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JP2766661B2 - Boron treated hard metal - Google Patents

Boron treated hard metal

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Publication number
JP2766661B2
JP2766661B2 JP1060596A JP6059689A JP2766661B2 JP 2766661 B2 JP2766661 B2 JP 2766661B2 JP 1060596 A JP1060596 A JP 1060596A JP 6059689 A JP6059689 A JP 6059689A JP 2766661 B2 JP2766661 B2 JP 2766661B2
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JP
Japan
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boron
sintered
phase
carbide
carbonized
Prior art date
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JP1060596A
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Japanese (ja)
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ドナルド・シー・ペニントン・ジュニア
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BAAMONTO AMERIKAN CORP
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BAAMONTO AMERIKAN CORP
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Publication date
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/08Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/059Making alloys comprising less than 5% by weight of dispersed reinforcing phases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

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Abstract

A hard, relatively non-brittle, cemented carbide body is made by sintering pressed grade carbide powders in the presence of a boron-containing material such as boron nitride. During sintering, appreciable quantities of boron migrate or diffuse into the body to become incorporated throughout the microstructure of the carbide resulting in the formation of a third quarternary phase comprised of tungsten, cobalt, boron and carbon.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は焼結(cemented)炭化物体、特にボロンで処
理された同炭化物体に関するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a cemented carbonized body, and more particularly to a boronized carbonized body.

従来の技術、及び発明が解決しようとする課題 切削工業においては、より鋭利な刃を持ちより寿命の
長い切削工具に対する要求が高まっている。通常の焼結
炭化物の刃先片(チップ)を付けた切削具は、硬質金属
相としてのタングステンカーバイド(wc)及び結合相と
してのコバルト(Co)から成っている。WC及びCoの粉体
が焼結されてWC/Coの焼結炭化物体を形成しているので
ある。公知のように、種々の用途に対する特性向上のた
めに、単純なWC/Co体に多くの改良が加えられて来た。
一般に、もろさと硬さとの間には相反性がある。切断性
を良くし鋭利な刃を保つためにより硬い金属を選ぶと、
金属はよりもろくなる傾向があり、したがってあまり硬
くない材料よりも早くぜい性破壊を起こすことになる。
2. Description of the Related Art In the cutting industry, there is an increasing demand for a cutting tool having a sharper blade and a longer life. A cutting tool provided with a conventional cemented carbide cutting tip is made of tungsten carbide (wc) as a hard metal phase and cobalt (Co) as a binder phase. The WC and Co powders are sintered to form a WC / Co sintered carbonized body. As is known, many improvements have been made to simple WC / Co bodies to improve properties for various applications.
Generally, there is a reciprocity between fragility and hardness. Choosing a harder metal to improve cutting performance and maintain a sharp blade,
Metals tend to be more brittle and therefore will undergo brittle fracture faster than less rigid materials.

硬さ向上によるもろさ増加の問題解決のため、炭化物
体の表面にボロンの薄い皮膜又は層を付加することが試
みられた。表面皮膜又は層は、溶射、物理蒸着、化学蒸
着、及び他の既知方法によって付することができる。ま
た、ボロンは焼結炭化物体の表面から拡散して薄く硬い
層を形成することも知られている。
To solve the problem of increased brittleness due to increased hardness, attempts have been made to add a thin coating or layer of boron to the surface of the carbonized body. The surface coating or layer can be applied by thermal spraying, physical vapor deposition, chemical vapor deposition, and other known methods. It is also known that boron diffuses from the surface of the sintered carbonized body to form a thin, hard layer.

WC/Coや他の炭化物体にボロン化物皮膜又は層を形成
するに当たって、常に遭遇する主な問題点は、ひとたび
その薄い層が摩耗してしまうと、硬さや他の改良点が失
われてしまい、工具はもはや満足な使用に耐えなくなる
ことである。鋸板に先ず皮膜を付した刃先片をろう接し
た後にこれを研ぐと、その時点で皮膜又は表面層が失わ
れる可能性がある。引続き研ぐ工程が入れば、ほぼ確実
に表面に失われるだろう。もう一つの問題点は、このよ
うな層は熱膨張係数などの特性が母体と異なるという事
実で、使用中に母体と分離しがちである。層や皮膜を付
した片をろう接することもまた困難である。
A major problem that has always been encountered in forming boronide coatings or layers on WC / Co and other carbides is that once the thin layer has been worn, its hardness and other improvements are lost. The tool no longer withstands satisfactory use. If the blade with the coating is first brazed to the sawing plate and then sharpened, the coating or surface layer may be lost at that point. Continued sharpening will almost certainly be lost to the surface. Another problem is the fact that such layers have different properties, such as coefficient of thermal expansion, from the matrix, and tend to separate from the matrix during use. It is also difficult to braze the layered or coated pieces.

本出願は、1988.6.29付け米国出願番号07/211,197(1
988.3.11付け米国出願番号07/167,000の部分継続)の部
分継続部である。
This application is related to U.S. application Ser.
(Partial continuation of US application Ser. No. 07 / 167,000, filed 988.3.11).

課題を解決するための手段 a.総 論 本発明は、焼結炭化物において従来有していた皮膜又
は層に関わる問題点、あるいはもろさ増加の問題点を解
決し、従来技術よりも長時間の摩耗に耐える良好な切削
刃となる焼結炭化物体を提供するものである。
Means for Solving the Problems a. General The present invention solves the problems related to the coatings or layers that have conventionally been present in sintered carbide, or the problem of increased brittleness, and provides a longer wear than the conventional technology. It is intended to provide a sintered carbonized object that becomes a good cutting blade that can withstand the heat.

驚くべきことに、本発明によればWC/Coなどの焼結炭
化物体に、表面から極めて深い位置まで、ボロンを付加
することができる。
Surprisingly, according to the present invention, boron can be added to a sintered carbonized body such as WC / Co from a surface to an extremely deep position.

本発明によってボロンを付加しても、硬さ、抗磁力な
どの標準的特性値は僅かに変化するに過ぎないので、標
準WC/Co体に対して顕著な改善は行われていないかのよ
うである。しかし、本発明に基づいて製作されたWC/Co
などの炭化物体の実用試験において、従来のWC/Co工具
より優れた実績が得られているのである。このような改
善は、いくつかの要因によるものと考えられる。
Even if boron is added according to the present invention, the standard characteristic values such as hardness and coercive force change only slightly, so that no significant improvement has been made to the standard WC / Co body. It is. However, WC / Co manufactured based on the present invention
In practical tests of carbonized objects such as WC / Co tools, the results are superior to conventional WC / Co tools. Such improvement may be due to several factors.

本発明の最近の解析によれば、ボロンによって第3の
相が形成されることが示されている。この第3相は、コ
バルト、少量のボロン及び炭素、ならびに標準の結合相
におけるより実質的に多量のタングステンを含み、他の
結合相として働くようである。この第3相が改善の原因
となるものと思われ、一次的には材料の破壊じん性を向
上させ、そのため割れが材料内を伝播して破壊に導くこ
とを困難にしているようである。耐腐食性も改善されて
いるようである。ミクロ組織が改善されたことによっ
て、従来技術よりも鋭利な刃の形成が可能となったこと
も考えられる。
Recent analysis of the present invention shows that boron forms a third phase. This third phase contains cobalt, small amounts of boron and carbon, and substantially higher amounts of tungsten than in the standard binder phase, and appears to serve as another binder phase. This third phase is thought to be the cause of the improvement, and appears to primarily improve the fracture toughness of the material, thereby making it difficult for cracks to propagate through the material and lead to fracture. The corrosion resistance also appears to be improved. It is also possible that the improved microstructure has enabled the formation of sharper blades than in the prior art.

以上のように、本発明の目的は、切断、キリ穿孔、研
削などに適した、改善されたボロン添加炭化物工具を提
供することである。
As described above, an object of the present invention is to provide an improved boron-added carbide tool suitable for cutting, drilling, grinding, and the like.

本発明の他の目的は、WC/Coなどの焼結炭化物体の組
織内に深くボロンを付加する方法を提供することであ
る。
It is another object of the present invention to provide a method for adding boron deep into the structure of a sintered carbonized body such as WC / Co.

本発明の他の目的は、研磨、再研磨が可能で、初期特
性を失わずに再使用ができる、改善された焼結炭化物体
を提供することである。
It is another object of the present invention to provide an improved sintered carbonized body that can be polished, polished and reused without losing initial properties.

本発明の他の目的は、改善された耐食性を持つ焼結炭
化物体を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a sintered carbonized body having improved corrosion resistance.

本発明の他の目的は、改善された破壊じん性を持つ焼
結炭化物体を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a sintered carbonized body having improved fracture toughness.

本発明の他の目的は、炭化物相、結合相、及び結合材
とボロンを含む第3相から成る焼結炭化物体を提供する
ことである。
It is another object of the present invention to provide a sintered carbonized body comprising a carbide phase, a binder phase, and a third phase including a binder and boron.

本発明の他の目的は、炭化物形成元素及び炭素を含む
炭化物相、結合相、並びに結合材、ボロン、及び少なく
とも40重量%(wt.%)の炭化物形成元素を含む第3相
から成る焼結炭化物体を提供することである。
Another object of the invention is to provide a carbide phase comprising a carbide-forming element and carbon, a binder phase, and a sintering comprising a binder, boron and a third phase comprising at least 40% by weight (wt.%) Of the carbide-forming element. The purpose is to provide a carbonized body.

本発明の他の目的は、炭化物相、結合相、及び硬さに
悪影響を及ぼさずにじん性を改善する第3相から成る焼
結炭化物体を提供することである。
It is another object of the present invention to provide a sintered carbonized body comprising a carbide phase, a binder phase, and a third phase that improves toughness without adversely affecting hardness.

これらの改善点の理解を容易にするために、以下に詳
細を説明する。
The details are described below in order to facilitate understanding of these improvements.

b.詳 論 本発明の焼結炭化物体は、過去の知見が教えるところ
の多画的な検討結果から得られるものである。一般に、
焼結炭化物体は次のような工程で製造される。たとえば
炭化タングステン(WC)のような炭化物材、及びたとえ
ばコバルト(Co)のような結合材が、十分管理された成
分と粒度(「グレード」と呼ばれる)が得られるように
粉砕され、続いてたとえば噴霧乾燥のような手段で乾燥
される。乾燥された炭化物/結合材(たとえばWC/Co)
粉体は、次いで潤滑剤の存在下で所定の形状に加圧成形
される。
b. Details The sintered carbonized object of the present invention is obtained from a multi-disciplinary study result taught by past knowledge. In general,
The sintered carbonized body is manufactured by the following steps. Carbide materials, such as tungsten carbide (WC), and binders, such as cobalt (Co), are ground to obtain well-controlled components and particle sizes (called "grades") followed by, for example, It is dried by such means as spray drying. Dried carbide / binder (eg WC / Co)
The powder is then pressed into a predetermined shape in the presence of a lubricant.

焼結が連続焚き(ストーキング)炉で行われる場合
は、成形体をAI2O粒などの焼結砂で満たしたグラファイ
トボートに入れる。成形体は上記砂で囲まれるように
し、通常ボート内に層状に入れられる。まずグラファイ
トボート内に砂の層を置き、次に成形体の層を、次に砂
を、次に別の成形体の層を置くというように、数層をグ
ラファイトボート内に積層する。砂は成形体相互の焼結
や欠損を防止するとともに、ボートが、成形体の液相焼
結のために炉内の異なる温度領域を通過させられるとき
に隔離材となる。本発明のある具体例では、成形体を砂
中に浸漬する前にボロン含有粉体が砂に混合される。
When sintering is performed in a continuous firing (stalking) furnace, the compact is placed in a graphite boat filled with sintered sand such as AI 2 O particles. The compact is surrounded by the sand and is usually placed in layers in a boat. Several layers are stacked in a graphite boat, such as placing a layer of sand in a graphite boat, then a layer of compact, then sand, and then another layer of compact. The sand prevents sintering and destruction of the compacts and also acts as a separator when the boat is passed through different temperature zones in the furnace for liquid phase sintering of the compacts. In one embodiment of the present invention, the boron-containing powder is mixed with the sand before the compact is immersed in the sand.

発明者は、ボロン含有粉体として窒化ボロン、ボロン
粉、炭化ボロン、及び酸化ボロンを用いたが、他のボロ
ン含有粉体でも効果があると信じている。焼結砂への添
加材として窒化ボロンを使用するに際し、発明者の好み
により、Standard Oil Engineered Materials会社の半
導体製品事業部(住所 2050 Corv Road,Special Fibers
Building,Sanborn,NY 14132 U.S.)からCOMBATの登録
商標で市販されている窒化ボロン粉 CAS No.10043−11
−5を使用してみて、それが満足なものであることを知
った。このBN粉は、粒度規格−325メッシュのものであ
る。以下で用いるBNの添加量は、この粒度の粉体に対す
るものである。基本的な化学的及び物理的原理によれ
ば、もし粒度の異なる粉体、すなわち表面積の異なる粉
体を用いるならば、同じ有効表面積を持ように添加量を
調整する必要がある。本発明で有効な他の含ボロン材
は:AlB2,AlB12,CrB,CrB2,Cr3B5,MoB,NbB6,NbB2,B3Si,B4
Si,B6Si,TaB,TaB2,TiB2,WB,W2B5,W2B,VB2,及びZrB2であ
る。ボロンの焼結炭化物への移行は気相による可能性が
高いので、次のような比較的低い気化温度を持つボロン
含有有機金属化合物も他のボロン源たりえる:B3N3H6,B
10H14,B2H7N,B10H10C2H2,B(OCH33,C6H5BCI2,C5H5NBH
3,B(C2H5など。なお、CoB,FeB,MnB,NiB及びボロン
のハロゲン化物のような他の無機化合物についても満足
な結果が約束されようが、今回は試験を行わなかった。
The inventor has used boron nitride, boron powder, boron carbide, and boron oxide as the boron-containing powder, but believes that other boron-containing powders are also effective. When using boron nitride as an additive to sintered sand, the semiconductor products division of the Standard Oil Engineered Materials company (address 2050 Corv Road, Special Fibers
Building, Sanborn, NY 14132 US), commercially available under the registered trademark of COMBAT, boron nitride powder CAS No. 10043-11.
I tried using -5 and found it to be satisfactory. This BN powder has a particle size of −325 mesh. The amount of BN used below is based on the powder of this particle size. According to basic chemical and physical principles, if powders with different particle sizes, that is, powders with different surface areas are used, it is necessary to adjust the addition amount so as to have the same effective surface area. In a valid other containing boron material present invention: AlB 2, AlB 12, CrB , CrB 2, Cr 3 B 5, MoB, NbB 6, NbB 2, B 3 Si, B 4
Si, B 6 Si, TaB, TaB 2 , TiB 2 , WB, W 2 B 5 , W 2 B, VB 2 , and ZrB 2 . Since the transfer of boron to cemented carbide is likely to be in the gas phase, other boron-containing organometallic compounds with relatively low vaporization temperatures can be other sources of boron: B 3 N 3 H 6 , B
10 H 14 , B 2 H 7 N, B 10 H 10 C 2 H 2 , B (OCH 3 ) 3 , C 6 H 5 BCI 2 , C 5 H 5 NBH
Such as 3, B (C 2 H 5 ) 3. Other inorganic compounds, such as CoB, FeB, MnB, NiB and boron halides, have promised satisfactory results, but were not tested this time.

ところで、砂と成形体を入れたグラファイトボートは
焼結炉に入り、潤滑材を除去するために加熱又は予備焼
結され、次いで焼結温度に加熱される。
By the way, the graphite boat containing the sand and the compact enters a sintering furnace, and is heated or pre-sintered to remove a lubricant, and then heated to a sintering temperature.

焼結が真空炉内で行われる場合は、成形体は受け皿に
入れられる。成形体が受け皿に付着するのを防ぐため、
またグラファイト浮け皿と成形体の間の炭素移行を防ぐ
ために、成形体を置く前に通常ある種の塗料又は皮膜を
この受け皿に施す。この皮膜は、好ましくは真空乾燥炉
で乾燥される。本発明においては、塗料又は皮膜にある
形態のボロンが添加される。窒化ボロン粉を水及び/又
はアルコールに混ぜて塗料の濃度にし、これを単に受け
皿に塗布しただけでもほどよいか又は完全に満足な試験
結果が得られた。この試験では、ボロンが成形体に浸入
しはしたが、砂を用いたときほど均一ではなかった。全
成形体に塗布すれば、より均一な分布が得られたものと
思われる。他の形のボロン含有粉体や他の溶媒又は基剤
も用いることができよう。さらに受け皿は炉に入れら
れ、潤滑剤除去のために予備焼結温度まで上げられ、次
いで焼結温度に上げられる。
If the sintering takes place in a vacuum furnace, the compact is placed in a saucer. To prevent the compact from sticking to the pan,
Also, in order to prevent carbon migration between the graphite float and the compact, some paint or coating is usually applied to the pan before placing the compact. The coating is preferably dried in a vacuum drying oven. In the present invention, some form of boron is added to the paint or film. Mixing the boron nitride powder with water and / or alcohol to a paint concentration and simply applying it to a saucer gave good or completely satisfactory test results. In this test, boron penetrated into the compact but was not as uniform as when sand was used. It seems that a more uniform distribution was obtained when the composition was applied to all the molded bodies. Other forms of boron-containing powders and other solvents or bases could be used. The pan is then placed in a furnace, raised to a pre-sintering temperature for lubricant removal, and then to a sintering temperature.

既焼結体の再焼結もボロン含有砂又は塗料の存在下で
行うことができるが、このときもボロンは成形体の深部
まで同様に分布するであろう。もちろん、この場合は除
去すべき潤滑剤は無いので、予備焼結は不要である。
The resintering of the green body can also be performed in the presence of boron-containing sand or paint, but again the boron will be distributed to the depth of the compact as well. Of course, in this case, since there is no lubricant to be removed, pre-sintering is unnecessary.

成形体がボロン添加砂又は塗料内で焼結されるとき、
ある形のボロンが成形体又は焼結体の内部へ拡散又は移
行し、焼結体のミクロ組織内へ少なくとも3.18mm(0.12
5インチ)の深さまでかなり均一に分散する。厚さ12.7m
m(0.5インチ)という厚い材料で予備試験を行った結
果、ボロンの濃度勾配が認められ、表面に向かっては高
く内部に向かっては低いものであった。周囲の含ボロン
材の量を制御し、焼結(又は再焼結)工程の時間と温度
を制御すれば、ボロンの比較的均一な分散あるいは希望
の濃度勾配を持つ焼結体を作ることが可能と考えられ
る。また、本発明に従って処理された焼結体を含ボロン
材を用いずに制御雰囲気中で再焼結することによって、
望まれる濃度勾配又は均一性を得ることも可能であろ
う。しかし、本発明によって形成されるものは表面層や
皮膜ではない。各種の既知法によって形成される表面層
は厚さ0.0254mm(0.001インチ)の桁であるから、本発
明における実質的に均一なボロン分布深さと皮膜の厚さ
との間には少なくとも2桁の差があることになる。
When the compact is sintered in boron-added sand or paint,
Some form of boron diffuses or migrates into the compact or sintered body and at least 3.18 mm (0.12 mm)
Disperse fairly even to a depth of 5 inches). 12.7m thickness
Preliminary testing with a material as thick as 0.5 inches (m) showed a boron concentration gradient that was higher toward the surface and lower toward the interior. By controlling the amount of surrounding boron-containing material and controlling the time and temperature of the sintering (or re-sintering) process, it is possible to produce a relatively uniform dispersion of boron or a sintered body having a desired concentration gradient. It is considered possible. Further, by re-sintering the sintered body treated according to the present invention in a controlled atmosphere without using a boron-containing material,
It would also be possible to obtain the desired concentration gradient or uniformity. However, what is formed by the present invention is not a surface layer or film. Since the surface layers formed by various known methods are on the order of 0.0254 mm (0.001 inch) thick, there is at least a two-digit difference between the substantially uniform boron distribution depth and the coating thickness in the present invention. There will be.

驚くべきことに、本発明によって得られた焼結体の各
種特性は、ボロンの存在なしで焼結した同じ焼結体と比
較して、ほとんど変わらないようである。硬さ、横割れ
強度、抗磁力などは実質的に同じである。破壊じん性
は、ボロンの無いこと以外は同一の焼結体より改善され
ている。耐食性も改善されているようである。そして、
後に試験結果で示すように、本発明によって作られた刃
先片を持つ鋸板はボロンの無い対象品よりも極めて良い
使用性能を示す。
Surprisingly, the various properties of the sintered bodies obtained according to the invention do not seem to change much compared to the same sintered bodies sintered without the presence of boron. Hardness, lateral cracking strength, coercive force, etc. are substantially the same. Fracture toughness is improved over the same sintered body except for the absence of boron. The corrosion resistance also appears to be improved. And
As will be shown later in the test results, saw blades with a cutting edge made according to the present invention show much better performance than the boron-free target.

本発明によって得られた炭化物体のミクロ組織を観察
すると、いくつかの興味ある事実が見られる: 第1に、ボロンが存在することで遊離炭素は除去され
ているようである。ボロン無しであらかじめ焼結したも
のを本発明によって再焼結すると、遊離炭素に原因する
気孔は大幅に減少するか皆無になる。
Observation of the microstructure of the carbonized bodies obtained according to the present invention reveals some interesting facts: First, it appears that the presence of boron removes free carbon. When presintered without boron is resintered according to the present invention, the porosity due to free carbon is greatly reduced or eliminated.

第2に、本発明による焼結体を村上氏試薬で腐食する
と、それら焼結体は急速腐食相を示すが、この相は「η
(イータ)相」として知られる欠陥と類似してはいるが
「η相」形状よりずっと細かく、焼結体全体にわたって
均一に通常渦状又は羽毛状に形成されるものである。ま
た「η相」を有する焼結体とは異なり、本発明の焼結体
とは、急速腐食相を有しない焼結体より脆性がますわけ
ではない。後に詳述するように、炭化物体の解析によっ
てボロンは羽毛状の構造で存在していることが示され
る。
Secondly, when the sintered bodies according to the present invention are corroded with Murakami's reagent, they show a rapid corrosion phase, which is called "η
Similar to the defect known as the (eta) phase, but much finer than the "eta phase" shape, it is usually formed in a spiral or feather uniform throughout the sintered body. Also, unlike a sintered body having an “η phase”, the sintered body of the present invention is less brittle than a sintered body having no rapid corrosion phase. As will be described in detail later, analysis of the carbonized body indicates that boron exists in a feather-like structure.

第3に、他の写真より高倍率で撮影した第10及び及び
11図によれば、渦状又は羽毛状のものは実は第3の相で
あり、その平均寸法は標準の結果材相の平均寸法よりも
大きい。そしてこの第3の相は炭化タングステン粒の間
隙を結合するように埋めている。第11図によれば、炭化
タングステン粒は直線辺を有しており、立方形、箱形、
又は角ばった形をしている。しかし、第3相の領域で
は、炭化タングステン粒はより丸くなっており、あるも
のは収縮して丸くなっている。これらの炭化タングステ
ン粒は何らかの反応を起こし、粒子成分の一部が失われ
て第3相の一部となっているように思われる。事実これ
ら試料を分析すると、第3相には相当量のタングステン
の存在していることがわかる。更に、この相にはボロン
が存在し、炭素及びコバルトも認められる。
Thirdly, the tenth and higher magnifications taken from other photographs and
According to FIG. 11, the swirl or feather is actually the third phase, the average size of which is larger than the average size of the standard resultant material phase. The third phase fills the gaps between the tungsten carbide grains so as to connect the gaps. According to FIG. 11, the tungsten carbide grains have straight sides, cubic, box-shaped,
Or have a square shape. However, in the third phase region, the tungsten carbide grains are more rounded, and some are shrunk and rounded. It appears that these tungsten carbide grains have undergone some reaction and some of the particle components have been lost and become part of the third phase. In fact, analysis of these samples shows that a significant amount of tungsten is present in the third phase. In addition, boron is present in this phase, and carbon and cobalt are also found.

第4に、後に記す場合には、腐食後のミクロ組織には
白点が認められるが、その量は不明である。
Fourth, when described later, white spots are observed in the microstructure after corrosion, but the amount is unknown.

本発明に関して、数種の異なる炭化物体に対し各種の
条件下で試験を行った。第1〜5及び10〜11図に試験の
結果得られた上記物体のミクロ組織を示す。
For the present invention, several different carbonized bodies were tested under various conditions. 1 to 5 and 10 to 11 show the microstructures of the above-mentioned objects obtained as a result of the test.

第1〜5図のミクロ組織観察用の試料は標準的方法で
調製される。試料作成の代表的手順は次の通りである。
試料を熱硬化性エポキシ樹脂に埋め込む。焼結した試料
は、220メッシュのダイアモンド砥石で水冷しながら粗
グラインダ研磨し、次いで45μのダイアモンド砥石で同
じく水冷して細グラインダ研磨する。引続きナイロン又
は絹のような硬質平面布回転台上で、次いで紙回転台上
で粗バフ研磨を行う。この際、15又は30μのダイアモン
ドペーストを用いてもよい。研磨中は、ダイヤモンド保
持剤の溶解性に応じて油又は水を潤滑剤として用いても
よく、用いなくともよい。その後試料を石鹸液中で超音
波洗浄する。次に、上記と同様に布又は紙回転台による
中間バフ研磨を行うが、ここでは6又は9μのダイアモ
ンドペーストを用い、再び石鹸液中で超音波洗浄する。
仕上げバフ研磨は短繊維布(たとえばレーヨン)を用い
た布回転台、又は紙回転台で行う。研磨中1又は3μの
ダイアモンドペーストを用いてもよく、上と同様に潤滑
剤を用い、石鹸液中で超音波洗浄する。0.25〜1μのダ
イアモンドを用いて短繊維布による追加研磨を行っても
よい。研磨は、研磨傷の無い鏡面が得られるまで行う。
研磨を終わった試料は、石鹸中で超音波洗浄し、水洗
し、アルコール洗浄の後乾燥する。
The samples for microstructure observation in FIGS. 1 to 5 are prepared by a standard method. A typical procedure for preparing a sample is as follows.
The sample is embedded in a thermosetting epoxy resin. The sintered sample is coarsely polished with a 220-mesh diamond grindstone while cooling with water, and then finely polished with a 45μ diamond grindstone while also cooling with water. Subsequently, a rough buffing is performed on a rigid flat cloth turntable such as nylon or silk, and then on a paper turntable. At this time, a 15 or 30 μm diamond paste may be used. During polishing, oil or water may or may not be used as a lubricant depending on the solubility of the diamond retaining agent. Thereafter, the sample is ultrasonically cleaned in a soap solution. Next, the intermediate buffing is performed by using a cloth or a paper rotating table in the same manner as described above. Here, a 6 or 9 μm diamond paste is used, and ultrasonic cleaning is performed again in a soap solution.
Finish buffing is performed on a cloth turntable using a short fiber cloth (for example, rayon) or a paper turntable. During polishing, a 1 or 3μ diamond paste may be used, and ultrasonic cleaning is performed in a soap solution using a lubricant in the same manner as above. Additional polishing with a short fiber cloth may be performed using diamond of 0.25 to 1 μm. Polishing is performed until a mirror surface free of polishing scratches is obtained.
The polished sample is ultrasonically washed in soap, washed with water, washed with alcohol, and dried.

次に、羽毛状組織観察のために腐食を行う。この組織
を現すためのものとして、2種類の化学腐食剤が見いだ
された。村上氏試薬(10%KOH,10%K3Fe(CN)、及び
80%H2O)により2分間の腐食を行い、水洗及びアルコ
ール洗浄の後乾燥する。村上氏試薬は本発明によって処
理された炭化物の成分を迅速におかす(通常2〜4秒で
ある)。別の方法では、30ml H2O+10ml HCI+10ml HNO
3の混合液たる酸腐食剤で表面を腐食し、遅発発泡反応
が終わるまで続ける。試料は先ず水洗し、次いでアルコ
ール洗浄して乾燥する。酸腐食剤は村上氏試薬より活性
が低いが、詳細のミクロ組織観察に適している。
Next, corrosion is performed for feather-like structure observation. Two chemical corrosives have been found to manifest this texture. Murakami's reagent (10% KOH, 10% K 3 Fe (CN) 6 , and
80% H 2 O) for 2 minutes, dry with water and alcohol. Murakami's reagent rapidly dissolves the components of the carbides treated according to the invention (typically 2-4 seconds). Alternatively, 30 ml H 2 O + 10 ml HCI + 10 ml HNO
The surface is eroded with an acid corrosive, which is a mixture of step 3 , until the delayed foaming reaction is completed. The sample is first washed with water, then with alcohol and dried. The acid corrosive is less active than Murakami's reagent, but is suitable for detailed microstructure observation.

本発明ではもう一つの形の試料を次のようにして調製
した。つまり試料を樹脂に埋め込み、硬い成分が軟らか
い成分よりわずか突出した状態になるまでやや過度に研
磨し、樹脂中に電導性物質を置くようにした。この形の
試料は、電子線を用いた分析に適用される。このように
して作製した試料を約2.000倍で観察した写真を第11図
に示す。第11及び12図のように、研磨後腐食を行った試
料と行わなかった試料の走査電子顕微鏡による2.000倍
の観察結果から、羽毛状組織は確かに別の結合相として
機能する第3の相であることが分かる。この第3相の分
析については後に記す。
In the present invention, another type of sample was prepared as follows. That is, the sample was embedded in the resin, and the hard component was slightly polished until it slightly protruded from the soft component, so that the conductive material was placed in the resin. This type of sample is applied to analysis using an electron beam. FIG. 11 shows a photograph obtained by observing the sample thus manufactured at a magnification of about 2.000. As shown in FIGS. 11 and 12, from the observation result of the sample subjected to the post-polishing corrosion and the sample not subjected to the polishing at a magnification of 2.000 times by the scanning electron microscope, the feather-like structure certainly has the third phase functioning as another bonding phase. It turns out that it is. The analysis of the third phase will be described later.

一般的に言えば、炭化物粒子の量に対して結合相の量
が多くなるほど、その材料は軟らかくかつじん性を持つ
ようになる。しかし、この場合の特異現象は、第3相が
硬さに悪影響を及ぼさずにじん性を向上する役を果たし
ていることである。
Generally speaking, the higher the amount of binder phase relative to the amount of carbide particles, the softer and tougher the material. However, a peculiar phenomenon in this case is that the third phase plays a role in improving the toughness without adversely affecting the hardness.

以下の例は、行った試験の詳細を示すものである。 The following example shows details of the tests performed.

例 1: 連続ストーキング炉内で91%WC及び9%Coの中間粒の
1試料を分解アンモニア雰囲気中にて1450℃×1時間、
過飽和の炭素及び1%の窒化ボロンを含むアルミナ砂中
で焼結した。高倍率(5.200倍)にて新規の第3相が発
見され、試料の分析が行われた。
Example 1: One sample of intermediate grains of 91% WC and 9% Co in a continuous stalking furnace at 1450 ° C for 1 hour in a decomposed ammonia atmosphere.
Sintered in alumina sand containing supersaturated carbon and 1% boron nitride. A new phase 3 was discovered at high magnification (5.200x) and the sample was analyzed.

分析結果は次の通りである。 The analysis results are as follows.

(1)過小値 (2)多分過大値 この新規の第3相は、炭素とボロンが第3相形成に適
した十分な比率で存在する限りにおいて、広い組成範囲
で反応するタングステンとコバルトとともに現れるはず
である。第3相は次の組成範囲で形成可能と見られる。
タングステン60〜95wt.%の範囲(おそらく50〜95wt.
%)、コバルト13〜35wt.%(おそらく5〜50wt.%)、
炭素0.5〜2.0wt.%(おそらく0.1〜6.5wt.%)、及びボ
ロン2.0〜6.0wt.%(おそらく0.5〜10.0wt.%)。第3
相内で、タングステンとコバルトの重量比は常に1.0を
越えるはずである。また、第3相内のボロンとカーボン
の重量比は常に1.0を越えるはずである。
(1) Undervalues (2) Probably overvalues This novel third phase appears with tungsten and cobalt reacting in a wide composition range, as long as carbon and boron are present in a sufficient ratio suitable for the formation of the third phase. Should be. It is considered that the third phase can be formed in the following composition range.
Tungsten in the range of 60-95 wt.% (Probably 50-95 wt.
%), 13-35 wt.% Cobalt (probably 5-50 wt.%),
0.5-2.0 wt.% Carbon (probably 0.1-6.5 wt.%) And 2.0-6.0 wt.% Boron (probably 0.5-10.0 wt.%). Third
Within the phase, the weight ratio of tungsten to cobalt should always exceed 1.0. Also, the weight ratio of boron to carbon in the third phase should always exceed 1.0.

例 2: 超微粒の炭化タングステン(wc)粉を94.5%WC/5.5%
Coの比率で混合し、潤滑剤を混合後加圧成形した。成形
体は2.5wt.%BN粉を混合したAl2O3粒で囲み、グラファ
イトボートに入れ、連続ストーキング炉で予備焼結及び
本焼結した。焼結温度1410℃にて約70分間保持した。焼
結中、分解アンモニアを炉内に流した。
Example 2: Ultra fine tungsten carbide (wc) powder 94.5% WC / 5.5%
After mixing at a Co ratio, the lubricant was mixed, followed by pressure molding. The compact was surrounded by Al 2 O 3 particles mixed with 2.5 wt.% BN powder, placed in a graphite boat, and pre-sintered and fully sintered in a continuous stalking furnace. The sintering temperature was kept at 1410 ° C. for about 70 minutes. During sintering, decomposed ammonia was flowed into the furnace.

出来上った試料のミクロ組成(前述のように調製、腐
食したもの)を第2図に示す。第2図に示された処理後
のミクロ組成を、第1図(焼結砂中に窒化ボロンを含ま
ないこと以外は同様に調製した試料のミクロ組成)と比
較すると、ボメンの存在下で処理した試料に異常な羽毛
状又はレース状の腐食相の存在が認められる。この腐食
相は試料全体にわたってかなり均一に分布している。羽
毛又は枝毛の先は残りの部分よりも暗く、厚く見える。
後に記す分析によれば、この羽毛状組織中にはある形の
ボロンが存在している。
FIG. 2 shows the micro composition (prepared and corroded as described above) of the completed sample. Comparison of the micro-composition after treatment shown in FIG. 2 with that of FIG. 1 (micro-composition of a sample prepared in the same manner except that boron nitride was not contained in the sintered sand) shows that the treatment in the presence of bomen The presence of an unusual feather-like or lace-like corrosive phase is observed in the sample obtained. This corrosive phase is fairly evenly distributed throughout the sample. Feathers or split ends look darker and thicker than the rest.
According to the analysis described below, some form of boron is present in this feathered tissue.

例 3: 中間粒のWC粉試料を87%WC/13%Coの比率で混合し、
潤滑剤を混合後加圧成形し、例2と同様にして2.5wt.%
BNを含む砂中で焼結した。
Example 3: A medium WC powder sample is mixed at a ratio of 87% WC / 13% Co,
After mixing the lubricant, press molding was performed.
Sintered in sand containing BN.

腐食試料は研磨後前述した酸腐食剤で腐食した。腐食
後のミクロ組織を第4図に示す。再び、第4図のミクロ
組成を、BNなしで焼結した同じ材料のミクロ組織である
第3図と比較すると、第4図のミクロ組織には枝別れし
た腐食組織が観察される。ここでも、枝の先端は他の部
分よりも厚く、暗い。
The corroded sample was corroded by the above-mentioned acid corrosive agent after polishing. The microstructure after corrosion is shown in FIG. Again, comparing the microcomposition of FIG. 4 with FIG. 3, which is the microstructure of the same material sintered without BN, a branched microstructure is observed in the microstructure of FIG. Again, the tips of the branches are thicker and darker than the rest.

例 4: 中間粒の87%WC/13%Co組成の試料を例1と同様に調
製したが、砂には0.5%BNを添加した。この場合も枝別
れ現象が見られ、高倍率では矢印で示したように白点の
現れているのが分る。
Example 4: An intermediate sample of 87% WC / 13% Co composition was prepared as in Example 1, except that 0.5% BN was added to the sand. In this case as well, a branching phenomenon is observed, and at high magnification, white spots appear as indicated by arrows.

この異常組織について強調する理由は、この組織を見
たことが本発明の発端であり、また、ボロンが実際に焼
結体中に移行していることを示すには最も容易だからで
ある。
The reason for emphasizing this abnormal structure is that seeing this structure is the starting point of the present invention, and is the easiest to show that boron has actually migrated into the sintered body.

例 5: Vermont AmericanのOM1グレード、すなわち中間粒のW
C粉とCo結合剤とを91%WC/9%Coの比率で混合したもの
を用意し、潤滑剤と共にVermont AmericanのC−3110−
1型刃先片状に設計された鋸用刃先片に加圧成形した。
この刃先片に窒化ボロン(BN)と水による塗料を塗布
し、この刃先片上にBNのみが残るように真空乾燥し、真
空焼結用の標準グラファイト受け皿に入れ、真空中で予
備焼結及び本焼結を行った。真空炉は焼結前に不活性ガ
スで掃気(パージ)し、予備焼結及び本焼結中は真空に
保った。試料は焼結温度1410℃で60分間保持した後冷却
した。試料のロックウエル硬さ(Aスケール)は90.7、
抗磁力Hcは80であった。この鋸の刃先片も、腐食後に前
述のような扇形又は羽毛状のパターンを組織全体にわた
って示した。
Example 5: Vermont American OM1 grade, i.e. medium grain W
Prepare a mixture of C powder and Co binder at a ratio of 91% WC / 9% Co, and use Vermont American C-3110-
It was press-formed into a saw blade designed in the shape of a 1-type blade.
A coating of boron nitride (BN) and water is applied to the cutting edge, vacuum-dried so that only BN remains on the cutting edge, placed in a standard graphite pan for vacuum sintering, pre-sintered in vacuum and Sintering was performed. The vacuum furnace was purged with an inert gas before sintering, and kept in vacuum during pre-sintering and main sintering. The sample was kept at a sintering temperature of 1410 ° C. for 60 minutes and then cooled. Rockwell hardness (A scale) of the sample is 90.7,
The coercive force Hc was 80. The cutting edge of this saw also showed a fan-like or feather-like pattern throughout the tissue after corrosion, as described above.

例 6: 鋸用刃先片を例5(91%wc/9%Co中間粒)と同様に調
整したが、塗料を塗布した成形体を予備焼結後連続スト
ーキング炉で焼結した。被覆試料は新空中で乾燥し、ボ
ロンなしのアルミナ(Al2O3)砂で囲み、グラファイト
ボートに入れた。炉内に分解アンモニアを流しつつ焼結
温度1410℃で約70分間保持した。
Example 6: The saw blade was adjusted in the same manner as in Example 5 (91% wc / 9% Co intermediate particles), but the molded body coated with the paint was pre-sintered and then sintered in a continuous stalking furnace. The coated samples were dried in fresh air, surrounded with boron-free alumina (Al 2 O 3 ) sand, and placed in graphite boats. The furnace was maintained at a sintering temperature of 1410 ° C. for about 70 minutes while flowing decomposed ammonia into the furnace.

被覆試料と被覆のない試料とを同時に焼結し、次の試
験結果を得た。
Coated and uncoated samples were sintered simultaneously and the following test results were obtained.

この例においても、被覆試料ではボロンが試料全体に
わたって移行しており、最終試料では前述のような羽毛
状の早い腐食相が組織全般に見られ、皮膜の無い試料で
はそれが見られなかった。この最終試料は均一な焼結体
であり、表面に皮膜又は層は認められないものである。
比重、硬さ、及び抗磁力における実質的な変化は認めら
れない。
Also in this example, in the coated sample, boron migrated throughout the sample, and in the final sample, the above-mentioned feather-like fast corrosive phase was observed in the whole structure, but was not observed in the sample without the film. This final sample is a uniform sintered body and has no film or layer on the surface.
No substantial change in specific gravity, hardness, and coercivity is observed.

例 7: 91%WC中間粒粉を9%Co粉と混合してVermont Americ
anのC−31701−1型鋸用刃先片に成形したものを、ボ
ロン無しあらかじめ焼結し、その後に0.5wt.%BNを混合
したアルミナ砂と共にグラファイトボート内に入れて連
続ストーキング炉で再焼結した。焼結時間、焼結温度及
びガス流は例2と同じである。再び、特色ある羽毛状組
織が現れた。
Example 7: Vermont Americ mixing 91% WC intermediate flour with 9% Co powder
An an-shaped C-31701-1 saw blade was pre-sintered without boron, and then placed in a graphite boat with alumina sand mixed with 0.5 wt.% BN and re-fired in a continuous stalking furnace. Tied. The sintering time, sintering temperature and gas flow are the same as in Example 2. Again, a characteristic feathery tissue appeared.

この鋸用刃先片を254mm(10インチ)、40歯の鋸板に
ろう接した。ろう接継手強度は落重衝撃試験によって、
標準のWC刃と比較して試験した。落重試験結果は、ボロ
ン処理刃先片に対しては166インチ−オンス、通常のWC
刃先片に対しては136インチ−オンスというもので、22
%改善されている。
This saw blade was brazed to a 254 mm (10 inch), 40 tooth saw plate. The brazing joint strength is determined by the drop impact test.
Tested compared to a standard WC blade. The drop weight test results are 166 inches-ounce for boron-treated cutting tips, normal WC
136 inches-ounce for the tip piece, 22
% Has been improved.

これらの鋸板を用いて19.1mm(3/4インチ)の中間密
度削片板(パーティクルボード)の切断を行い、15.3mm
(50フィート)切断長ごとに電力消費量を記録した。こ
の試験では比較対象として、刃先片以外は同一の(1)
処理していないもの、及び(2)「ボロヒューズ(Boro
fuse)」法(この方法では表面にボロン化物の層を作る
と考えられる)で処理したものを用いた。試験結果は第
6図のグラフに示したとおりであるが、本発明による刃
先片を持つ鋸板は他の二つよりも明らかに改善されてい
る。本発明による鋸板は試験の全段階において他のもの
よりかなり少ない電力消費量を示す。電力消費量は刃先
の鋭利度と直接の関係があるので、この試験結果は、本
発明による鋸板は初期の鋭利度も、鋭利度の維持性も他
のものより優れていることを示すものである。
Using these saw plates, cut a 19.1 mm (3/4 inch) medium density particle board (particle board) to 15.3 mm
(50 feet) The power consumption was recorded for each cutting length. In this test, the comparison was the same except for the cutting edge (1).
Untreated and (2) "Boro fuse (Boro
fuse) ”method (this method is considered to form a boronide layer on the surface). The test results are shown in the graph of FIG. 6, where the saw blade with the cutting edge according to the invention is clearly improved over the other two. The saw blade according to the invention shows significantly less power consumption than the others at all stages of the test. Since the power consumption is directly related to the sharpness of the cutting edge, this test result shows that the saw blade according to the present invention is superior in both initial sharpness and maintaining sharpness to others. It is.

例 8: WC/Co成形体を、アルミナ砂中で連続ストーキング炉
により、焼結温度1410℃で約70分間保持して焼結した。
今回の試料は各種のWC/Co,すなわち6%Coの細粒から、
13%Coの中間粒、6.5%COの極粗粒までのものを用い
た。アルミナ砂中のBN量は0%〜2.5%の範囲で0.5%ず
つ増加させた。比重、ロックウエル硬さ、横割れ強度、
抗磁力、収縮率及び重量減少率を各試料について測定し
た結果、砂中の窒化ボロン含有量はこれらの特性値に正
常の製造時の変動以上の変化を与えないことが示され
た。砂中にBNが存在した試料では、ミクロ組織中に特徴
的な羽毛状組織が現われた。
Example 8: A WC / Co compact was sintered in alumina sand in a continuous stalking furnace at a sintering temperature of 1410 ° C. for about 70 minutes.
This sample is made of various WC / Co, that is, 6% Co fine granules,
13% Co intermediate grains and 6.5% CO extremely coarse grains were used. The amount of BN in the alumina sand was increased by 0.5% in the range of 0% to 2.5%. Specific gravity, Rockwell hardness, lateral cracking strength,
The coercive force, shrinkage, and weight loss were measured for each sample and the results showed that the boron nitride content in the sand did not change these characteristic values beyond normal manufacturing variations. In the sample in which BN was present in the sand, a characteristic feather-like structure appeared in the microstructure.

例 9: 91%WC/9%Coの中間粒から寸法5.08mm×6.35mm×19.0
5mm(0.2インチ×0.25インチ×0.75インチ)の炭化物試
験棒をボロンを、含まないアルミナ砂中で焼結した。さ
らにこの試験棒を各種含ボロン粉と混合したアルミナに
入れ、連続ストーキング炉内で1410℃×約70分間、分解
アンモニア雰囲気中で再焼結した。各試料とも、腐食に
よりボロンが炭化物体内へ拡散したことを示す明確なミ
クロ組織が得られた。ボロン源、硬さ(ロックウエル
A)、及び抗磁力(HC)は下記の通りである。
Example 9: 91% WC / 9% Co intermediate grain 5.08mm × 6.35mm × 19.0
A 5 mm (0.2 inch × 0.25 inch × 0.75 inch) carbide test rod was sintered in boron-free alumina sand. Further, the test rod was placed in alumina mixed with various boron-containing powders, and resintered in a continuous stalking furnace at 1410 ° C. for about 70 minutes in a decomposed ammonia atmosphere. In each sample, a clear microstructure was obtained indicating that boron diffused into the carbonized body due to corrosion. The boron source, hardness (Rockwell A), and coercive force (HC) are as follows.

例 10: A. 多くのグレードの複合炭化物についても試験を行っ
た。Vermont Americanの170H280形金属切断用鋸用刃先
片で77.1%wc,11.4%Co,4%Tic,5.25%TaC,2.25%NbCの
組成を持つMC115グレードを1.0%BNのアルミナ砂中で再
焼結した。特徴あるミクロ組織がやはり現れ、ボロンが
組織全体に拡散したことがわかった。
Example 10: A. Many grades of composite carbides were also tested. Vermont American 170H280 type metal cutting saw blade with 77.1% wc, 11.4% Co, 4% Tic, 5.25% TaC, 2.25% NbC composition re-sintered in 1.0% BN alumina sand with MC115 grade did. A characteristic microstructure also appeared, indicating that boron had diffused throughout the structure.

B. 72.0%WC,8.5%Co,8%TiC,11.5%TaCの組成を有す
るMC85グレードの同一形態の片先刃を1.0%BNを含む砂
中で再焼結したが、この場合も特徴的な羽毛状ミクロ組
織が現れた。
B. MC85 grade single-edged blade with the composition of 72.0% WC, 8.5% Co, 8% TiC, 11.5% TaC was re-sintered in sand containing 1.0% BN. A fine feathered microstructure appeared.

IVB.VB.及びVIB属の元素のような他の炭化物形成元素
の使用も可能であろう。たとえば:チタン、ジルコニウ
ム、ハフニウム、バナジン、ニオブ、タンタル、クロ
ム、モリブデン、及びタングステン、並びにこれらの組
合せである。結合材金属としては、マンガン、鉄、コバ
ルト、ニッケル、銅、アルミニウム、けい素、ルテニウ
ム、オスミウムをそれぞれ単独でまたは相互に組み合わ
せて使用してもよく、また上記IVB,VB及びVIB属炭化物
形成元素のいずれかと組み合わせて使用してもよいであ
ろう。
The use of other carbide forming elements such as elements of the IVB.VB. and VIB groups would also be possible. For example: titanium, zirconium, hafnium, vanadin, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, and tungsten, and combinations thereof. As the binder metal, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, aluminum, silicon, ruthenium, osmium may be used alone or in combination with each other, and the above-mentioned IVB, VB and VIB group carbide forming elements Could be used in combination with any of the above.

例 11: 下の表は、アルミナ砂に添加した窒化ボロンの量が焼
結体の耐食特に及ぼす影響を示すものである。この表に
した試料は、すべて91%WC/9%Coの中間粒粉から調製さ
れ、すべてグラファイトボート内で各種の量の含ボロン
材(BN)を加えたAI2O3焼結砂と共に同一条件(分解ア
ンモニア雰囲気中、焼結温度1410℃、約1時間)で焼結
したものである。処理における試料間の唯一の差は、AI
2o3砂に加えた含ボロン材の重量%である。
Example 11: The table below shows the effect of the amount of boron nitride added to the alumina sand on the corrosion resistance of the sintered body, in particular. Samples in this table, all prepared from the intermediate grain powder 91% WC / 9% Co, all identical with AI 2 O 3 sintered sand varying amounts of free boron material of (BN) was added in a graphite boat It was sintered under the conditions (decomposed ammonia atmosphere, sintering temperature 1410 ° C, about 1 hour). The only difference between the samples in processing is the AI
The weight percent of free boron material was added to 2 o 3 sand.

耐食性の試験としては、各試料を秤量し、HCI中に室
温で24時間放置し、再び秤量して腐食による重量減を測
定した。BN添加0.9%で腐食量は最小になった。
As a test for corrosion resistance, each sample was weighed, left in HCI at room temperature for 24 hours, weighed again, and the weight loss due to corrosion was measured. The corrosion amount was minimized at 0.9% BN addition.

“BN/焼結剤”比(%) 重量減(%) 0 0.057 0.1 0.113 0.5 0.056 0.9 0.012 2.0 0.0215 25.0 0.0357 50.0 0.0494 75.0 0.0580 100.0 0.0781 羽毛状のミクロ組織を得るには砂中にどのぐらい多量
の又は少量のBNが必要か調べるために追加試験を行っ
た。その結果、本発明では焼結砂中にBNが0.006%と小
量でも、また焼結砂全量をBNに置き換えても、WC/Co炭
化物体の化学組成中にボロンを導入することができるの
がわかった。本発明のWC/Co炭化物体に対する実用的な
適用範囲は、焼結砂中の窒化ボロン材0.1〜5.5%の範囲
と考えられる。最適の耐食性が、アルミナ砂中0.9%BN
の添加で得られた。以下に示す他の試験結果から、他の
最適特性もほぼ同じBN添加量で現れるようである。
“BN / sintering agent” ratio (%) Weight loss (%) 0 0.057 0.1 0.113 0.5 0.056 0.9 0.012 2.0 0.0215 25.0 0.0357 50.0 0.0494 75.0 0.0580 100.0 0.0781 To obtain feathered microstructure, how much Or additional tests were performed to determine if a small amount of BN was needed. As a result, in the present invention, boron can be introduced into the chemical composition of the WC / Co carbonized body even when the BN content is as small as 0.006% in the sintered sand, and even when the entire amount of the sintered sand is replaced with BN. I understood. The practical application range for the WC / Co carbonized body of the present invention is considered to be in the range of 0.1 to 5.5% of boron nitride material in sintered sand. Optimum corrosion resistance is 0.9% BN in alumina sand
Was obtained by the addition of From the other test results shown below, it appears that other optimal properties also appear at about the same BN loading.

例 12: 本発明によって製作された各種の試料について、破壊
じん性試験及び渦電流(Eddy Current)試験を行った。
試料の第1群は、粗粒の89.5%WC/10.5%Coの組成を持
つVermont Americanの2M12グレードで作られたものであ
り、様々の量の窒化ボロンがアルミナに混ぜられた。試
料の第2群は、細粒の94%WC/6%Coの組成を持つVermon
t AmericanのOM2グレードで作られたものであり、様々
の量の窒化ボロンがアルミナ砂に混ぜられた。焼結は、
分解アンモニア雰囲気の連続ストーキング炉を作用し、
焼結温度1410℃で約70分間保持して行った。
Example 12: Various samples made according to the present invention were subjected to a fracture toughness test and an Eddy Current test.
The first group of samples were made of Vermont American 2M12 grade with a coarse 89.5% WC / 10.5% Co composition, with varying amounts of boron nitride mixed into the alumina. The second group of samples consisted of Vermon with a fine-grained composition of 94% WC / 6% Co
Made from American OM2 grade, various amounts of boron nitride were mixed with alumina sand. Sintering is
Operate a continuous stalking furnace in a decomposed ammonia atmosphere,
The sintering was performed at a sintering temperature of 1410 ° C. for about 70 minutes.

分析結果を下の表に示す。 The analysis results are shown in the table below.

破壊じん性を測定するために、試料を径0.5インチ、
高さ0.750インチの短円柱形に成形し、次の文献に示さ
れた方法に従ってこの円柱に切欠きを入れた:Internati
onal Journal of Fracture,Vol.15,No.6,1979年12月、5
15−536頁。本文献を参照資料として挙げる。
In order to measure fracture toughness, the sample was 0.5 inch in diameter,
Formed into a short cylinder with a height of 0.750 inches, this cylinder was cut out according to the method described in the following document: Internati
onal Journal of Fracture, Vol.15, No.6, December 1979, 5
15-536. This document is included as a reference.

第6図は、見かけの破壊じん性(Ka)とアルミナ砂中
の窒化ボロン重量%との関係をプロットしたものであ
る。見かけの破壊じん性は、砂中にBNを添加するにした
がって著しく改善されているのが見られる。砂中0.5〜2
wt.%のBNが最適の破壊じん性を与えるようである。こ
の量は砂中のボロン量に換算すると0.2〜0.9wt.%とな
る。
FIG. 6 is a plot of the relationship between apparent fracture toughness (Ka) and the weight percent of boron nitride in alumina sand. The apparent fracture toughness is seen to be significantly improved with the addition of BN in the sand. 0.5-2 in sand
It seems that wt.% BN gives optimal fracture toughness. This amount is 0.2 to 0.9 wt.% In terms of the amount of boron in sand.

第7及び第8図は、同じ試料に対する渦電流の測定結
果である。OM2グレードに対しては、破壊じん性、渦電
流共に砂中1.5%BNにピークがあり、2M12グレードに対
しては両試験とも1.0%BNにピークがある。これらの値
が最適のBN添加量と言えるようである。
7 and 8 show eddy current measurement results for the same sample. For OM2 grade, both fracture toughness and eddy current peak at 1.5% BN in sand, and for 2M12 grade both peaks at 1.0% BN. These values seem to be the optimal BN additions.

これら試料の分析を行ったところ、ボロンの濃度は外
面に向かっては高く、中央へ向かうに従って次第に低く
なることが分かった。後処理を1410℃のような高温で約
70分間行うと、表面から中心部へ向かってボロン濃度の
変化があるような大形試料でも、腐食模様のより均一な
分布が得られることが明らかになっている。このような
処理が行われたとき、第3相の形態は羽毛状から丸い集
合体になったので、ボロンが焼結体全体に分布して羽毛
状の腐食相を現さなくなることは可能である。
Analysis of these samples showed that the boron concentration was higher toward the outer surface and gradually decreased toward the center. Post treatment at high temperature such as 1410 ° C
It has been shown that a more uniform distribution of the corrosion pattern can be obtained in a large sample having a change in boron concentration from the surface toward the center after 70 minutes. When such treatment is performed, the form of the third phase is changed from feathers to a round aggregate, so that it is possible that boron is distributed throughout the sintered body and no feather-like corrosive phase appears. .

これら試料内のボロン分布について更に分析を行った
結果、ボロンはシダの葉状に分布していることが確かめ
られ、その形状は処理された金属を酸又は村上氏試薬で
腐食したときに現われたものと実質的に同じである。ボ
ロンの分布が前述の処理金属を酸腐食したとき見られた
ものと同じ様子を呈しているので、ボロンはシダの葉状
に存在していて、その形状が腐食によって現れるものと
結論される。
Further analysis of the boron distribution in these samples confirmed that boron was distributed in the form of leaves of ferns, the shape of which appeared when the treated metal was corroded with acid or Murakami's reagent. Is substantially the same as Since the distribution of boron exhibits the same appearance as that observed when the above-mentioned treated metal was acid-corroded, it is concluded that boron is present in the shape of a fern leaf and its shape appears due to corrosion.

例 13: 市販の製材用の鋸板について試験を行い、標準のWC/C
oでできた刃先片を付した鋸板と同形の、細粒の94%WC/
6%Coでできた刃先片を付したものとを比較した。ここ
に後者の刃先片はすでに標準工程で焼結ずみのものを、
1wt.%BNを1wt.%混ぜたアルミナ砂に入れ連続ストーキ
ング炉内で再焼結したものである。標準の鋸板は40時間
使用できた。一方本発明によって再焼結した刃をもつ鋸
板は462時間の使用に耐え、評価のために取り外した時
点でもまだ切断状態は良好であった。
Example 13: Test on a commercial sawing saw blade, using standard WC / C
Fine-grained 94% WC / has the same shape as a saw plate with a blade made of o
It was compared with the one with a cutting edge made of 6% Co. Here, the latter blade is already sintered in the standard process,
It is made by putting 1 wt.% BN into alumina sand mixed with 1 wt.% And resintering in a continuous stalking furnace. The standard saw board could be used for 40 hours. On the other hand, the saw blade having the blade re-sintered according to the present invention endured 462 hours of use, and the cutting state was still good even when removed for evaluation.

例 14: 炭化物刃先片を持つ輪状鋸板について試験を行い、標
準の94%WC/6%Co細粒刃先片と、1%BNを混ぜたアルミ
ナ砂中で再焼結した同様の刃先片とを比較した。両者と
も銅管の切断に供されたが、標準の鋸刃は5.408本、処
理された鋸刃は22.743本切断できた。処理された鋸刃は
再研磨により、更に16.000本の切断することができた。
Example 14: A circular saw blade with carbide cutting edges was tested, with a standard 94% WC / 6% Co fine grain cutting edge and a similar cutting edge resintered in alumina sand mixed with 1% BN. Were compared. Both were used to cut copper tubing, with 5.408 standard saw blades and 22.743 treated saw blades. The treated saw blade was able to cut another 16.000 pieces by repolishing.

例 15: この試験は、処理ずみの及び未処理の炭化物刃先片を
ガラス繊維の切断において比較するために行った。供試
刃先片は細粒の95.5%WC/4.5%Coであり、1%BN添加の
アルミナ砂中で再焼結したものと比較した。刃は穴鋸
(hole saw)に取り付けた。標準の未処理刃の穴鋸は16
〜18枚のガラス繊維パネルを切断し、処理された刃のも
のは24枚を切断した。
Example 15: This test was performed to compare treated and untreated carbide cutting edges in glass fiber cutting. The test piece was 95.5% WC / 4.5% Co fine grain and compared with that re-sintered in alumina sand with 1% BN. The blade was attached to a hole saw. 16 standard raw blade hole saws
1818 glass fiber panels were cut, and 24 of the treated blades were cut.

例 16: 未焼結の炭化物体を純ボロン粉中で焼結するとどのよ
うになるかを見るために試験を行った。鋸刃々先片を受
け皿に入れて真空炉に入れた。全焼結温度にわたってア
ルゴンを存在させ、中間温度では分解アンモニアを存在
させた。未焼結体はボロン粉で囲み、焼結させた。その
結果、表面層を持つ変形した試料が得られた。したがっ
て、100%ボロン粉中での焼結では本発明の目的は達成
できない。
Example 16: A test was performed to see what happens when an unsintered carbonized body is sintered in pure boron powder. The saw blade tip was placed in a tray and placed in a vacuum furnace. Argon was present over the entire sintering temperature, and cracked ammonia was present at intermediate temperatures. The green body was surrounded by boron powder and sintered. As a result, a deformed sample having a surface layer was obtained. Therefore, the object of the present invention cannot be achieved by sintering in 100% boron powder.

しかし、この試験中に同じ炉内で、ボロン粉に囲まれ
ずに離れた位置にあった他の炭化物体の一部には刃毛状
ミクロ組織を呈したものもあったが、この組織は炭化物
体にボロンが入ったことを示すものである。この事実
は、ボロンが気相の形で炭化物体に浸入したことを示す
ものであり、焼結中炉内にある形の含ボロンガスを通じ
ることによって、炭化物体内に望まれる均一なボロン分
散を与えられる可能性を示唆するものである。ボロンの
供給は、ボロンを含む無機又は有機化合物であって、そ
れらの蒸気又はボロンを含むガス状の分解生成物を処理
域へ送るのに適した気化温度を持つ上記化合物によって
達成できると考えられる。
However, in the same furnace during this test, some of the other carbonized objects that were not surrounded by the boron powder and were located at a remote location showed a feather-like microstructure. It indicates that boron has entered the body. This fact indicates that boron has infiltrated the carbonized body in the gaseous form and provides the desired uniform boron dispersion within the carbonized body by passing the boron-containing gas in the form present in the furnace during sintering. This suggests the possibility of It is believed that the supply of boron can be achieved by inorganic or organic compounds containing boron, which have a vaporization temperature suitable for sending their vapors or gaseous decomposition products containing boron to the treatment zone. .

例 17: 焼結炉内雰囲気が試料中に移行するボロン量に及ぼす
影響を調べるために試験を行った。この試験では、試料
は91%WC及び9%Coを含むOM1グレードとした。試料
は、1%BNを含む砂に入れて連続ストーキング炉中で14
00℃で1時間焼結した。焼結後、試料中のボロン量を求
めるため組成の分析を行った。その結果、アンモニア雰
囲気では窒素雰囲気よりもずっと多いボロンが試料組織
に与えられ、純水素雰囲気では更に多いボロンがミクロ
組織に与えられることが判明した。N2又は乾燥N2雰囲気
の場合には、試料は約30ppmのボロンを含んでいた。NH3
雰囲気では430ppm、乾燥NH3雰囲気では365ppmボロンの
試料が得られた。純乾燥水素では1376ppmボロンであっ
た。
Example 17: A test was conducted to examine the effect of the atmosphere in the sintering furnace on the amount of boron transferred into the sample. In this test, the samples were OM1 grade containing 91% WC and 9% Co. Samples were placed in sand containing 1% BN in a continuous stalking furnace.
Sintered at 00 ° C for 1 hour. After sintering, the composition was analyzed to determine the amount of boron in the sample. As a result, it was found that much more boron was given to the sample structure in the ammonia atmosphere than in the nitrogen atmosphere, and more boron was given to the microstructure in the pure hydrogen atmosphere. In the case of N 2 or a dry N 2 atmosphere, the sample contained boron of approximately 30 ppm. NH 3
Samples of 430 ppm in the atmosphere and 365 ppm in the dry NH 3 atmosphere were obtained. Pure hydrogen was 1376 ppm boron.

当該分野に精通したものであれば、本発明の目的を逸
脱せずに上記の内容を変更できることは明白である。
Obviously, those skilled in the art can modify the above description without departing from the purpose of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、分解アンモニア雰囲気中で焼結した、未処理
(基準)の極微粒(ミクロ粒子)94.5%WC/5.5%Co炭化
物体の粒子構造に係る研磨断面の組織を示す200倍の顕
微鏡写真である(上記研磨面は標準の酸腐食剤で処理し
た)。 第2図は、本発明に従って製作した極微粒94.5%WC/5.5
%Co炭化物体の粒子構造を示す100倍の顕微鏡写真であ
る(上記炭化物体は分解アンモニア雰囲気中で2.5wt.%
の窒化ボロン(BN)を含む焼結砂で囲んで焼結し、研磨
面は酸腐食剤で処理した)。 第3図は、分解アンモニア雰囲気中で焼結した、未処
理、中間粒87%WC/5.5%Co試料の粒子構造を示す200倍
の顕微鏡写真である(上記試料の研磨面は酸腐食剤で処
理した)。 第4図は、中間粒87%WC/13%Co試料の粒子構造を示す1
00倍の顕微鏡写真である(上記試料は、分解アンモニア
雰囲気中で2.5wt.%の窒化ボロンを含む焼結砂で囲んで
焼結し、研磨面は酸腐食剤で処理した)。 第5図は、中間粒87%WC/13%Co試料の粒子構造を示す1
250倍の顕微鏡写真である(上記試料は、分解アンモニ
ア雰囲気中で0.5wt.%の窒化ボロンを含む焼結砂中で焼
結し、研磨面は酸腐食剤で処理した)。 第6図は、鋸板を用いて0.75インチ厚さの中密度パーテ
ィクルボードを5ft/minで切断したときの、正味電力
(ワット)と直線切断長(フィート)との関係をプロッ
トした図である(未処理鋸板、ボロヒューズ処理した刃
先片を持つ鋸板、及び本発明によって処理された刃先片
を持つ鋸板を用いた)。 第7図は、2種の材料について見かけの破壊じん性(K
a)と焼結砂中の%BNとの関係をプロットした図であ
る。 第8図は、Vermont Americanの2M12グレード試料につい
て渦電流信号と焼結砂中の%BNとの関係をプロットした
図である。 第9図は、Vermont Americanのom2グレード試料につい
て渦電流信号と焼結砂中の%BNとの関係をプロットした
図である。 第10図は、中間粒91%WC/9%Co試料の粒子構造を示す2.
040倍の顕微鏡写真である(上記試料は、1wt.%BNを含
む焼結砂中で焼結し、研磨面は酸腐食剤で処理した)。 第11図は、第10図の試料について腐食前の研磨断面の粒
子構造を示す2.040倍の顕微鏡写真である。
Fig. 1 is a 200x microscope showing the structure of the polished cross section of the untreated (reference) ultrafine 94.5% WC / 5.5% Co carbonized body sintered in a decomposed ammonia atmosphere. This is a photograph (the polished surface was treated with a standard acid corrosive). FIG. 2 shows ultrafine 94.5% WC / 5.5 produced according to the present invention.
2 is a photomicrograph at × 100 magnification showing the particle structure of a Co-carbonized material (the carbonized material is 2.5 wt.% In a decomposed ammonia atmosphere).
Sintered with sand containing boron nitride (BN), and the polished surface was treated with an acid corrosive). FIG. 3 is a 200 × photomicrograph showing the grain structure of an untreated, intermediate 87% WC / 5.5% Co sample sintered in a decomposed ammonia atmosphere (the polished surface of the above sample was acid-corrosive). Processed). FIG. 4 shows the grain structure of the intermediate grain 87% WC / 13% Co sample.
This is a micrograph of × 00 (the sample was sintered in a decomposed ammonia atmosphere surrounded by sintered sand containing 2.5 wt.% Boron nitride, and the polished surface was treated with an acid corrosive). FIG. 5 shows the grain structure of the intermediate grain 87% WC / 13% Co sample.
It is a microscope photograph of 250 times (the above sample was sintered in sintered sand containing 0.5 wt.% Boron nitride in a decomposed ammonia atmosphere, and the polished surface was treated with an acid corrosive). FIG. 6 is a plot of the relationship between net power (watts) and linear cut length (feet) when a 0.75 inch thick medium density particle board is cut at 5 ft / min using a saw blade. (An untreated saw plate, a saw plate with a borofused edge, and a saw with an edge treated according to the invention were used). Figure 7 shows the apparent fracture toughness (K
It is the figure which plotted the relationship between a) and% BN in sintered sand. FIG. 8 is a plot of the relationship between the eddy current signal and the% BN in the sintered sand for a Vermont American 2M12 grade sample. FIG. 9 is a diagram plotting the relationship between the eddy current signal and the% BN in the sintered sand for the om2 grade sample of Vermont American. Fig. 10 shows the grain structure of the intermediate grain 91% WC / 9% Co sample.
It is a microscope photograph of 040 times (the above sample was sintered in sintered sand containing 1 wt.% BN, and the polished surface was treated with an acid corrosive). FIG. 11 is a 2.040 × microscope photograph showing the grain structure of the polished cross section of the sample of FIG. 10 before corrosion.

Claims (29)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】次の各相によって構成される、焼結炭化物
体; 炭化タングステン相; コバルト結合材相;並びに コバルト、タングステン、ボロン、及び炭素から成る第
3相。
1. A sintered carbonized body comprising the following phases: a tungsten carbide phase; a cobalt binder phase; and a third phase comprising cobalt, tungsten, boron, and carbon.
【請求項2】第3相中のタングステン対コバルトの重量
比が1.0を越える、請求項1に記載の焼結炭化物体。
2. The sintered carbonized body according to claim 1, wherein the weight ratio of tungsten to cobalt in the third phase exceeds 1.0.
【請求項3】第3相中のボロン対炭素の重量比が1.0を
超える、請求項2に記載の焼結炭化物体。
3. The sintered carbonized body of claim 2, wherein the weight ratio of boron to carbon in the third phase is greater than 1.0.
【請求項4】第3相中のボロン対炭素の重量比が1.0〜1
2.0である、請求項3に記載の焼結炭化物体。
4. The weight ratio of boron to carbon in the third phase is 1.0-1.
4. The sintered carbonized body according to claim 3, which is 2.0.
【請求項5】炭化タングステン粒子が形状において概し
て角張った塊状であり、第3相中では丸みを帯びかつ小
さい、請求項1に記載の焼結炭化物体。
5. The sintered carbonized body of claim 1, wherein the tungsten carbide particles are generally angularly massive in shape, rounded and small in the third phase.
【請求項6】第3相の平均寸法がコバルト結合材相の平
均寸法より大きい、請求項1に記載の焼結炭化物体。
6. The sintered carbonized body of claim 1, wherein the average size of the third phase is greater than the average size of the cobalt binder phase.
【請求項7】次より成る、焼結炭化物体の製造方法: a) 炭化物体と結合材とを含む成形体を調整するこ
と;及び b) 含ボロン材の存在下で、相当量のボロンが当該含
ボロン材から当該成形体中へ移行し、成形体のミクロ組
織全体にわたって少なくとも深さ3.18mm(0.125in)ま
で分散し、あるいはもし当該成形体が3.18mmよりも薄い
場合には成形体全体に分散するように、当該成形体を焼
結すること。
7. A method for producing a sintered carbonized body, comprising: a) preparing a shaped body comprising a carbonized body and a binder; and b) in the presence of a boron-containing material, a substantial amount of boron. It migrates from the boron-containing material into the compact and is dispersed throughout the entire microstructure of the compact to a depth of at least 3.18 mm (0.125 in) or, if the compact is thinner than 3.18 mm, the entire compact Sintering the compact so as to disperse it.
【請求項8】成形体を焼結後、標準の酸腐食剤で腐食し
たときのミクロ組織に炭化物体全体にわたって羽毛状の
腐食相が現出する、請求項7に記載の焼結炭化物体の製
造方法。
8. The sintered carbonized body according to claim 7, wherein after the molded body is sintered, a feather-like corrosive phase appears throughout the carbonized body in a microstructure when corroded with a standard acid corrosive agent. Production method.
【請求項9】焼結が分解アンモニア雰囲気中で行われ
る、請求項7に記載の焼結炭化物体の製造方法。
9. The method according to claim 7, wherein the sintering is performed in a decomposed ammonia atmosphere.
【請求項10】焼結が水素雰囲気中で行われる、請求項
7に記載の焼結炭化物体の製造方法。
10. The method according to claim 7, wherein the sintering is performed in a hydrogen atmosphere.
【請求項11】焼結炭化物体を製造する方法であって、
成形体が、ボロン粉、窒化ボロン、酸化ボロン、炭化ボ
ロン、AlB2,AlB,CrB,CrB2,Cr3B,MoB,NbB6,NbB2,B3Si,B4
Si,B6Si,TaB,TaB2,TiB2,WB,W2B,W2B,VB2,及びZrB2のう
ちの1種類の含ボロン材の存在下に焼結される、請求項
7に記載の方法。
11. A method for producing a sintered carbonized object, comprising:
The compact is made of boron powder, boron nitride, boron oxide, boron carbide, AlB 2 , AlB, CrB, CrB 2 , Cr 3 B, MoB, NbB 6 , NbB 2 , B 3 Si, B 4
The sintering is performed in the presence of a boron-containing material of one of Si, B 6 Si, TaB, TaB 2 , TiB 2 , WB, W 2 B, W 2 B, VB 2 , and ZrB 2. 7. The method according to 7.
【請求項12】焼結炭化物体を製造する方法であって、
成形体が焼結過程で、窒化ボロン、酸化ボロン、及び炭
化ボロンのうちの1種類の含ボロン材としての付加混合
材を含む焼結砂中に浸漬される、請求項7に記載の方
法。
12. A method for producing a sintered carbonized object, comprising:
The method according to claim 7, wherein the compact is immersed in a sintering process in a sintered sand containing an additional mixture as a boron-containing material of one of boron nitride, boron oxide, and boron carbide.
【請求項13】焼結炭化物体を製造する方法であって、
成形体が焼結過程で、砂混合物中のボロン含有量が0.00
3〜50重量%である含ボロン材としての付加混合材を含
む焼結砂中に浸漬される、請求項7に記載の方法。
13. A method for producing a sintered carbonized body, comprising:
During the sintering process, the boron content in the sand mixture is 0.00
The method according to claim 7, wherein the method is immersed in a sintered sand containing 3 to 50% by weight of an additive mixture as a boron-containing material.
【請求項14】焼結炭化物体を製造する方法であって、
成形体が、BN、ボロン、酸化ボロン、及び炭化ボロンよ
り成る群から選ばれた1種類の含ボロン材の形で、ボロ
ンが0.003〜50重量%である付加混合材を含む焼結剤中
に浸漬される、請求項7に記載の方法。
14. A method for producing a sintered carbonized body, comprising:
The molded body is in the form of one type of boron-containing material selected from the group consisting of BN, boron, boron oxide, and boron carbide, and the sintering agent contains an additional mixed material containing 0.003 to 50% by weight of boron. The method of claim 7, wherein the method is immersed.
【請求項15】焼結炭化物体を製造する方法であって、
成形体が焼結過程で、窒化ボロンが0.05〜2重量%であ
る付加混合材を含む焼結砂中に浸漬される、請求項7又
は8に記載の方法。
15. A method for producing a sintered carbonized object, comprising:
9. The method according to claim 7, wherein the shaped body is immersed in a sintering process in sintered sand containing an additive mixture in which boron nitride is 0.05 to 2% by weight.
【請求項16】前もって焼結された成形体が再焼結され
る、請求項7に記載の方法。
16. The method according to claim 7, wherein the previously sintered compact is resintered.
【請求項17】焼結炭化物体を製造する方法であって、
焼結に先立って成形体に含ボロン塗料が塗布される、請
求項7に記載の方法。
17. A method for producing a sintered carbonized body, comprising:
The method according to claim 7, wherein a boron-containing paint is applied to the molded body prior to sintering.
【請求項18】焼結炭化物体を製造する方法であって、
成形体が焼結に先立って含ボロン材で被覆したある面に
接触させて置かれる、請求項7に記載の方法。
18. A method for producing a sintered carbonized body, comprising:
The method of claim 7, wherein the compact is placed in contact with a surface coated with boron material prior to sintering.
【請求項19】次より成る、焼結炭化物体の製造方法: 炭化物材と結合材とを含む成形体を調整すること; 当該成形体を含ボロン材の量を調整した付加混合材を有
する焼結砂中に浸漬すること;及び 当該成形体の全体にわたって、ボロンのある形態の濃度
勾配を持つように、すなわち外面におけるボロン量が多
く、中央部へ向かうにしたがって次第に濃度が低くなる
ように制御された条件で、当該成形体が当該焼結砂中で
焼結されること; 製造された焼結体のミクロ組織が、酸腐食剤で腐食した
とき羽毛状腐食組織を示すようにすること。
19. A method for producing a sintered carbonized object, comprising: adjusting a molded body containing a carbide material and a binder; and firing the molded body having an additional mixed material in which the amount of the boron-containing material is adjusted. Immersion in sand; control to have a certain concentration gradient of boron throughout the molded body, ie, to increase the amount of boron on the outer surface and gradually decrease the concentration toward the center. Under the specified conditions, the compact is sintered in the sintered sand; and the microstructure of the manufactured sintered body shows a feather-like corrosive structure when corroded by an acid corrosive.
【請求項20】次より成る焼結炭化物体: a) 炭化物形成元素及び炭素を含む炭化物相: b) 主として結合材元素で形成される結合材相: c) 当該炭化物相のミクロ組織が、村上氏試薬で腐食
したとき当該炭化物体にわたって腐食相を示すように、
当該炭化物体全体にわたって含ボロン材が分散している
こと。
20. A sintered carbonized body comprising: a) a carbide phase containing a carbide-forming element and carbon: b) a binder phase mainly formed of a binder element: c) the microstructure of the carbide phase is Murakami To show a corrosive phase across the carbonized body when corroded with the reagent
The boron-containing material is dispersed throughout the carbonized object.
【請求項21】次より成る請求項20記載の焼結炭化物
体: a) 炭化物形成元素が、次の群の内の一つであるこ
と; チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオ
ブ、タンタル、クロム、モリブテン、及びタングステ
ン; b) 結合材相が、次の群から選ばれたものであるこ
と; マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、アルミニウ
ム、けい素、ルテニウム、及びオスミウム:並びに c) 成形体中のボロン含有量が、25〜3000ppmである
こと、
21. The sintered carbide body of claim 20, comprising: a) the carbide-forming element is one of the following groups: titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium. , Molybdenum, and tungsten; b) the binder phase is selected from the group consisting of: manganese, iron, cobalt, nickel, copper, aluminum, silicon, ruthenium, and osmium: and c) a compact The boron content in it is 25-3000 ppm,
【請求項22】炭化物相がWCであり、結合材相コバルト
である、請求項20に記載の焼結炭化物体。
22. The sintered carbonized body of claim 20, wherein the carbide phase is WC and the binder phase is cobalt.
【請求項23】成形体中のボロン含有量が25〜3000ppm
である、請求項1又は20に記載の焼結炭化物体。
23. The molded product has a boron content of 25 to 3000 ppm.
21. The sintered carbonized object according to claim 1 or 20, wherein
【請求項24】成形体中のボロン量の分布が、特定の濃
度勾配、すなわち表面の腐食相のボロン濃度がより高
く、当該成形体の中央へ向かうにしたがって低い濃度と
なるような、請求項20又は22に記載の焼結炭化物体。
24. The distribution of the amount of boron in the compact, wherein a specific concentration gradient, that is, the boron concentration of the corrosive phase on the surface is higher, and the concentration decreases toward the center of the compact. 23. The sintered carbonized object according to 20 or 22.
【請求項25】腐食相が、結合材相におけるよりも大き
い重量%の炭化物形成元素をも含む、請求項20に記載の
焼結炭化物体。
25. The sintered carbonized body of claim 20, wherein the corrosive phase also includes a greater weight percent of a carbide forming element than in the binder phase.
【請求項26】次より成る、焼結炭化物体: a) 炭化物相; b) 30重量%未満の炭化物形成元素を含む結合材相:
並びに c) 結合材及びボロンを含む第3相;
26. A sintered carbonized body comprising: a) a carbide phase; b) a binder phase containing less than 30% by weight of a carbide-forming element:
And c) a third phase comprising a binder and boron;
【請求項27】第3相が、少なくとも40重量%の炭化物
形成元素をも含む、請求項26に記載の焼結炭化物体。
27. The sintered carbonized body of claim 26, wherein the third phase also comprises at least 40% by weight of a carbide forming element.
【請求項28】炭化物形成元素がタングステンであり、
当該第3相が約60重量%のタングステンを含む、請求項
26に記載の焼結炭化物体。
28. The carbide forming element is tungsten,
The third phase comprises about 60% by weight tungsten.
27. The sintered carbonized object according to 26.
【請求項29】腐食相が、腐食前において、炭化物形成
元素、結合元素、炭素、及びボロンをそれぞれある量含
み、腐食相における炭化物形成元素と結合元素との重量
比が1.0を超える、請求項20に記載の焼結炭化物体。
29. The corrosive phase, before corrosion, contains a certain amount of each of a carbide-forming element, a binding element, carbon, and boron, and the weight ratio of the carbide-forming element to the binding element in the corrosive phase exceeds 1.0. 20. The sintered carbonized object according to item 20.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05271842A (en) * 1990-09-12 1993-10-19 Hitachi Metals Ltd Cermet alloy and its production
GB2263704B (en) * 1992-01-29 1995-08-30 Toyo Kohan Co Ltd Heat-resistant sintered hard alloy
US5623723A (en) * 1995-08-11 1997-04-22 Greenfield; Mark S. Hard composite and method of making the same
KR100514342B1 (en) * 1998-03-25 2005-12-05 두산인프라코어 주식회사 Abrasion resistance cemented carbide alloy
GB2429980A (en) * 2005-09-08 2007-03-14 John James Saveker Material comprising a carbide, boride or oxide and tungsten carbide
JP2009200179A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Ulvac Japan Ltd Manufacturing method of sintered compact
CN101701311B (en) * 2009-09-29 2011-03-09 武汉科技大学 WCoB ternary boride cermet material and preparation method thereof
CN103060651B (en) * 2012-12-28 2015-03-04 鞍山煜宸科技有限公司 Nano ceramic alloy material for strengthening surface of ductile iron roller with laser and preparation method thereof
CN103769576A (en) * 2014-01-08 2014-05-07 北矿新材科技有限公司 Tungsten carbide-based wear-resistant coating material for preparing low-porosity coating and preparation method thereof
CN104073665B (en) * 2014-06-26 2016-05-11 东北大学 A kind of preparation method of WC-Co-cBN composite
CN104354345B (en) * 2014-11-28 2016-08-03 厦门钨业股份有限公司 A kind of boracic gradient hard alloy with shell structurre and preparation method thereof
DE102015203389A1 (en) * 2015-02-25 2016-08-25 Aktiebolaget Skf Drill motor bearing assembly
CN106319316A (en) * 2016-10-09 2017-01-11 张倩楠 Hard alloy and manufacturing method thereof
AU2018447776B2 (en) * 2018-10-30 2024-08-15 Hyperion Materials & Technologies (Sweden) Ab Method of boronizing sintered bodies and tools for cold forming operations and hollow wear parts with boronized sintered bodies

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0062311B1 (en) * 1981-04-06 1985-07-17 Mitsubishi Materials Corporation Tungsten carbide-base hard alloy for hot-working apparatus members
DE3574738D1 (en) * 1984-11-13 1990-01-18 Santrade Ltd SINDERED HARD METAL ALLOY FOR STONE DRILLING AND CUTTING MINERALS.

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