(57)【要約】【課題】高硬度、高靭性で、抗折力が大きく、信頼性の高い微小工具用微粒超硬合金と、その製造方法を提供することである。【解決手段】本発明は、炭化物粒子の平均粒径が０．２〜０．８μｍ、Ｃｏ量が２〜１５質量％の微小工具用微粒超硬合金であって、外部荷重により折断したときの破面にある炭化物粒子の、少なくとも一つの角部が、互いに９０±５度の角度の範囲内で交差する２辺からなり、且つ、該２辺の少なくとも１辺の長さが該炭化物粒子の差し渡しの０．１倍以上である直角角部である炭化物粒子の差し渡しの最大値が０．６〜４μｍであることを特徴とする微小工具用微粒超硬合金及びその製造方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化物粒子の平均粒径が０．２〜０．８μｍ、Ｃｏ量が２〜１５質量％の微小工具用微粒超硬合金であって、外部荷重により折断したとき、その破面にある炭化物粒子のうちに、該破面にある炭化物粒子の輪郭の一部を構成する少なくとも一つの角部が、互いに９０±５度の角度の範囲内で交差する２辺からなり、且つ、該２辺の少なくとも１辺の長さが該角部の属する炭化物粒子の差し渡しの０．１倍以上である直角角部である炭化物粒子が存在し、該直角角部を有する炭化物粒子の差し渡しの最大値が０．６〜４μｍであることを特徴とする微小工具用微粒超硬合金。
【請求項２】
請求項１記載の微小工具用微粒超硬合金において、Ｃｏ中に、ＣｒがＣｏの１〜１０質量％含有されていることを特徴とする微小工具用微粒超硬合金。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の微小工具用微粒超硬合金において、Ｃｏ中に、ＴａがＣｏの１〜５質量％含有されていることを特徴とする微小工具用微粒超硬合金。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の微小工具用微粒超硬合金において、Ｃｏ中に、ＶがＣｏの１〜４質量％含有されていることを特徴とする微小工具用微粒超硬合金。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の微小工具用微粒超硬合金において、実用部が細長く最大径が３．２ｍｍ以下である小径工具に用いることを特徴とする微小工具用微粒超硬合金。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の微小工具用微粒超硬合金を製造する方法において、少なくともＷＣ粉末とＣｏ粉末の両者を含有する微小工具用微粒超硬合金製造用混合粉と溶媒とからなるスラリーに加圧エネルギーを加えて流路によって搬送する時、該流路の上流側で少なくとも２以上に分岐する第１の工程と、該２以上に分岐した流路が下流側において内径を小さくした開口部を有し、該開口部から噴出したスラリーが互いに対抗する様に配置され、噴出したスラリーが互いに略一点で交差するように衝突させ、混合、粉砕する第２の工程と、該衝突後のスラリーを回収、乾燥する第３の工程とにより作製した微小工具用微粒超硬合金製造用混合粉を成形、焼結することを特徴とする微小工具用微粒超硬合金の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ＷＣ等の炭化物粒子の平均粒径が０．８μｍ以下、Ｃｏ量が２〜１５質量％である微小工具用微粒超硬合金とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品や自動車部品等の小型、高密度、高精密化にともない、部品加工用工具、同冶具、及び、同部品自体の小型、高精細化が急速に進んでいる。このため、これらの工具、冶具、部品には、例えば、細径長尺でありながら折り曲げに強く、高硬度で耐摩耗性が優れ、高靭性で耐チッピング性が優れる、信頼性の高い部材が強く要望されている。
このような要望に対して、平均粒径が小さいＷＣ粒子をＣｏ等により結合した微粒超硬合金は、耐摩耗性と強度の両者が高く優れているため、小径エンドミル、小径ドリル、ルーター、各種剪断刃、摺動材などに広範囲に用いられている。耐摩耗性は主に微粒超硬合金の硬度（ＪＩＳＺ２２４５）に依存し、強度は主に抗折力（ＪＩＳ０２６）に依存している。
微粒超硬合金の硬度は、Ｃｏ量が少なく、ＷＣ粒子の結晶粒径が小さい程高くなる傾向を示し、抗折力は、Ｃｏ量が多く、ＷＣ粒子の結晶粒径が小さい程、一般に高くなる。このため、焼結中にＷＣ粒子が粒成長することを抑制するため、ＷＣの粒成長抑制材としてＶ、Ｃｒ、Ｔａなどの金属、もしくはそれらの炭化物、窒化物、炭窒化物などの化合物を添加することが行われている。その具体例として、特許文献１がある。特許文献１は、合金の強度低下の原因となる第３相が生じない範囲量のＶやＣｒを添加し、真空焼結後に１００ＭＰａのＡｒ雰囲気中でＨＩＰ処理することにより、ＶやＣｒの全量を結合相中に固溶させ、本質的にＷＣ粒子と結合相の２相からなり、しかもＷＣの平均粒径が０．７μｍ以下である超硬合金を開示している。しかし、後述のように、抗折力を高めるにはＷＣ粒子の平均粒径を小さくするだけでは不十分であり、むしろ、超硬合金中に存在する粗大なＷＣ等の炭化物粒子が抗折力の最低値を決定しており、粗大炭化物粒子により抗折力が大きく低下する原因になっているにも係わらず、特許文献１は平均粒径のみを検討し、小数含まれる粗大炭化物粒子に関しては全く検討していない。
また、特許文献２は、超硬合金材の飽和磁化と保磁力をある一定範囲内に保持し、最大径が２μｍ以上のＷＣ粒子が１ｍｍ２当り０個以上５個以下存在する強靱性微粒超硬合金が、強靱で突発的な破壊現象を回避でき、工業上有意義であることを開示している。しかし、特許文献４は、巨大なＷＣ粒子が突発的な破壊現象を誘引することを記載しているものの、直角角部を有し且つ差し渡しが４μｍを越える粗大な炭化物粒子が１個でもあると、微粒超硬合金材の抗折力が大きく低下し、その信頼性が大幅に低下することは全く検討もしていない。
また、特許文献３には、ＷＣ基超硬合金の製造過程で、原料粉末中に粗粒のＷＣ粉が混入することを避けるために、「ＷＣの平均粒径：０．７μｍ以下、且つＷＣの最大粒径：２．０μｍ以下であるＷＣ基超硬合金よりなる」混合粉砕用ボールを用いて混合粉砕することが開示されている。しかし、この「ＷＣ基超硬合金」は、特許文献３の段落番号００２０や００２４に「平均粒径：０．７μｍ、且つ最大粒径：２．０μｍのＷＣ粉末及びＣｏ粉末からなる混合粉末を球形状にプレス成形した後、焼結する方法により作製された混合粉砕用ボール、即ち、ＷＣの平均粒径：０．７μｍ、且つＷＣの最大粒径：２．０μｍであるＷＣ基超硬合金よりなる混合粉砕用ボール（本発明の実施例に係る混合粉砕用ボール）」と記されているように、あくまでも「ＷＣの平均粒径：０．７μｍ以下、且つＷＣの最大粒径：２．０μｍ以下である」ＷＣ粉末を用いて作製した超硬合金を略記したものであり、焼結後のＷＣの平均粒径と最大粒径を示したものではない。また、焼結後のＷＣ粒径が原料粉末の粒径より大きくなることは、特許文献１の１３９頁右段に「ＷＣ粒子は焼結中に溶解・析出反応によって粒成長を起こす」と記されているように、当時から周知であり、特許文献１は、焼結後のＷＣ粒径を具体的に検討していないことは明らかであり、後述のように、焼結の段階でＷＣ等の炭化物粒子がＣｏ凝集部を中心にして異常成長し、粒径が４μｍを超える粗大なＷＣ等の炭化物粒子が形成されることを全く考慮していないことが明らかである。即ち、特許文献３で用いている混合粉砕方法は、従来から用いられているアトライターやボールミル、ビーズミル法等であり、少なくとも数ミリ〜数ｃｍと大きい粉砕用媒体（メディア）の衝突や押しつぶし、せん断力を利用してＷＣ粉末とＣｏ粉末等を粉砕、混合するものである。しかし、ＣｏはＨｖ２５０と柔らかく、延性が極めて大きいため、上記の混合、粉砕中に、Ｃｏが片状に潰され、ＷＣ粉末中に均一に分散せず、一部の領域にＣｏが凝集してしまう大きな欠点がある。この結果、ＷＣ等の炭化物粒子とＣｏの混合粉を成形、焼結すると、焼結段階でＣｏ中に固溶したＷが、焼結後の冷却過程でＣｏ凝集部に再析出し、粗大なＷＣ粒子やＷ２Ｃ結晶粒を形成してしまい、抗折力を大きく低下してしまう大きな欠点がある。このように、特許文献３は、例え、微粒のＷＣ粉末やＣｏ粉末を用いても、Ｃｏ凝集部等でＷＣ等の炭化物粒子が異常成長し、粒径が４μｍを超える粗大な炭化物粒子が形成されてしまうことを考慮していない。ましてや、粗大炭化物粒子の中でも、特に、少なくとも一箇所の角部の交差角度が９０±５度の範囲内である炭化物粒子が、微粒超硬合金の抗折力を大きく低下させることは全く考慮していない。
また、特許文献４は、ＷＣ粉末とＣｏ粉等を湿式混練する条件により、（ｉ）炭化タングステンの最終粒径を決定すること、（ｉｉ）いずれの部分においても粒成長を避けるために、粒成長抑制剤の均一な分布を得ること、（ｉｉｉ）焼結材料中に多孔質のコバルト溜まりを回避するために、均一に分布するコバルトを得ること、が必要であり、これらの要因により、混練時間が決定されることを開示し、これを改善するために、丸い形状と最終（焼結した）粒径を有する充分に規定された狭い粒径分布のＷＣ粉末、及び、Ｃｒ、Ｔａ等の粒成長抑制剤とＣｏとの合金からなり、丸い形状の十分に解凝集されたまたは容易に解凝集されるＣｏ合金粉末を用いるＷＣ−Ｃｏ基超硬合金製造方法を開示している。また、この製造方法を用いて、ＷＣの平均粒径が０．６〜１．４μｍであるＷＣ−Ｃｏ基超硬合金の焼結体を製造する方法を開示している。しかし、特許文献４は、実施例において、混練する時間が従来方法に比べて約１０分の１に短くなっているとは云え、あくまでも、ボールミル法を用いてＷＣ粉末とＣｏ合金粉とを混練しているため、上述のように、メディアやケースからのコンタミ（汚染）、原料粉末がメディア間の隙間をすり抜けること、メディア間の衝突やすりつぶし作用により延性の高いＣｏ粒子が片状に潰され、凝集してしまう欠点が解決されていない。因みに、超硬合金で使用されるＣｒ、Ｔａ等の粒成長抑制剤の量は、高々、Ｃｏの１０質量％以下であり、Ｃｏ粒の延性を大幅に改善する程の量ではない。また、特許文献４は焼結されたＷＣの平均粒径が０．６〜１．４μｍであることは開示しているが、Ｃｏの凝集等に起因して超硬合金中に発生する粗大なＷＣ等の炭化物粒子のことは全く検討していない。
また、上記のように、混合、粉砕中に生成されてしまったＣｏの固まりや扁平片を避けるために、ＷＣ等の炭化物粒子とＣｏ等の結合相形成成分とを混合粉砕したスラリーを、目開き４５μｍ（３３０メッシュ）の篩いに通して、Ｃｏの固まりや扁平片を除去することが一般に行われている。しかし、目開き４５μｍの篩いを通しても、大きさが略４０μｍ以上であるＣｏしか除去できず、４０μｍ未満のＣｏ凝集粉や扁平粉は素通りしてしまう。一方、メッシュを更に細かくすると、Ｃｏの固まりや扁平片が多量に篩い上に残り、篩が目詰まりしてしまうとともに、ＷＣ等の炭化物とＣｏとの組成比が所定値から大きくずれてしまう致命的な欠点が現れる。このため、篩を通しても４０μｍ未満のＣｏ凝集粉や扁平粉が通過してしまい、これらが、炭化物粒子とＣｏ粉等の配合粉を粉砕・混合後した後の超硬合金製造用混合粉中に残ることは黙認されているのが現状である。
【０００３】
【特許文献１】特公昭６２―５６２２４公報
【特許文献２】特開２００１−１１５２２９号公報
【特許文献３】特開平８−３８９２５号公報
【特許文献４】特開２０００−３３６４３７号公報
【０００４】
本願発明者らは、上記従来技術の欠点を詳細に検討し、原料粉末であるＷＣ等の炭化物粒子粉末とＣｏ等の結合相形成粒子粉末の分散が不十分であり、略２０μｍ以上のＣｏの凝集があると、焼結時に、Ｃｏ凝集部を中心にしてＷＣ等の炭化物粒子が異常成長し粗大化し易いこと、そして、このような異常成長はＷＣ粒子径の小さい微粒超硬合金において特に顕著であり、特に、直角角部を有する粗大な炭化物粒子が形成されると、抗折力が大きく低下し、その信頼性が大幅に低下することを見出し、本発明に想到した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明が解決しようとする課題は、高硬度、高靭性で、抗折力が大きく、信頼性の高い微小工具用微粒超硬合金と、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】
【０００６】
本願発明は、炭化物粒子の平均粒径が０．２〜０．８μｍ、Ｃｏ量が２〜１５質量％の微小工具用微粒超硬合金であって、外部荷重により折断したとき、その破面にある炭化物粒子のうちに、該破面にある炭化物粒子の輪郭の一部を構成する少なくとも一つの角部が、互いに９０±５度の角度の範囲内で交差する２辺からなり、且つ、該２辺の少なくとも１辺の長さが該角部の属する炭化物粒子の差し渡しの０．１倍以上である直角角部である炭化物粒子が存在し、該直角角部を有する炭化物粒子の差し渡しの最大値が０．６〜４μｍであることを特徴とする微小工具用微粒超硬合金である。本構成を採用することによって、高硬度、高靭性で、抗折力が大きく、信頼性の高い微小工具用微粒超硬合金を実現できる。ここで、炭化物粒子とは、少なくとも周期律表４ａ、５ａ、６ａ族元素の一種以上の炭化物、炭窒化物、炭酸化物、炭窒酸化物からなる粒子であり、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｏ等の炭化物や複合炭化物がその代表的なものである。また、上記の、直角角部を有する差し渡しの大きい炭化物粒子は、外部荷重により折断した破面の中でも、大きさ０．３〜０．５ｍｍの比較的平滑な領域である、所謂「白点」とその近傍を観察すれば見いだされる（「超硬合金と焼結硬質材料」、鈴木寿編著、丸善株式会社発行、１４６頁参照）。
また、本願発明の微小工具用微粒超硬合金の製造方法は、少なくともＷＣ粉末とＣｏ粉末の両者を含有する微小工具用微粒超硬合金製造用混合粉と溶媒とからなるスラリーに加圧エネルギーを加えて流路によって搬送する時、該流路の上流側で少なくとも２以上に分岐する第１の工程と、該２以上に分岐した流路が下流側において内径を小さくした開口部を有し、該開口部から噴出したスラリーが互いに対抗する様に配置され、噴出したスラリーが互いに略一点で交差するように衝突させ、混合、粉砕する第２の工程と、該衝突後のスラリーを回収、乾燥する第３の工程とにより作製した微小工具用微粒超硬合金製造用混合粉を成形、焼結することにより微小工具用微粒超硬合金製造することを特徴とする微小工具用微粒超硬合金の製造方法である。本製造法を採用することによって、ＷＣ等の硬質粒子とＣｏ等の結合相形成成分とがより均一に分散し、Ｃｏ等の結合相形成成分が凝集している粗大な領域が無く、しかも、扁平形状のＣｏが実質的に無い微小工具用微粒超硬合金製造用混合粉が実現でき、これを用いることにより、直角角部を有する粗大な炭化物粒子が無く、高硬度、高靭性で、抗折力の大きい、信頼性の高い微小工具用微粒超硬合金を製造することができる。
【０００７】
本願発明の微小工具用微粒超硬合金は、結合相を主に形成しているＣｏ中に、ＣｒやＴａ、Ｖがそれぞれ、Ｃｏの１〜１０、１〜５、１〜４質量％含有されていることが好ましい。また、本発明の微小工具用微粒超硬合金は、実用部が細長く最大径が３．２ｍｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明により、ＷＣ等の炭化物粒子の平均粒径が０．２〜０．８μｍと小さく、しかも、粗大で破断し易い炭化物粒子が無く、高硬度、高靭性、高抗折力で、信頼性の高い微小工具用微粒超硬合金、及び、その製造方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本願発明の微小工具用微粒超硬合金は、炭化物粒子の平均粒径が０．２〜０．８μｍ、Ｃｏ量が２〜１５質量％の微小工具用微粒超硬合金であって、外部荷重により折断したとき、その破面にある炭化物粒子のうちに、該破面にある炭化物粒子の輪郭の一部を構成する少なくとも一つの角部が、互いに９０±５度の角度の範囲内で交差する２辺からなり、且つ、該２辺の少なくとも１辺の長さが該角部の属する炭化物粒子の差し渡しの０．１倍以上である直角角部である炭化物粒子が存在し、該直角角部を有する炭化物粒子の差し渡しの最大値が０．６〜４μｍであることを特徴とする微小工具用微粒超硬合金である。こうすることにより高硬度、高靭性、高抗折力で、信頼性の高い微小工具用微粒超硬合金を実現できる。このような微小工具用微粒超硬合金は、例えば、後述の噴流衝合法によりＷＣ等の炭化物原料粉とＣｏ等の混合粉を粉砕、混合し、２０μｍ以上のＣｏ凝集を無くした微小工具用微粒超硬合金粉末を用い、成形〜焼結までを精密に制御することにより得られる。他の分散方法やＣｏ凝集粉の除去方法を用いた場合は、本発明の微小工具用微粒超硬合金が作製されるように、それぞれの超硬合金の組成や製造工程にあわせて、Ｃｏ粉の分散を高め、Ｃｏの凝集粉の大きさを最適化することにより、本発明の微小工具用微粒超硬合金が実現できる。
炭化物粒子の平均粒径が０．８μｍを超えて大きくなると、微粒超硬合金の硬度が大幅に低下し、耐摩耗性が不十分になる。また、例えば刃径が０．３ｍｍ以下の小径工具を作ると、粒径が大きいために工具先端を加工したときの面粗さが悪くなるとともに、工具先端部にチッピングが発生し易くなる欠点が現れる。一方、炭化物粒子の平均粒径が０．２μｍ未満になると、炭化物粒子の成長が不十分であるため、焼結体中に一旦クラックが発生するとその進展が抑えられず、しかも、ポアが残る、あるいは、炭化物粒子やＣｏ間に十分な密着強度が得られない等の理由により、微粒超硬合金に十分な靭性が得られなくなる欠点が現れる。そこで、本発明の炭化物粒子の平均粒径を０．２〜０．８μｍ以下とする。
また、Ｃｏ量が全組成の１５質量％を超えて多いと、微粒超硬合金の硬度が大きく低下するとともに、微粒超硬合金用原料を混合・粉砕する過程で、原料であるＣｏ粉末を十分に粉砕し、ＷＣ等の炭化物粒子粉末中に均一に分散し難くなり、この混合粉の成形体を焼結すると、焼結の過程で結合相中に固溶した炭化物微細粉が、焼結後の冷却過程で再析出し、ＷＣ等の炭化物粗大粒子が形成される欠点が現れる。また、Ｃｏ量が２質量％未満であると、Ｃｏの絶対量が少なく、ＣｏがＷＣ等の炭化物粒子粉末中に均一に分散し難くなる欠点が現れる。その結果、作製した微粒超硬合金の靭性が大幅に低下し、抗折力が著しく低下する欠点が現れる。そこで、Ｃｏ含有量を全組成の２〜１５質量％とする。
そして、外部荷重により折断したとき、その破面にある炭化物粒子のうちに、該破面にある炭化物粒子の輪郭の一部を構成する少なくとも一つの角部が、互いに９０±５度の角度の範囲内で交差する２辺からなり、且つ、該２辺の少なくとも１辺の長さが該角部の属する炭化物粒子の差し渡しの０．１倍以上である直角角部である炭化物粒子が存在し、該直角角部を有する炭化物粒子の差し渡しの最大値が０．６〜４μｍであることを特徴とする微小工具用微粒超硬合金である。該直角角部を有する炭化物粒子の差し渡しの最大値を０．６〜４μｍにすることにより、高硬度、高靭性、高抗折力で、信頼性の高い微小工具用微粒超硬合金を実現できる。角部を構成する２辺の交差角度が９０±５度の範囲外である角部しか有しない炭化物粒子は、直角角部を有する炭化物粒子程にはクラックが結晶粒子内を貫通し難く、超硬合金の抗折力低下への影響が小さい。また、直角角部を構成する２辺の長さがともに、該直角角部の属する炭化物粒子の差し渡しの０．１倍未満であると、該角部は独立して形成されておらず劈開性が強くなく、超硬合金の抗折力を大きくは低下させない。これは、微粒超硬合金の抗折力が、互いに９０±５度の角度の範囲内で交差する２辺からなり、且つ、該２辺の少なくとも１辺の長さが該角部の属する炭化物粒子の差し渡しの０．１倍以上である直角角部を有する炭化物粒子（以下、直角炭化物粒子と呼ぶ）によって主に決定されるためである。このため、角部を構成する２辺の交差する角度が８５〜９５度の範囲外である角部、または、２辺の交差する角度が８５〜９５度の範囲内であっても、該２辺の両者が共に該角部の属する炭化物粒子の差し渡しの０．１倍未満である場合は直角角部と判定しないことにした。
これに対して、外部荷重により折断したとき、その破面にある炭化物粒子のうちに、該破面にある炭化物粒子の輪郭の一部を構成する少なくとも一つの角部が、互いに９０±５度の角度の範囲内で交差する２辺からなり、且つ、該２辺の少なくとも１辺の長さが該角部の属する炭化物粒子の差し渡しの０．１倍以上である直角炭化物粒子が存在するものの、該直角炭化物粒子の差し渡しの最大値が４μｍを超えて大きくなると、該直角角部を有する面内で劈開し易くなり、しかも、該直角炭化物粒子の差し渡しの最大値が４μｍを超えて大きいため、クラックが結晶粒子内を貫通して破断が進み易くなり、著しく抗折力が低下する。一方、該直角炭化物粒子の差し渡しの最大値が０．６μｍ未満であると、焼成による炭化物粒子の成長が十分でなく、微粒超硬合金が十分に緻密になっておらず、しかも、局部的にクラックが発生すると、炭化物粒子によってその進展を阻止することも出来ないため、微粒超硬合金に十分な抗折力が得られなく欠点が現れる。
上記の効果は、直角炭化物粒子の結晶構造が六方晶系であり、特に、ＷＣ粒子である場合に、特に顕著に現れる。これは、ＷＣ等の六方晶系からなる炭化物粒子は、［０００１］軸を含む面内で破断し易いためと考えられる。
炭化物粒子の角部の交差角度は、破面を走査型電子顕微鏡（以下ＳＥＭと呼ぶ）により倍率５ｋで撮影し、各炭化物粒子に於いて、少なくとも隣の１角部（凹型の角部も含む）迄の距離が該角部の属する炭化物粒子の差し渡しの０．１倍以上あるのみ測定した。交差角度は、測定する角部を形成する各辺に平行に直線を引き、これを１．７５倍に拡大コピーし、先述の直線が各辺に接するように平行移動した後に、平行移動した２本の直線が交差する角度を交差角度とした。そして、測定した少なくとも１角部の交差角度が９０±５度の範囲内にあるもののみを直角炭化物粒子とした。また、破面に観察される炭化物粒子は複数の炭化物粒子の複合体からなっていても良く、その場合は、複合体を構成する少なくとも１個の炭化物粒子の少なくとも一箇所の角部の交差角度が９０±５度の範囲内であれば直角炭化物粒子であり、結晶粒の大きさは複合体全体を観察し、複合体全体の差し渡しを測定する。また、炭化物粒子が複数の炭化物粒子の一複合体からなっているか否かは、他の結晶粒界と同等の幅を有する粒界によって囲まれ、閉じているか否かによって判定する。複合体内に複数のクラックや粒界らしきものが存在している場合、一箇所でも、他の粒界に比べて格段に狭い幅からなるクラックや粒界らしきものしかなく、劈開面が連なっている箇所が存在する場合は、一複合体内と判断する。また、外部荷重により折断した破面とは、例えば、抗折力を評価した時に破断した破面のことを云う。折断する試料が長手方向（折断する面と略垂直な方向）に均一な形状でないときや、表面粗さが異なるときは、断面が円形または直方体となるようにセンタレスや平面研削により加工し、長手方向に均一な形状で、しかも、表面粗さも略同じであるように試料を加工した後、３点曲げ法により抗折力を評価し、折断した破面の炭化物粒子の最大粒径を測定する。折断する試料の形状は、例えば、断面形状が２ｍｍΦで、スパンが２０ｍｍであることが好ましいが、断面が２ｍｍΦ以下やスパンが２０ｍｍ以下であってもよい。
本願発明の微小工具用微粒超硬合金は、直角角部を有する炭化物粒子の差し渡しの最大値が０．６〜２μｍの範囲内にあることが、より、抗折力が高く、信頼性の高い微小工具用微粒超硬合金が得られ好ましい。
また、本願発明の製造方法は、少なくともＷＣ粉末とＣｏ粉末の両者を含有する微小工具用微粒超硬合金製造用混合粉と溶媒とからなるスラリーに加圧エネルギーを加えて流路によって搬送する時、該流路の上流側で少なくとも２以上に分岐する第１の工程と、該２以上に分岐した流路が下流側において内径を小さくした開口部を有し、該開口部から噴出したスラリーが互いに対抗する様に配置され、噴出したスラリーが互いに略一点で交差するように衝突させ、混合、粉砕する第２の工程（以下、上記の第１の工程と第２の工程をあわせて噴流衝合と呼ぶ）と、該衝突後のスラリーを回収、乾燥する第３の工程とにより作製した微小工具用微粒超硬合金製造用混合粉を成形、焼結することを特徴とする微小工具用微粒超硬合金の製造方法である。本製造法を採用することによって、ＷＣ等の硬質粒子とＣｏ等の結合相形成成分とがより均一に分散し、Ｃｏ等の結合相形成成分が凝集している粗大な領域が無く、しかも、扁平形状のＣｏが実質的に無い微小工具用微粒超硬合金製造用混合粉が実現でき、これを用いることにより、高硬度、高靭性で、抗折力が大きく、信頼性の高い微小工具用微粒超硬合金を製造することができる。これは、噴流衝合により微小工具用微粒超硬合金製造用混合粉を作製することにより、少なくともＷＣ等の炭化物粒子粉末とＣｏ粉末とがより良く混合され、Ｃｏ粉末がより均一に分散するとともに、扁平なＣｏも形成されず、この混合粉を用いることにより、成形体中に大きなＣｏ溜まりが無いため、焼結時にＷＣ等の炭化物粒子の異常成長が抑えられ、高硬度、高靭性で、抗折力が大きく、信頼性の高い微小工具用微粒超硬合金が製造できるためである。また、上記の噴流衝合法でスラリーを混合、粉砕した後、目開き２０μｍ以下の篩を通した方が、よりＣｏの凝集が除去でき、好ましい。
【００１０】
本願発明の微小工具用微粒超硬合金は、結合相を主に形成しているＣｏ中にＣｒがＣｏの１〜１０質量％、Ｔａが１〜５質量％、Ｖが１〜４質量％含有されていることにより、結合相の耐熱性と耐塑性変形及び耐摩耗性が高まり、優れた耐久特性を有する微小工具用微粒超硬合金材が得られ、好ましい。Ｃｏ中のＣｒ、Ｔａ、Ｖの含有量が、それぞれ１質量％未満の時はＣｒ、Ｔａ、Ｖを含有する効果が小さい。Ｃｏ中のＣｒ含有量が１０質量％を超えて多くなると、Ｃｒの一部が析出し部材全体の抗折力が低下する傾向が現れる。また、Ｃｏ中のＴａ含有量が５質量％を超えて多くなると、Ｔａの一部が析出し斑状晶を作り、部材全体の抗折力が低下する傾向が現れる。また、Ｃｏ中のＶ含有量が４質量％を超えて多くなると、Ｖの一部がＷＣの廻りに析出し、部材全体の抗折力が低下する傾向が現れる。Ｃｏ中に固溶しているＣｒ、Ｔａ、Ｖ量は、微粒超硬合金材を微細に粉砕し、５％クエン酸アンモニウムと０．５％塩化ナトリウムの混合液からなる電解液で電解した後、高周波誘導結合プラズマ発光分析（以下、ＩＣＰ−ＡＥＳと呼ぶ）することにより求める。
【００１１】
本願発明の微小工具用微粒超硬合金は、実用部が細長く最大径が３．２ｍｍ以下である小径工具に用いることにより、耐摩耗性と耐欠損・耐チッピング性と言う元来相反する特性が共に優れている高硬度・高靭性の微小工具用微粒超硬合金により細長い実用部が形成されており、しかも、部材の先端に優れた面粗さや加工精度が得られるため、深い穴部や微細部を高精度に信頼性良く加工でき、好ましい。このような実用部が細長い小径部材には、例えば、小径ドリル、小径エンドミル、小径ルーター等の小径切削工具があり、特に優れた刃先と耐欠損、耐チッピング性が得られ、好ましい。また、径の小さい耐摩耗工具、押しピン、パンチ、燃料噴射ノズルの摺動棒部、等にも特に有用である。なお、実用部とは、刃部やパンチ先端、ノズル先端等であり、荷重や摩擦力、把持力等の実作用がかかる部分を云い、最大径が３．２ｍｍ以下とは断面が３．２ｍｍΦの範囲内に入れば良く、断面形状が必ずしも円形である必要はない。
また、本願発明の微小工具用微粒超硬合金の表面に、少なくと４ａ、５ａ、６ａ族元素、Ａｌ、Ｓｉの一種以上からなる炭化物、窒化物、酸化物、硼化物、及び、これらの複合化合物の一種以上やダイヤモンド、ＤＬＣ等の炭素皮膜からなる硬質皮膜を被覆すると、さらに優れた耐摩耗性が得られ、より好ましい。
【実施例】
【００１２】
まず、平均粒径がそれぞれ、０．６μｍのＷＣ、１．４μｍのＣｏ、１．５μｍのＣｒ３Ｃ２、１．２μｍのＴａＣ、１．５μｍのＶＣ粉末を、所定量に配合した原料粉末１５．４ｋｇと変成アルコール１３ｌとをアトライターで５時間混合・粉砕し、スラリー中の原料粉末の濃度（以下、スラリー濃度と呼ぶ）が６０質量％であるスラリーを作製した。そして、更にＣｏの分散を良くすることを目的に、上記スラリーに圧力１８０ＭＰａのエネルギー与え、途中で２流路に分岐した後、各流路の径よりも絞られた開口部から、該スラリーを互いに略一点で交差するように噴出、衝突させる噴流衝合を４回繰り返すことにより、スラリー中の混合粉を更に混合・粉砕した。そして、本スラリーを目開き２０μｍの篩いを通した後、これを減圧乾燥することにより、本発明例１〜１９の微小工具用微粒超硬合金を作製するための原料粉末混合粉を作製した。また、同じ原料粉と同じ製造条件を用いるものの、噴流衝合の回数のみを１、２、３、５回に変えて本発明例２０〜２３の微小工具用微粒超硬合金を作製するための原料粉末混合粉を作製した。上記の、噴流衝合後のスラリーを、目開き２０μｍの篩いを通した後に篩上に残ったＣｏ量は配合した全Ｃｏ量の１０％以下であった。こうして作製した原料粉末混合粉に、押出し成型用のワックスと溶剤を加えて１時間混練した後、押出し成形機により直径２．８ｍｍの長尺状成形体を作製し、脱ワックスした。そして、これらの脱ワックス品を、１．３〜１３．２Ｐａの真空雰囲気中で焼成温度１４００〜１４５０℃に１時間保持した後、圧力を４．９ＭＰａの加圧雰囲気に変え３０分間保持した後、１０００℃までを冷却速度５℃／分で冷却することにより、直径２．２ｍｍ、長さ１１０ｍｍの長尺形状焼結体である本発明例１〜２３の微小工具用微粒超硬合金を作製した。これら本発明例１〜２３の製造条件を表１にまとめて示す。また、作製した微小工具用微粒超硬合金のＣｏ量、Ｃｏ中のＣｒ、Ｔａ、Ｖ量のＩＣＰ分析結果を表２にまとめて示す。Ｃｏ量が８質量％である本発明例１〜１５と２０〜２３は１４５０℃で焼結し、Ｃｏ量が２、５、１２、１５質量％である本発明例１６〜１９はそれぞれ、１５００、１４７５、１４２５、１４００℃で焼結した。
また、比較のため、Ｃｏ量が１質量％で、焼結温度が１５２５℃と異なっているものの、その他の組成、製造条件は本発明例１６〜１９と同じである比較例２４、及び、Ｃｏ量が１６質量％で、Ｃｒ３Ｃ２、ＴａＣ、ＶＣ粉末を含んでいない成形体を、焼結温度１３７５℃と異なっているものの、その他の製造条件は本発明例１６〜１９と同じである比較例２５を作製した。また、比較のため、Ｃｏ量が８質量％、Ｃｏ中のＣｒ量、同Ｔａ量、同Ｖ量がそれぞれ４、２、２質量％と本発明例２０と同じ組成に配合した原料粉を、同じアトライター条件で混合・粉砕しスラリーを作製した後に、目開き４５μｍの篩を通すのみで、噴流混合法による混合を行わずに、これを直接、減圧乾燥することにより微小工具用微粒超硬合金作製用原料粉末混合粉を作製した。そして、この混合粉を用いて、本発明例２０と同じ条件で、成形、脱ワックス、焼結することにより、本発明例２０と同じ形状の微粒超硬合金である比較例２６を作製した。なお、比較例２６と同じ配合を同じアトライター条件で粉砕した後、このスラリーを目開き２０μｍの篩いを通してみたが、Ｃｏの３０％以上が篩を通らなかったため、比較例２６では、目開き４５μｍの篩のみを通した。また、比較のため、Ｃｏ量が１６質量％で、Ｃｒ３Ｃ２、ＴａＣ、ＶＣ粉末を含んでいない配合粉を用い、比較例２６と同じアトライター条件で混合・粉砕した後、目開き４５μｍの篩通しのみを行い、噴流混合による混合は行わずに直接、減圧乾燥することにより微粒超硬合金作製用原料粉末混合粉を作製し、これを用いて、比較例２６と同じ条件で、成形、脱ワックス、焼結することにより、本発明例１と同じ形状の微粒超硬合金である比較例２７を作製した。比較例２４〜２８の微粒超硬合金の製造条件を表１に、Ｃｏ量、Ｃｏ中のＣｒ、Ｔａ、Ｖ量のＩＣＰ分析結果を表２にあわせて示す。
【００１３】
【表１】
2007162067.tif 000002
【００１４】
【表２】
2007162067.tif 000003
【００１５】
微粒超硬合金を構成する元素の種類と量は蛍光Ｘ線分析（以下、ＸＲＦと記す。）により定量分析した。また、微粒超硬合金の炭化物粒子の平均結晶粒径は、微粒超硬合金の断面を鏡面研磨した後、村上試薬で０．５分、王水で０．５分間エッチングすることにより結晶粒界を明確にした後、走査電子顕微鏡（日立製作所製、Ｓ−４２００、以下、ＳＥＭと記す。）によって、粗大な炭化物結晶粒が観察されない平均的な領域を倍率１０ｋ倍で撮影し、これを画像解析ソフト（Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｖｅｒｓｉｏｎ４．０  ｆｏｒ  Ｗｉｎｄｏｗｓ、Ｗｉｎｄｏｗｓは登録商標。）により解析することにより算出した。その結果を表２中の、炭化物粒子平均粒径（μｍ）欄にまとめて示す。
【００１６】
本発明例及び比較例で作製した長尺状の微小工具用微粒超硬合金を用いて、シャンク径２．０ｍｍ、刃先径０．１ｍｍの２枚刃小径ドリルを各３本作製した。これを用いて、高ガラス転移温度の０．２ｍｍ厚さ両面５μｍＣｕ付きガラスエポキシ板を４枚重ねにしたものを、回転数を２８００００回転／分、送り６μｍ／回転の条件で穴開け加工試験を行った。この切削条件は、より高速で切削するため、刃先温度がより高温になりやすい評価条件である。外周刃外径寸法に５％の摩耗が生じる迄の穴開け加工数又は折損するまでの加工穴数の少ない方を測定し、各３本の平均を穴あけ寿命とした。そして、上記で評価した小径ドリル各３本のシャンク部用いて、小径ドリルを構成する微粒超硬合金の抗折力を測定するとともに、同外部荷重により折断した破面で破断した破面をＳＥＭで観察し、破断の基点部付近に観察される炭化物粒子の形態と最大粒径を求めた（例えば、日本金属学会誌３３巻、１９６９年、頁５０４〜５０参照）。このようにして測定した、本発明例及び比較例から作製した各小径ドリルの穴あけ寿命の測定結果、及び、微小工具用微粒超硬合金の抗折力最大値と抗折力最小値の差、及び、その破面に観察された炭化物粒子の平均粒径、直角炭化物粒子の差し渡しの最大値、非直角炭化物粒子の差し渡しの最大値の測定結果を表２にあわせて示す。
【００１７】
表２より、微粒超硬合金を形成するＷＣ等の炭化物粒子の平均粒径が０．１μｍと０．９μｍであり、抗折力測定時に破断した破面内に観察される直角炭化物粒子の差し渡しの最大値が０．５と４．１μｍである比較例２４、２５は、抗折力の最大値と最小値との差が２９０５と３００９ＭＰａであり、穴あけ寿命が１７１０と１６２０穴であるのに対して、炭化物粒子の平均粒径が０．６〜４．０μｍで、破面内に観察される直角炭化物粒子の差し渡しの最大値が０．６〜４．０μｍである本発明例１〜５は、抗折力差が９２３〜１９５０ＭＰａと小さく、穴あけ寿命は３４３０穴以上と比較例２４、２５の２倍以上長く、格段に優れている。また、表２より、微粒超硬合金のＣｏ量が１、１６質量％である比較例２４、２５に対して、Ｃｏ量が２〜１５質量％で、破面内に観察される直角炭化物粒子の差し渡しの最大値が０．９〜３．１μｍと、０．６〜４．０μｍの範囲内である本発明例１６〜１９は、抗折力差が９３７〜１４２１ＭＰａと小さく、穴あけ寿命は４６２０穴以上と、比較例２４、２５の２．８倍以上長く、格段に優れていた。
また、アトライター法を用いてスラリーを混合粉砕し、目開き４５μｍの篩通しのみを行い、噴流混合による混合、粉砕は行わなかった比較例２６は、Ｃｏ量、Ｃｒ、Ｔａ、Ｖの組成と、炭化物粒子の平均粒径０．５μｍも本発明例２０と同じであるにもかかわらず、破面に観察された直角炭化物粒子の差し渡しの最大値が４．２μｍと大きく、抗折力差が３０７２ＭＰａであり、穴あけ寿命は１５７０穴である。これに対して、本発明例２０は、抗折力差１８６２と小さく、穴あけ寿命は３５６０と比較例２６の２．２倍以上長く、格段に優れている。
また、Ｃｏ量が１６質量％と本発明の範囲外であり、Ｃｒ３Ｃ２、ＴａＣ、ＶＣ粉末も含んでいない配合粉を用い、本発明例１〜１５と同じアトライター条件で８時間混合・粉砕後、目開き４５μｍの篩篩通しのみを行い、噴流混合による混合、粉砕は行わずに作製した混合粉を用いて、本発明例１〜１５と同じ条件で、成形、脱ワックスした後、１３７５℃で焼結することにより作製した比較例２７は、焼結体を構成する炭化物粒子の平均粒径が０．７μｍであり、破面に観察された直角炭化物粒子の差し渡しの最大値が７．１μｍであった。図１、２に、比較例２７の破面のＳＥＭ写真とその模式図を示す。図１、２より、粗大な炭化物粒子が（ａ）〜（ｄ）の４個あり、その内、（ａ）、（ｂ）の角部（イ）〜（ニ）は、各角部を形成する２辺の交差角度が９０±５°の範囲内にあり、各角部を形成する２辺の少なくとも１辺が角部の属する炭化物粒子の差し渡しの０．１倍以上であるため、（ａ）と（ｂ）は直角炭化物粒子である。この内、（ロ）と（ハ）の角部の一辺は該角部から少し進んだ所で外側に湾曲しているが、各角部を形成する２接線の交差角度が９０±５度の範囲内にあり、直角角部である。これに対して、結晶粒子（ｃ）の角部（ホ）は交差角度が９０±５°の範囲内にあるものの、角部（ホ）を構成する２辺の、隣の角部（凹型）迄の長さが共に結晶粒子（ｃ）の差し渡し６．７μｍの０．１倍未満であるため、結晶粒子（ｃ）は直角炭化物粒子ではない。また、結晶粒子（ｄ）の各角部は、これらを構成する各２辺の交差角度が９０±５°の範囲外にあるため、直角炭化物粒子ではない。また、各粒子の差し渡しは、図２中に示すように、（ａ）、（ｂ）粒子が７．１μｍと４．５μｍである。よって、比較例２７の破面に観察される直角炭化物粒子の差し渡しの最大値を７．１μｍとした。この比較例２７の抗折力差は６９３１ＭＰａと大きく、穴あけ寿命は７４０穴と比較例２５に比べても、０．４６倍と大幅に小さく、劣っている。このことは、破面内に観察される直角炭化物粒子の差し渡しの最大値が如何に大きく影響しているかを示している。そこで、本発明の微小工具用微粒超硬合金を構成する炭化物粒子の平均粒径を０．２〜０．８μｍ、Ｃｏ量を２〜１５質量％とし、破面内に観察される直角炭化物粒子の差し渡しの最大値を０．６〜と４．０μｍとした。この理由は、比較例２４は、微小工具用微粒超硬合金を構成するＣｏ量が２質量％未満と少なく、しかも、炭化物粒子の平均粒径が０．２μｍ未満であるように炭化物粒子の成長が十分でなく、微粒超硬合金が十分に緻密になっていないため微粒超硬合金全体に十分な抗折力が得られず、しかも、破面内に観察される直角炭化物粒子の差し渡しの最大値が０．６μｍ未満のため、微粒超硬合金中に一旦クラックが発生するとその進展が抑えられず、十分な抗折力が得られなくなったためである。一方、比較例２５は、Ｃｏ量が１５質量％を超えて多く、炭化物粒子の平均粒径が０．８μｍを超えて大きく成長しているため、微粒超硬合金の硬度が下がり耐摩耗性が不十分になるとともに、Ｃｏ量が多いため、Ｃｏの凝集部が出来やすくなり、この凝集部を中心にして炭化物粒子が異常成長しやすくなり、破面内に観察される直角炭化物粒子の差���渡しの最大値も４．０μｍを超えて大きくなり、これを基点にして破断し易くなったため抗折力が極端に小さいものが現れた、即ち、抗折力差が大きくなったためである。また、比較例２６は、炭化物粒子の平均粒径が０．５μｍ、Ｃｏ量が８質量％と本発明の範囲内にあるものの、破面に観察される直角炭化物粒子の差し渡しの最大値が４．２μｍと、本発明の範囲内を超えて大きいため、この粗大な直角炭化物粒子を基点にして破断し易くなったため抗折力が極端に小さいものが現れ、抗折力差が大きくなるとともに、穴あけ寿命を測定時に、初期の段階でドリルが折れてしまい易くなったためである。また、比較例２７は、炭化物粒子の平均粒径が０．７μｍであるにも関わらず、Ｃｏ量が１６質量％と本発明の範囲外で大きく、破面に観察される直角炭化物粒子の差し渡しの最大値が７．１μｍと、本発明の範囲内を大幅に超えて大きいため、この粗大な炭化物粒子を基点にして破断し抗折力が極端に小さいものが現れ、抗折力差が大きくなるとともに、穴あけ寿命測定時に、極初期の段階でドリルが折れてしまい易くなったためである。なお、比較例２６、２７において、粗大な炭化物粒子が形成された理由は、比較例２６、２７の作製過程で、アトライターによる混合・粉砕後に、スラリーを目開き４５μｍの篩を通しているものの、噴流衝合を用いていないため、スラリー中のＷＣ等の炭化物硬質粒子粉末とＣｏ粉末間の分散が不十分でＣｏの凝集部が残るとともに、扁平片が形成されてしまい、篩によっても、略４０μｍ以下のＣｏ凝集粉や扁平片を除去出来なかったため、本スラリーから作製した成形体を焼結する過程で、Ｗ等の炭化物硬質粒子形成元素がＣｏの凝集部や扁平片中に一旦固溶した後、再析出する段階でＷＣ等の炭化物粒子として異常成長し、焼結中に４μｍを超えて大きな炭化物粒子が形成されてしまったためである。この異常成長は、Ｃｏ量が１６質量％ある比較例２７において顕著であり、Ｃｏ量が多い程、顕著に現れることを示している。なお、抗折力測定時に破断した破面内に観察される粗大な炭化物粒子であっても、その形状が上記の直角炭化物粒子、即ち、少なくとも一箇所の角部の交差角度が９０±５度の範囲内である炭化物粒子でなく、非直角炭化物粒子である場合は、表２の本発明例１、６、１１に見られるように、その差し渡しの最大値が４μｍを超えても抗折力差が２０００ＭＰａよりも小さく、穴あけ寿命も３４００穴以上と長く優れている。よって、抗折力差が小さく、穴あけ寿命が長い、優れた微小工具用微粒超硬合金を得るためには、直角炭化物粒子の最大径を０．６〜４μｍにすることが重要である。
以上より、本願発明の微小工具用微粒超硬合金を、炭化物粒子の平均粒径が０．２〜０．８μｍ、Ｃｏ量が２〜１５質量％の微小工具用微粒超硬合金であって、外部荷重により折断したとき、その破面にある炭化物粒子のうちに、該破面にある炭化物粒子の輪郭の一部を構成する少なくとも一つの角部が、互いに９０±５度の角度の範囲内で交差する２辺からなり、且つ、該２辺の少なくとも１辺の長さが該角部の属する炭化物粒子の差し渡しの０．１倍以上である直角角部である炭化物粒子が存在し、該直角角部を有する炭化物粒子の差し渡しの最大値が０．６〜４μｍであることを特徴とする微小工具用微粒超硬合金とした。また、本願発明の微小工具用微粒超硬合金の製造方法を、少なくともＷＣ粉末とＣｏ粉末の両者を含有する微小工具用微粒超硬合金製造用混合粉と溶媒とからなるスラリーに加圧エネルギーを加えて流路によって搬送する時、該流路の上流側で少なくとも２以上に分岐する第１の工程と、該２以上に分岐した流路が下流側において内径を小さくした開口部を有し、該開口部から噴出したスラリーが互いに対抗する様に配置され、噴出したスラリーが互いに略一点で交差するように衝突させ、混合、粉砕する第２の工程と、該衝突後のスラリーを回収、乾燥する第３の工程とにより作製した微小工具用微粒超硬合金製造用混合粉を成形、焼結することを特徴とする微小工具用微粒超硬合金の製造方法とした。
【００１８】
次に、Ｃｏ中に含有されるＣｒ量が対Ｃｏの０〜１１質量％と異なっている本発明例１〜５内を比較する。いずれも、Ｃｏ、及び、Ｃｏ中のＴａ、Ｖ量がそれぞれ、８、３、２質量％と同じであるものの、Ｃｏ中に含有されるＣｒ量が０質量％である本発明例１の穴あけ寿命が３４３０穴であるのに対して、Ｃｏ中のＣｒ含有量が１質量％である本発明例２の穴あけ寿命は５１８０穴と１．５倍多く、また、同Ｃｒ含有量が１１質量％である本発明例５の穴あけ寿命が３４６０穴であるのに対して、同Ｃｒ含有量が１０質量％である本発明例４の穴あけ寿命は５３９０穴と１．５倍多く、優れている。よって、本発明は、Ｃｏ中に含有されるＣｒ量が１〜１０質量％であることが好ましい。この理由は、Ｃｏ中に含有されるＣｒ量が１質量％未満と少ないと、焼結時に炭化物粒子が異常成長し易くなり、破面内に観察される直角炭化物粒子の最大径が大きくなり易く、微粒超硬合金の抗折力が低下するためである。一方、Ｃｏ中に含有されるＣｒ量が対Ｃｏの１０質量％を超えて多くなると、Ｃｏ中からＣｒが析出し易くなり、この析出物により微粒超硬合金の抗折力が低下するためである。
次に、Ｃｏ中に含有されるＴａ量が対Ｃｏの０〜６質量％と異なっている本発明例６〜１０内を比較する。いずれも、Ｃｏ、及び、Ｃｏ中のＣｒ、Ｖ量がそれぞれ、８、５、２質量％と同じであるものの、Ｃｏ中に含有されるＴａ量が０質量％である本発明例６の穴あけ寿命が３５９０穴であるのに対して、Ｃｏ中のＴａ含有量が１質量％である本発明例７の穴あけ寿命は５３９０穴と１．５倍多く、また、同Ｔａ含有量が６質量％である本発明例１０の穴あけ寿命が３４８０穴であるのに対して、同Ｔａ含有量が５質量％である本発明例９の穴あけ寿命は５２７０穴と１．５倍多く、優れている。よって、本発明は、Ｃｏ中に含有されるＴａ量が１〜５質量％であることが好ましい。この理由は、Ｃｏ中に含有されるＴａ量が１質量％未満と少ないと、焼結時にＷＣ等の炭化物粒子が異常成長し易くなり、破面内に観察される直角炭化物粒子結晶粒の最大径が大きくなり、微粒超硬合金の抗折力が低下するためである。一方、Ｃｏ中に含有されるＴａ量が対Ｃｏの５質量％を超えて多くなると、Ｃｏ中からＴａが析出し斑状晶を作り易くなり、この斑状晶により微粒超硬合金の抗折力が低下するためである。
次に、Ｃｏ中に含有されるＶ量が対Ｃｏの０〜５質量％と異なっている本発明例１１〜１５内を比較する。いずれも、Ｃｏ、及び、Ｃｏ中のＣｒ、Ｔａ量がそれぞれ、８、４、２質量％と同じであるものの、Ｃｏ中に含有されるＶ量が０質量％である本発明例１１の穴あけ寿命が３４４０穴であるのに対して、Ｃｏ中のＶ含有量が１質量％である本発明例１２の穴あけ寿命は５２７０穴と１．５倍多く、また、同Ｖ含有量が５質量％である本発明例１５の穴あけ寿命が３４５０穴であるのに対して、同Ｖ含有量が４質量％である本発明例１４の穴あけ寿命は５２５０穴と１．５倍多く、優れている。よって、本発明は、Ｃｏ中に含有されるＶ量が１〜４質量％であることが好ましい。この理由は、Ｃｏ中に含有されるＶ量が１質量％未満と少ないと、焼結時に炭化物粒子結晶粒が異常成長し易くなり、破面に観察される直角炭化物粒子の差し渡しの最大値が大きくなり、微粒超硬合金の抗折力が低下するためである。一方、Ｃｏ中に含有されるＶ量が４質量％を超えて多くなると、Ｃｏ中からＶがＷＣ等の炭化物粒子とＣｏとの界面近傍に析出し、炭化物粒子とＣｏとの間の強度が低下し、微粒超硬合金の抗折力が低下するためである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、比較例２７の破面の走査電子顕微鏡写真を示す。
【図２】図２は、図１の模式図を示す。
【図２】
2007162067.tif 000004
【図１】
2007162067.tif 000005