(57)【要約】  本発明は、スコット密度が２．７５〜３．７５ｇ／ｃｍ３であり、１００ＭＰａで乾燥プレスした後の圧縮密度が８．８〜９．８ｇ／ｃｍ３の範囲内であるＷＣ粉末を含む、金属機械加工用切削工具インサートのための細粒超硬合金粉末混合物に関する。細粒超硬合金粉末混合物の焼結収縮率は１５０ＭＰａの圧縮圧力で１６．８〜１７．９％である。本発明はその粉末混合物の製造方法にも関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属機械加工用切削工具インサートのための細粒超硬合金粉末混合物であって、
ＷＣ粉末はスコット密度が２．７５〜３．７５ｇ／ｃｍ３であり、１００ＭＰａで乾燥プレスした後の圧縮密度が８．８〜９．８ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、細粒超硬合金粉末混合物の焼結収縮率が１５０ＭＰａの圧縮圧力で１６．８〜１７．９％であることを特徴とする、金属機械加工用切削工具インサートのための細粒超硬合金粉末混合物。
【請求項２】
ＦＳＳＳ粒子サイズが０．４〜１．７μｍであるＷＣ粉末及び４〜１５％のＣｏを含むことを特徴とする、請求項１記載の金属機械加工用切削工具インサートのための細粒超硬合金粉末混合物。
【請求項３】
スコット密度が２．７５〜３．７５ｇ／ｃｍ３であり、１００ＭＰａで乾燥プレスした後の圧縮密度が８．８〜９．８ｇ／ｃｍ３であるＷＣ粉末を用いることを特徴とする、金属機械加工用切削工具インサートのための細粒超硬合金粉末混合物の製造方法。
【請求項４】
ＦＳＳＳ粒子サイズが０．４〜１．７μｍであるＷＣ粉末及び４〜１５％のＣｏを用いることを特徴とする、請求項３記載の金属機械加工用切削工具インサートのための細粒超硬合金粉末混合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は低焼結収縮性を有する細粒超硬合金粉末混合物、特に、金属の旋削、ミリング及びドリリングのための切削工具インサートに特に有用な低焼結収縮性を有する細粒超硬合金粉末、及び、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超硬合金は硬質成分及びバインダー相を形成する粉末をスラリーへと湿式ミリングし、スラリーを一般にスプレイ乾燥により乾燥し、乾燥した粉末をツールプレス加工して所望の形状のインサートとし、そして最終的に焼結することにより製造される。
【０００３】
焼結の間に、インサートは線状に約１６〜２０％収縮する。収縮率はプレス加工圧力、WC粒子サイズ、粒子サイズ分布及びCo-含有分に依存する。プレス加工ツールは製造するのが高価であり、それゆえ、１７．５％などの標準収縮率で製造される。収縮率は標準プレス加工圧力で決定される。もし、標準圧力での収縮率が高いならば、予め決められた収縮率でのプレス加工圧力は高いであろう。もし、標準圧力での収縮率が低いならば、予め決められた収縮率でのプレス加工圧力は低いであろう。加圧体中の加圧クラック及び異常摩耗の危険性、さらには、人への傷害を含むプレス加工ツールの破損の危険性のために高いプレス加工圧力は望ましくない。低すぎるプレス加工圧力では、焼結後に完全に緻密ではない部品を生じることがある。さらに、焼結された部品の寸法制御は、プレス加工が特定の間隔の範囲内に維持されるならば容易になる。高いプレス加工圧力で製造されたインサートはしばしばプレス加工クラックを伴う縁を示す。
【０００４】
EP1043413は低い圧縮圧力でもって細粒WC粒子サイズの超硬合金を製造する方法を開示している。その方法は、WC以外のすべての成分を３時間予備混合し、WC粉末を添加し、その後、約１０時間最終的にミリングすることからなる。
【０００５】
EP1749601は細粒超硬合金の製造に適する、低い圧縮圧力でもって容易にプレス加工できる超硬合金粉末を製造する方法を開示している。その方法は、下記の組成：＜９０ｗｔ％のＰＥＧ及び１０〜７５ｗｔ％の高分子量（Ｃ１２〜＜Ｃ２０）の飽和もしくは不飽和脂肪酸又はＡｌ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｎ、Ｎａ、Ｖ、Ｚｎの少なくとも１つの元素を含むその塩のブレンドの圧縮剤を１〜３ｗｔ％の量で使用することを含む。
【０００６】
EP1739197は硬質成分を形成する粉末及びバインダー相を形成する粉末を圧縮剤と一緒に湿式ミリングする、超硬合金の製造方法を開示している。１８％の収縮率の予め決められた重量で低められた圧縮圧力を有する超硬合金粉末は下記の組成：約９０ｗｔ％未満のＰＥＧ及び約１０ｗｔ％を超える長鎖Ｃ＞＝２０脂肪酸、そのエステル及び塩、特に、エルカ酸及び/又はベヘン酸である圧縮剤を約１〜約３ｗｔ％の量で使用することにより得ることができる。
【発明の概要】
【０００７】
今回、驚くべきことに、一定のプレス加工圧力で低められた焼結収縮率である細粒超硬合金粉末混合物は比較的に高いスコット密度（Scott density）を有する炭化タングステンから作られる粉末混合物から製造されうることを発見した。
【０００８】
本発明によると、今回、金属機械加工用切削工具インサートのための所望の低焼結収縮性及び優れた圧縮特性を有する細粒超硬合金粉末混合物であって、細粒ＷＣ及び４〜１５％のＣｏ、好ましくは５〜１４ｗｔ％のＣｏ、従来の圧縮剤、及び、可能には、粒成長抑制剤、たとえば、＜１ｗｔ％のＣｒ、好ましくは０．２〜０．６ｗｔ％のＣｒ及び／又は＜１ｗｔ％のＶ、好ましくは０．２〜０．６ｗｔ％のＶ及び／又は＜１ｗｔ％のＴａ及び／又は＜１ｗｔ％のＮｂ及び／又は＜１ｗｔ％のＴｉを含む細粒超硬合金粉末混合物が提供される。
【０００９】
細粒超硬合金粉末混合物は１５０ＭＰａの圧縮圧力で１６．８〜１７．９％、好ましくは１７．０〜１７．７％の範囲内の焼結収縮率を有する。
【００１０】
ＷＣ粉末は０．４〜１．７μｍ、好ましくは０．５〜１．５μｍの範囲のＦＳＳＳ粒子サイズを有する。その粉末は２．７５〜３．７５ｇ／ｃｍ３の比較的に高いスコット密度（ＩＳＯ３９２３、パート２）及び８．８〜９．８ｇ／ｃｍ３、好ましくは８．９〜９．５ｇ／ｃｍ３の範囲内の、１００ＭＰａで圧縮剤を用いないで乾燥プレスした後の圧縮密度を有する。ＷＣの圧縮密度は圧縮成形体を重量計量しそしてその寸法を測定することにより決定される。
【００１１】
本発明は、また、金属機械加工用切削工具インサートのための低焼結収縮性及び優れた圧縮特性を有する超硬合金粉末であって、細粒ＷＣ及び４〜１５％のＣｏ、好ましくは５〜１４ｗｔ％のＣｏ、従来の圧縮剤、及び、可能には、粒成長抑制剤、たとえば、＜１ｗｔ％のＣｒ、好ましくは０．２〜０．６ｗｔ％のＣｒ及び／又は＜１ｗｔ％のＶ、好ましくは０．２〜０．６ｗｔ％のＶ及び／又は＜１ｗｔ％のＴａ及び／又は＜１ｗｔ％のＮｂ及び／又は＜１ｗｔ％のＴｉを含む超硬合金粉末の湿式ミリング、乾燥プレス及び焼結の粉末冶金技術による製造方法にも関する。
【００１２】
ＷＣ粉末は０．４〜１．７μｍ、好ましくは０．５〜１．５μｍの範囲のＦＳＳＳ粒子サイズを有する。その粉末は２．７５〜３．７５ｇ／ｃｍ３の比較的に高いスコット密度（ＩＳＯ３９２３、パート２）及び８．８〜９．８ｇ／ｃｍ３、好ましくは８．９〜９．５ｇ／ｃｍ３の範囲内の、１００ＭＰａで圧縮剤を用いないで乾燥プレスした後の圧縮密度を有する。
【実施例】
【００１３】
例１：本発明
組成：ＷＣ、６ｗｔ％のＣｏ、０．３ｗｔ％のＣｒ３Ｃ２、２．０ｗｔ％のＰＥＧ３４００及び０．５ｗｔ％のＰＥＧ１５００の細粒超硬合金粉末を調製した。ＷＣのフィッシャーサブシーブサイザー値(Fisher Sub Sieve Sizer value)は０．８２μｍであり、スコット密度は２．８７ｇ／ｃｍ３であり、１００ＭＰａで圧縮剤を用いないで乾燥プレスした後の圧縮密度は圧縮成形体を重量計量しそしてその寸法を測定することにより９．０４ｇ／ｃｍ３であった。
【００１４】
超硬合金粉末バッチをスプレイ乾燥し、標準圧力１５０ＭＰａでおよそ１５×１５×７ｍｍのサイズの成形体へと圧縮した。この成形体を標準焼結条件にて１４３０℃で焼結した。成形体の正確な寸法は焼結の前と後に決定した。
成形体の線収縮率は１７．４％であり、保磁力は２４．７ｋＡ／ｍであった。
【００１５】
例２：従来技術
ＷＣのフィッシャーサブシーブサイザー値が０．８１μｍであり、スコット密度が２．３１ｇ／ｃｍ３であり、１００ＭＰａで圧縮剤を用いないで乾燥プレスした後の圧縮密度が８．４４ｇ／ｃｍ３であったことを除いて、例１を繰り返した。
成形体の線収縮率は１８．３％であり、保磁力は２４．９ｋＡ／ｍであった。
【００１６】
例３：本発明
Ｃｏ含有分が１３％であったことを除いて、例１を繰り返した。
成形体の線収縮率は１７．３％であり、保磁力は１８．２ｋＡ／ｍであった。
【００１７】
例４：従来技術
ＷＣのフィッシャーサブシーブサイザー値が０．８１μｍであり、スコット密度が２．３１ｇ／ｃｍ３であり、１００ＭＰａで圧縮剤を用いないで乾燥プレスした後の圧縮密度が８．４４ｇ／ｃｍ３であったことを除いて、例３を繰り返した。
成形体の線収縮率は１８．３％であり、保磁力は１８．３ｋＡ／ｍであった。
【００１８】
例５：本発明
組成：ＷＣ、６ｗｔ％のＣｏ、０．２ｗｔ％のＴａＣ、１．５ｗｔ％のＰＥＧ３４００及び０．５ｗｔ％のＰＥＧ１５００の細粒超硬合金粉末を調製した。ＷＣのフィッシャーサブシーブサイザー値は１．３７μｍであり、スコット密度は２．９９ｇ／ｃｍ３であり、１００ＭＰａで圧縮剤を用いないで乾燥プレスした後の圧縮密度は圧縮成形体を重量計量しそしてその寸法を測定することにより９．１５ｇ／ｃｍ３であった。
【００１９】
超硬合金粉末バッチをスプレイ乾燥し、標準圧力１５０ＭＰａでおよそ１５×１５×７ｍｍのサイズの成形体へと圧縮した。この成形体を標準焼結条件にて１４３０℃で焼結した。成形体の正確な寸法は焼結の前と後に決定した。
成形体の線収縮率は１７．２％であり、保磁力は１６．９ｋＡ／ｍであった。
【００２０】
例６：従来技術
ＷＣのフィッシャーサブシーブサイザー値が１．４２μｍであり、スコット密度が２．３８ｇ／ｃｍ３であり、１００ＭＰａで圧縮剤を用いないで乾燥プレスした後の圧縮密度が８．４０ｇ／ｃｍ３であったことを除いて、例５を繰り返した。
成形体の線収縮率は１８．２％であり、保磁力は１６．７ｋＡ／ｍであった。
【００２１】
このように、例１〜６は比較的に高いスコット密度及び圧縮密度を有する細粒ＷＣ粉末を使用することで、低い焼結収縮性である細粒超硬合金粉末混合物が提供されることを示している。
【国際調査報告】
2012518091.tif 000002
2012518091.tif 000003
2012518091.tif 000004