[發明專利]硬質燒結體

在審

• 申請號: 201780015875.0
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN108884530A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 西山昭雄;矢野雅大;森田進
• 申請（專利權）人: 三菱綜合材料株式會社;日本新金屬株式會社
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;B23B27/14;C22C1/05
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

本發明提供一種高硬度及高強度優異的硬質燒結體，含有5～55質量％的W，且余量由WC及不可避免的雜質構成。

技術領域

本申請發明涉及一種燒結體，該燒結體以作為高硬度、高強度且高熔點的陶瓷已知的WC(碳化鎢)粒子為硬質相，并且以與所述WC親和性優異且與WC同樣為高強度及高熔點的金屬鎢(W)為結合相。并且，本申請發明所涉及的燒結體的高溫硬度及高溫強度優異，并且致密性也優異，因此也作為切削工具的刀尖材料或高溫下使用的金屬模具等的耐磨性工具材料也優異。

本申請基于2016年6月30日在日本申請的專利申請2016-130613號要求優先權，并且在此援引其內容。

背景技術

作為使用WC的硬質材料，已知以Co為金屬結合相的硬質合金。

在由陶瓷硬質相和金屬結合相構成的復合材料中，期待基于硬質相的高硬度和基于金屬相的高強度的兼顧，但通常陶瓷材料與金屬之間的濕潤性較差，因此難以顯現高強度。包含WC和Co的硬質合金具有在Co熔化的高溫下兩者的潤濕角幾乎為零的極其罕見的特性。由于該特性，包含WC和Co的硬質合金示出高強度，并且成為在切削工具等殘酷的使用條件下也能耐受的材料。

然而，就包含WC和Co的硬質合金而言，在常溫區域下，WC和Co不具有充分的結合力。因此，包含WC和Co的硬質合金在WC與Co的邊界成為破壞的起點等的脆弱性方面存在問題。

另外，關于具有金屬相的硬質合金，在切削時的刀尖溫度成為更高溫的淬火鋼的切削或重切削的用途、或者在化學裝置等中要求耐腐蝕性的密封圈等的用途中，還產生高溫下的硬度或耐蝕性不充分的問題。

為此，例如在專利文獻1中提出了如下的內容：通過將由碳化鎢系燒結體構成的硬質材料作為未具有結合相的材料，排除以往成為硬度下降的原因的、由Co和W₂C形成的脆弱的η相或由Co和WC形成的β相的生成，并且將硬質材料作為實質上由WC和W₂C構成的材料，從而得到高硬度的碳化鎢系硬質材料。

并且，在專利文獻2中提出了以碳化鎢硬質粒子為主體的幾乎不包含金屬結合相的硬質燒結體。在專利文獻2所提出的硬質燒結體中，為了應對進一步要求耐蝕性及耐磨損性的機械密封、噴嘴、金屬模具或難削材的切削等用途，相對于WC及W₂C含有Cr或V的碳化物的同時，將WC的平均粒徑設為1.5μm以下，并且以X射線衍射強度比I_W2C(101)/I_WC(101)為0.01以上且0.15以下的方式規定W₂C的含量。通過滿足這些條件，在專利文獻2中得到耐缺損性及耐磨損性優異的硬質燒結體。

另外，對于以W為粘合劑相且以WC為硬質相的硬質合金而言，根據專利文獻3，以往從英國專利第504,522號中已知其制造方法。具體而言，通過在16.5MPa的壓力下在1750～1900℃燒結由60～80％的WC、15～35％的W和/或7～23％的Mo以及微量的Co、Si及B構成的混合粉末，從而得到以W為粘合劑相且以WC為硬質相的硬質合金。

然而，專利文獻3中，在此得到的硬質合金為低硬度且脆弱，認為其原因為大部分W轉變為W₂C。作為用于解決該問題的具體制造方法，在專利文獻3中提出了如下的方法。在該方法中，首先，對由18質量％或10體積％的W及基于費希爾法(FSSS)的粒度試驗方法下的FSSS粒徑為0.25μm的余量WC構成的粉末混合物進行濕式粉碎。干燥經濕式粉碎的粉末混合物之后，在1800℃下以30MPa進行熱壓。然后，通過在氬氣中以1200℃進行8小時處理，從而制造解決上述問題的硬質合金。

就通過該專利文獻3所記載的制造方法來得到的硬質材料而言，室溫下的硬度(Hv)優異，以X射線衍射圖案中的峰值比計W₂C(101)/W(110)小于0.3。在專利文獻3中提出了能夠將該硬質材料用作具有優異的切削性的切削工具刀片。