发明名称 超硬合金,其制造方法及超硬工具
摘要 一种超硬合金,即在碳化钨(WC)结晶粒1之至少一部分之结晶粒内,将选择自IVa,Va或VIa族元素之由至少1种碳化物、氮化物、碳氮化物或该等之固溶体构成之至少1种化合物3存在于此。化合物3系由Ti、Zr、Hf或W之碳化物、氮化物、碳氮化物或该等之固溶体构成之化合物,而其平均粒径则在不到0.3μm。
申请公布号 TW490492 申请公布日期 2002.06.11
申请号 TW086118884 申请日期 1997.12.15
申请人 住友电气工业股份有限公司 发明人 森口秀树;池谷明彦
分类号 C22C1/05;C22C29/02;C22C29/08 主分类号 C22C1/05
代理机构 代理人 陈灿晖 台北巿城中区武昌街一段六十四号八楼;洪武雄 台北巿城中区武昌街一段六十四号八楼
主权项 1.一种超硬合金,包括一结合相及散布于该结合相 中之结晶粒,其中, 该结合相包含在其中占最大部分之铁族金属; 该结晶粒包含在其中占最大部分之碳化钨; 该结晶粒含有复包含化合物颗粒于其中之第1结晶 粒,该化合物颗粒之平均粒径小于0.3m; 该化合物颗粒中,除了碳化钨之外,包含由IVa族、Va 族及VIa族元素等所成组群选出之至少一种元素之 碳化物、氮化物或碳氮化物及其固溶体; 该超硬合金之剖面中,该化合物颗粒所含盖之剖面 积相对于第1结晶粒所含盖剖面积最大为10%;及 该第1结晶粒所含盖之剖面积相对于全部结晶粒所 含盖剖面积至少为10%。2.如申请专利范围第1项之 超硬合金,其中,该化合物颗粒主要由钛、锆、铪 、钨等所成组群选出之至少一种元素之该碳化物 、氮化物或碳氮化物所构成。3.如申请专利范围 第2项之超硬合金,其中,上述钛、锆、铪之总含量 相对于该超硬合金之总重量最大为5重量%。4.如申 请专利范围第1项之超硬合金,其中,上述至少一种 元素包含锆。5.如申请专利范围第1项之超硬合金, 其中,该超硬合金之剖面中,组入第1结晶粒之化合 物颗粒具有平面形比2以上之剖面形状。6.如申请 专利范围第1项之超硬合金,其中,除碳化钨外,包含 于该化合物中而由Va与VIa族元素所成组群选出之 至少一种元素之碳化物、氮化物或碳氮化物或其 固溶体设为第一重量百分比(Wa);除碳化钨外,包含 于该化含物中而由IVa族元素、钨所成组群选出之 至少一种元素之碳化物、氮化物、碳氮化物或其 固溶体设为第二重量百分比(Wb)时,上述第一重量 百分比(Wa)相对于第二重量百分比(Wb)之比例(Wa/Wb) 范围系由0至0.2。7.如申请专利范围第1项之超硬合 金,其中,除碳化钨外,包含于该化合物而从Va与VIa 族元素所成组群选出之至少一种元素之碳化物、 氮化物、碳氮化物或其固溶体的重量设为第一重 量时,相对于结合相在该超硬合金之重量,该第一 重量最大为10重量%者。8.如申请专利范围第1项之 超硬合金,其中,该结晶粒包含晶粒径最大为 1m之较小结晶粒及晶粒径大于 1m之较大结晶粒;而该超硬合金之剖面中,上述较 小结晶粒所含盖之剖面积为结晶粒总剖面积之10% 至40%,较大结晶粒所含盖之剖面积为结晶粒总剖面 积之60%至90%。9.如申请专利范围第8项之超硬合金, 其中,该结晶粒之至少30%系属于较大结晶粒,其在 超硬合金剖面上之剖面形状具有平面形比2以上。 10.如申请专利范围第1项之超硬合金,其中,该第1结 晶粒之剖面积大于结晶粒总剖面积之30%。11.一种 工具材料,包括主要由申请专利范围第1项之超硬 合金构成之工具基材及设于该工具基材表面之包 覆膜组合而成,其中,该包覆膜主要由:从IVa族、Va 族、VIa族元素及铝等所成组群选出之至少一种元 素之碳化物、氮化物、氧化物、硼化物及其固溶 体;及从钻石、拟钻石碳(DLC)及立方晶氮化硼(CBN) 等所成组群选出之至少一种物质所构成。12.一种 超硬合金之制造方法,包括下列步骤: 准备具有第1平均粉体粒径为 0.6m至1m之第1碳化钨粉末,其第一重量为(WA); 准备具有第2平均粉体粒径为第1平均粉体粒径之2 倍的第二碳化钨粉末,其第二重量为(WB),其中,第一 重量对于第二重量(WB)之比例(WA/WB)系由0.5至30; 准备从钴、镍、铬、铁及钼所成组群选出之至少 一种金属的粉末; 准备化合物粉末,其包含从IVa族、Va族及VIa族元素 所成组群选出之至少一种元素之碳化物、氮化物 或碳氮化物及其固溶体,但不含碳化钨,该化合物 粉末之平均粒径为0.01至0.5m; 将该等第一碳化钨粉末、第二碳化钨粉末、金属 粉未及化合物粉末相互混合;及 将该混合粉末烧结。13.如申请专利范围第12项之 制造方法,其中,该准备第一碳化钨粉末之步骤包 括准备先前超硬合金之回收粉未作为该第一碳化 钨粉末之至少一部分。14.如申请专利范围第13项 之制造方法,其中,该准备第一碳化钨粉末之步骤 包括磨碎该回收粉末,并准备重量(WR)的回收粉末, 其量为该第一碳化钨粉末之第一重量(WA)的30重量% 至100重量%。15.如申请专利范围第12项之制造方法, 其中,该准备第一及第二碳化钨粉末之步骤系以第 一重量(WA)相对于第二重量(WB)之比例(WA/WB)由1至10 之方式进行者。16.如申请专利范围第12项之制造 方法,其中,该烧结步骤系在至少1500℃之温度施行 者。17.如申请专利范围第12项之制造方法,其中,该 烧结步骤系使第一碳化钨粉末溶化成液态,再使液 态碳化钨凝结而成长为碳化钨结晶颗粒或该第二 碳化钨粉末者。18.如申请专利范围第17项之制造 方法,其中,该第二碳化钨粉末之颗粒系作为该再 凝结用之晶种者。图式简单说明: 第1图系表示超硬合金其扫描情形之电子显微镜相 片之图(复印)。 第2图系表示使用于切削试验之被切削材料之断面 形状之图。
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