１つの有機バインダーを添加する前に、粉末組成物に１つ以上の分散剤を添加することにより組成物の良好な混合を確実に行うことで、超硬合金又はサーメットの微小構造の所望の均質性が得られる。
【００２０】
本発明は、１つ以上の分散剤を第１の混合工程（工程ａ）で添加することにより、均質な混合を有する超硬合金及び／又はサーメットを得るための有効な方法を提供し、この方法では、金属炭化物の粉末と、バインダー金属の粉末と、任意で金属窒化物の粉末とを乾燥状態で混合する。そのため、この混合工程は、（全粉末組成物に対し）５ｗｔ％以下の水分含有量を有する乾式混合工程である。この混合工程は、湿式スラリーを生成するために有意な量の水及び／又はエタノール及び／又はその他の溶媒が添加されないという点において乾式と定義される。この工程で必要に応じて添加される唯一の液体は、冷却剤としての少量の液体である。冷却剤は、水、エタノール又は混合条件において容易に蒸発するその他の適切な溶媒から選択される。この第１の混合工程における温度は、酸化を避けるために５０℃未満に維持されなければならない。この第１の混合工程中は、粉末組成物を可能な限り乾燥した状態で維持するべきであるため、水分含有量は５ｗｔ％以下となる。温度が５０℃を超え始めるまで冷却剤は添加されず、また、温度が上昇し始めた際には、粉末混合物をできるだけ乾燥した状態で維持するために、即ち粉末混合物の水分含有量を５ｗｔ％以下とするために、添加される冷却剤の量をできるだけ少なくするべきである。この工程中に１つ以上の分散剤が添加される。この工程で１つ以上の分散剤を添加することによって、第２の混合工程において少なくとも１つの有機バインダーを添加する前に、金属炭化物の粉末と、バインダー金属の粉末と、任意で金属窒化物の粉末との良好な混合が確実に行われる。
【００２１】
１つ以上の分散剤は、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）又はそれらの混合物から選択される。分散剤の量は、全粉末混合物に対して、０．０５〜０．５ｗｔ％である。
【００２２】
本方法によると、超硬合金は、金属炭化物及び／又は金属窒化物を７０〜９７ｗｔ％の範囲で含み、バインダー金属を３ｗｔ％〜３０ｗｔ％の範囲で含む（ｗｔ％は、超硬合金の全量に対するものである）。金属炭化物及び／又は金属窒化物は、炭化タングステンを７０ｗｔ％以上含み、炭化チタン、窒化チタン、炭化タンタル、窒化タンタル、炭化ニオブ及びそれらの混合物から選択される少なくとも１つのその他の金属炭化物及び／又は金属窒化物を３０ｗｔ％以下含む（ｗｔ％は、金属炭化物及び金属窒化物の全量に対するものである）。
【００２３】
本方法によると、サーメットは、金属炭化物及び／又は金属窒化物を７０〜９７ｗｔ％の範囲で含み、バインダー金属を３ｗｔ％〜３０ｗｔ％の範囲で含む（ｗｔ％は、サーメットの全量に対するものである）。また、サーメットは、炭化チタン、窒化チタン、炭化タングステン、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化バナジウム、炭化モリブデン、炭化クロム及びそれらの混合物から選択される１つ以上の金属炭化物及び／又は金属窒化物の組み合わせを、割合が最も高い物質がチタン系である状態、即ちチタンは炭化物及び／又は窒化物の形で存在し、３０〜６０ｗｔ％の範囲で存在する状態で含む（ｗｔ％は、サーメットの全量に対するものである）。またサーメットはフリーの六方晶炭化タングステンを全く含まない。サーメットはフリーの六方晶構造を持たない炭化タングステンを、１０〜２０ｗｔ％の範囲で含む。六方晶炭化タングステンは、一方が他方の真上に重ねられたタングステン原子の単純な六方格子と、格子間の半分を埋める炭素原子とによって構成された構造を有し、このためタングステンと炭素は共に正三角柱構造を有する。
【００２４】
サーメット及び／又は超硬合金は、例えば、ＭｏＣ、ＶＣ及び／又はＣｒ3Ｃ2といったその他の化合物を少量、例えば３ｗｔ％以下含んでいてもよい。
【００２５】
本開示によると、バインダー金属は、コバルト、モリブデン、鉄、クロム、ニッケル及びそれらの混合物から選択される。
【００２６】
以上又は以下に定義した方法によると、工程ｄ）で、１つ以上の有機溶媒が任意で添加される。
【００２７】
以上又は以下に定義した方法は、工程ｅ）の形成の後且つ焼結の前に、工程ｄ）で得た混合物を乾燥することを任意で含む。
【００２８】
本開示によると、形成は、押し出し、プレス動作又は射出成形を用いて行われる。
【００２９】
第１の混合工程では、金属炭化物及び／又は金属窒化物が、炭化タングステン、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化チタン、窒化チタン、窒化タンタル、炭化バナジウム、炭化モリブデン、炭化クロム及びそれらの混合物から成る群から選択されてもよい。バインダー金属は、１つのバインダー金属、２つ以上の金属のブレンド、２つ以上の金属の合金のいずれかであり、バインダー金属は、コバルト、モリブデン、鉄、クロム又はニッケルから選択される。しかし、どの炭化物及び／又は窒化物が選択され、その割合がどのようなものになるかは、最終製品が超硬合金であるかサーメットであるか、また最終製品の所望の最終特性によって決まる。
【００３０】
第１の混合工程における成分がよく混合された時点で、１つ以上の有機バインダーを添加する。以上又は以下に定義した処理で使用される少なくとも１つの有機バインダーは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、メチルセルロース（ＭＣ）並びに石油ワックス、植物ワックス、合成ワックス等のワックス系、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）及びそれらの混合物から選択される。有機バインダーは、タイプが異なる同じ有機バインダーの混合物、例えば、異なるＰＶＡ、ＰＥＧ又はＭＣの混合物であってもよい。
【００３１】
この第２の工程では、有機バインダーの溶融又は完全な分散が確実に行われるよう温度が約７０℃（又は有機バインダーによってはより高い温度）に達するまで、（空気が混合物に閉じ込められるのを避けるため）真空下で混合が続けられる。生地を生成する場合、例えば、押し出し処理を用いて超硬合金又はサーメットを形成する場合には、第２の混合工程で、オレイン酸、モノプロピレングリコール等の追加の湿式有機溶媒又は水を添加してもよい。この場合、追加の乾燥工程が、形成の後且つ焼結の前に必要となる。
【００３２】
本方法によると、プラネタリミキサーを使用して混合を行ってもよい。プラネタリミキサーは、個々の軸線回りに回転すると同時に共通の軸線回りにも回転するブレードを含んでおり、これにより短い時間枠で完全に混合することができる。ボールミルの段階は必要とされない。この種のミキサーの利点は、超硬合金やサーメットを得るために使用される粉末を混合するために一般的に使用される従来のボールミルと比べ、混合時間が短縮され、原材料の摩滅がないということである。その他の高速混合装置、例えば、高速ロータも使用できる。
【００３３】
本開示の第２態様によると、超硬合金又はサーメットが提供される。一態様では、得られた超硬合金又はサーメットは、平均硬金属粒子径の５倍より大きい直径をもつ金属粒子のクラスタを持たない微小構造を有する。以上又は以下に定義した方法によると、それによって得られた超硬合金及び／又はサーメットは、平均硬金属粒子径の５倍よりも大きく且つ毎ｃｍ2当たり０．５未満の直径をもつ大型化した硬金属粒子のクラスタを含まない微細構造を有する。平均硬金属粒子径は、ＩＳＯ規格４４９９に準ずる直線交差法を用いて決定される。クラスタは５つ以上の粒子が互いに隣接して位置するものと定義される。例を図１に示す。
【００３４】
別の態様では、超硬合金又はサーメットの微細構造は、平均硬金属粒子径の５倍より大きい直径をもつバインダーレイクを有さない。また、以上又は以下に定義した方法によると、それによって得られた超硬合金及び／又はサーメットは、平均硬金属粒子径の５倍よりも大きく且つ毎ｃｍ2当たり０．５ｃｍ未満の直径をもつバインダーレイクを含まない微細構造を有する。バインダーレイクは、バインダーのみで構成され、領域内に硬金属粒子を含まない部分と定義される。例を図２に示す。
【００３５】
別の態様では、超硬合金又はサーメットの微細構造は、Ａ００又はＡ０２のＡタイプ多孔度を有する。また、以上又は以下に定義した方法によると、それによって得られた超硬合金及び／又はサーメット体は、Ａ００又はＡ０２のＡタイプ多孔度をもつ微細構造を有する。多孔度はＩＳＯ規格４５０５に準じて測定される。Ａタイプ多孔度は、直径１０μｍ未満の空隙と定義される。Ａ００は、細孔体積が完全に無い状態に対応し、Ａ０２は、Ａタイプ細孔の最大体積が全材料体積の０．０２％であることを意味する。
【００３６】
本開示の第３態様では、超硬合金又はサーメットの使用が提供される。超硬合金又はサーメットは、好ましくはロータリーカッター又はその他の摩耗用途に使用される。以上又は以下に定義した方法によって得られた超硬合金又はサーメット体は、ロータリーカッター又はその他の摩耗物品、例えば、掘削ドリルバイト又は缶パンチング工具等の製造に使用してもよい。
【００３７】
本開示の第４態様では、プレス成形可能（ＲＴＰ）な超硬合金及び／又はサーメットの粉末の製造方法が提供される。
【実施例】
【００３８】
本発明を、以下の非限定的な例を用いてさらに説明する。
【００３９】
表１は、ＷＣ−Ｃｏ超硬合金の混合で使用した種々の組成物の概略を示す。これらのテストの全てにおいて、アイリッヒミキサー、モデルＲＯ２ＶＡＣを使用して２工程で混合を行った。
【００４０】
まず、炭化タングステン（ＷＣ）、コバルト（Ｃо）、炭化クロム（Ｃｒ3Ｃ2）、炭素（Ｃ）の粉末を混合した。テスト３〜１２では、ＴＥＡ及び／又はＰＥＩがこの工程で添加された。真空引きをしつつロータを２７０ｒｐｍで回転させることで成分を混合した後、第１の混合を４５００ｒｐｍで２０分間行った。粉末の温度が上昇し始めると、温度を５０℃に維持するために必要最少量の蒸留水を添加した。
【００４１】
第２の混合工程では、乾燥有機成分（ＰＥＧ）を添加し、温度が約７０℃に達し全てのＰＥＧが溶融するまで真空下で１５００ｒｐｍで混合した。これには約３分間かかった。テスト１及び２では、この工程でＴＥＡを添加した。そして、有機溶媒、オレイン酸及び／又はモノプロピレングリコール（ＭＰＧ）を添加し、生地が形成されるように混合を続けた。材料の粘性によってロータ速度が低下するとミキサーをオフにした。
【００４２】
有機バインダーの添加に先立ち、テスト１〜１２のサンプルを採取した。少量のＰＥＧ３００を添加し、８×７×２４ｍｍの成形体を形成するためにサンプルを圧縮した後、５０気圧、１４５０℃で焼結した。焼結されたサンプルを樹脂で固め、１８０μｍのグリットでその後２２０μｍのグリットで研磨した。サンプルの多孔度を光学顕微鏡で調査し、ＩＳＯ基準４５０５に準じて評価した。
【００４３】
表１から分かるように、第１の混合工程で分散剤が添加されたテスト３〜１２では、第２の混合工程で分散剤が添加されたテスト１及び２と比べて、Ａタイプ多孔度が顕著に減少した。
【００４４】
そして、村上試薬を使用してサンプルを４分間エッチングした後、微細構造の均質性を評価するために再びサンプルを光学顕微鏡で調査した。テスト１及び２では、大型化した硬金属粒子の大きなクラスタと大きなバインダーレイクとを含む微細構造をもつ超硬合金体が得られた。例えば、図１及び図２は、テスト１で生成された超硬合金体の微細構造を示している。図１は、いずれも平均硬金属粒子径の５倍よりも大きい粒径を有する粒子のクラスタを示している。クラスタは最も広い部位で、約１４μｍの幅を有する。図２は、サンプルにおけるバインダーレイクを示しており、一方は直径が約３．４μｍで他方は直径が約４．１μｍであり、いずれも平均硬金属粒子径の５倍の直径を大きく超えている。
【００４５】
図３及び図４は、それぞれテスト３及び８における超硬合金体の微細構造の例を示す。微細構造は、良好な粒径均質性を有し、大型化した硬金属粒子のクラスタやバインダーレイクを有さないことが確認できる。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
図５を参照すると、本開示の別の実施形態は、プレス成形可能（Ｒｅａｄｙ  ｔｏ  ｐｒｅｓｓ：  ＲＴＰ）な超硬合金及び／又はサーメットの粉末の製造方法を開示する。
【００４８】
プレス成形可能（ＲＴＰ）な超硬合金及び／又はサーメットの粉末は、以上に開示した生地の生成方法におけるいくつかの工程と同様の「直接混合」工程を含む。以上に開示した生地の生成方法と同様に、「直接混合」という用語は、ボールミル工程が無いことを指す。
【００４９】
本開示は、非限定例として、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ及び／又はＷの炭化物系の硬質成分を含む粉末と、３〜３０ｗｔ％のＣｏ及び／又はＮｉ及び／又はＦｅ又はそれらの合金のバインダー相粉末との混合について説明する。
【００５０】
プレス成形可能（ＲＴＰ）な超硬合金及び／又はサーメットの粉末の製造方法は、２工程の混合処理と、それに続くより従来的な噴霧乾燥処理とを含む。
【００５１】
第１の工程は、水分量５％以下で行われる乾式混合工程である。第１の工程では、分散剤（トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）又はそれらの混合物）を用いて、無機成分を密に混合する。
【００５２】
以上に開示した生地の生成方法と同様に、プレス成形可能（ＲＴＰ）な超硬合金及び／又はサーメットの粉末の製造方法における第１の工程では、アイリッヒＴＭミキサー、モデルＲＯ２ＶＡＣ等の高せん断ミキサーを使用する。
【００５３】
第１の工程は真空下で行われ、水を必要に応じて粉末の冷却のためにのみ添加する（水は工程の途中で蒸発する）。
【００５４】
この混合工程は、湿式スラリーを生成するために有意な量の水及び／又はエタノール及び／又はその他の溶媒が添加されず、水分含有量が５％以下であるという点において乾式と定義される。この工程で必要に応じて添加される唯一の液体は、少量の冷却剤である。第１工程における混合物の温度を約５０℃未満に維持し酸化をさける必要があるため、冷却剤を使用する。粉末は高速混合による摩擦によって熱せられる。冷却剤は、水、エタノール又は混合条件において容易に蒸発するその他の適切な溶媒から選択される。以上に開示した生地の生成方法と同様に、蒸発した冷却剤を真空引きにより容器から除去する。第１の混合工程中は、組成物を可能な限り乾燥した状態で維持するべきである。温度が５０℃を超え始めるまでは冷却剤を添加するべきではなく、また、温度が上昇し始めた際には、混合物をできるだけ乾燥した状態で維持し、水分含有量を５％以下とするために、添加される冷却剤の量をできるだけ少なくするべきである。また、この工程中に少なくとも１つの分散剤を添加するべきである。混合処理のこの工程で少なくとも１つの分散剤を添加することによって、第２の混合工程において有機バインダーを添加する前に、金属炭化物と、金属バインダー組成物との良好な混合が確実に行われる。少なくとも１つの分散剤は、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）又はそれらの組み合わせから選択される。一般的には、混合処理の初期に分散剤を０．０５〜０．５ｗｔ％添加する。この混合工程は、２０分以内に完了する。
【００５５】
第２の混合工程の目的は、噴霧乾燥に適したスラリーを生成することである。
【００５６】
第２の混合工程では、有機バインダーを添加・溶解し、スラリーを生成する。
【００５７】
より具体的には、（噴霧乾燥される粉末に必要なプレス特性に応じた）様々な分子量のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）をミキサーに１〜４ｗｔ％投入する。水を８〜１２％含有するエタノールを２０〜３０ｗｔ％添加する。ミキサーを非真空下で高速で２０〜４０分間稼働させ、ＰＥＧの完全な溶解が確実に行われるようにする。
【００５８】
第２の混合工程の結果得られたスラリーを撹拌し続け、溶解していないＰＥＧや粗い汚染物質を取り除くためにメッシュを通過させ、噴霧乾燥に備える。
【００５９】
そして、スラリーを噴霧乾燥し、プレス成形可能な流動性粉末を生成する。
【００６０】
上述の生地の生成方法及び上述のＲＴＰの生成方法では、顆粒状ではないコバルトを使用する。しかし、本開示のさらなる実施形態では、生地の生成方法及びＲＴＰの生成方法の両方に関して、顆粒状のコバルトをコバルトの初期形状として使用することを想定している。顆粒状のコバルトは、浮遊粒子が少ないという点においてより使いやすい。顆粒状のコバルトをコバルトの初期形状として使用する場合には、以上に開示した生地の生成方法及びＲＴＰの生成方法の工程を行う前に、追加の予混合工程を行う必要がある。
【００６１】
顆粒状のコバルト粉末をその他の成分粉末と十分に混合するためには、脱顆粒化しなければならない。これは、アイリッヒＴＭミキサー、モデルＲＯ２ＶＡＣ等の高せん断オービタルミキサーで、顆粒状のコバルト粉末を非真空下で１５〜３０％の水と激しく混合することによって行われる。ミキサーを高速で２０〜６０分間稼働させることにより、混合物が熱せられ、有機バインダー、即ちＰＥＧが溶解し、コバルト顆粒が破壊される。この工程により、脱顆粒化されたコバルトを次の混合工程において分散させることが可能となる。
【００６２】
そして、乾式混合工程のために、残りの成分粉末を添加し、真空下で高速で混合することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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