JPH06511516A - 遷移金属硼化物を基礎とするサーミット、それらの製造方法および用途 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 遷移金属硼化物を基礎とするサーメット、それらの製造方法および用途 本発明の目的は、特に改良された靭性を有し、遷移金属硼化物、特に置棚化チタ ニウムを基礎としたサーメットである。

サーメットは、磨耗部品に加え金属切削用および岩石掘削用工具を製造するため に特に用いられる硬い材料である。名称が示すように、これらは一般に硬いか脆 いセラミック相（主構成要素）と硬さはより劣るが強靭な金属バインダーとを含 み、興味ある素晴らしい硬さと靭性の組合せをそれらに与えられる。ここでは表 記セラミックは広義の意味でとらえ、特に酸化物、即ち遷移金属の窒化物、炭化 物、硼化物と併せてそれらの組合せ物が含まれる。

特定の金属（鉄、ニッケル、コバルト、クロム銅など）とそれらの合金が遷移金 属硼化物を基礎にしたサーメットの製造にバインダーとして用いられ、最も一般 的にはこれらの金属の置棚化物、特に置棚化チタニウムＴｘＢｔであることが知 られている。これらの金属と合金は原則的には２つの機能を有する。

容易に溶解する液状の相（最も頻繁には、この液状の金属中に一定量の硼化物が 溶解している）の形成を確実にする、即ち固体構成物をできるかぎり完全に湿潤 化して、原則的には焼結を促進し且つ完全な緻密化を可能にする。

硬いが脆い相（硼化物）および硬さは劣るが延性のある金属バインダー（バイン ダー金属または合金）を含み、焼結されたサーメットに一定の靭性を与えまたは 寄与する。

実際には、文献による調査が、このようなサーメットの液状の相の付近での焼結 による緻密化は実験的に完全でなく且つしばしば不十分でさえあることを示し、 開放気孔率は注目すべき残量であり（４〜３０体積％）、金属バインダーは硬質 相と化学的反応して、少な（とも部分的には硼化物に殆ど変態し、これがサーメ ットの靭性を相当減少させ使用分野を制限する。

本発明は、これらの見地を、例えばサーメットＴｉＢｚ　Ｆｅに対して実験的実 証する。このようなサーメット作るため、それらは鉄粉末（平均粒径：ｌから数 μｍ）と硼化チタニウムＴｉＢ＊粉末（平均粒径：１から数μｍ）を従来の手段 （ミキサー、ボールミル、磨砕機等）でもって混合する。この混合物は直ちに１ ００から２００ＭＰａの圧力で加圧成形される。焼結はサーメット中の鉄分（ｌ Ｏから２０体積％）に依存して、１４５０から１５５０°Ｃの間の温度で１〜４ 時間行われる。これらは、緻密化が非常に粗末で（ｌＯから２０％の間で変化す る残留気孔率）且つバインダー鉄金属の大部分が脆いＦｅ２Ｂおよび／またはＦ ｅＢ硼化物に変態してしまい、したがって靭性の減少を生じ、予定した用途にそ のような材料は実質的には使用不可能であることが明らかに成っている。

結論として、焼結中に、この金属バインダーの少なくとも部分的同時の硼化物化 に伴う金属バインダーと硬質硼化物との相互作用のため、硬くて強靭な硼化物金 属（または合金）サーメットを得ることは実際には非現実的であることが判明し ている。

本発明は、従来技術に従って作られたタイプのサーメットに存在する不利益をな くし、且つ特にその高い靭性により予定される用途にそれらの使用を可能にし、 遷移金属硼化物を基礎にしたサーメット製造を可能にする条件を決定することを 目的とする。

広範囲の調査により本発明者たちは、靭性の減少を与える硬い遷移金属硼化物と 金属バインダーとの相互作用が、硼化物と金属バインダーの混合準備中に、即ち 混合物の焼結前に、単−或いはフンパウンド物体の形で特定金属元素をバインダ ーに添加することにより回避するか或いは少なくとも非常に減少されることを明 らかにしている。

検討を基にこの元素成分は、実質的には硬質相を構成する硼化物の主成分金属元 素である遷移金属であり、且つアルミニウムと周期律表のＩＩＡとＩＩＩＢ族の 金属の中から選ばれた金属Ｘ、またはこれらの金＠Ｘの少なくとも２種の混合物 である。

添加された遷移金属は、焼結中に酸化物に変態し、酸素の１部分は窒素および／ または炭素に置換されることができて、金属Ｘは酸化物に変態する。これらの酸 化物は分離した酸化物粒子の分散物として析出するか、或いは複合酸化物の形に 組合せられる。

遷移金属酸化物中に多分存在する炭素は、不純物として硬質相硼化物中にこの元 素が存在することによる。

したがって本発明の目的は： ■）　単純硼化物ＴｘＢｙ、単純硼化物ＴｘＢｙ＋Ｔ’　ｘ’　Ｂ″ｙ′の混合 物または混合硼化物（Ｔ、Ｔ’　）ｘＢｙから成る硬質相であって、 ＴおよびＴ′が主に周期律表のＩＶＢおよびＶＩＢ族の遷移金属であり、 ｘＳｘ’　、ｙおよびｙｏが整数または小数であり、好ましくは整数であり、等 しいかまたは異なる硬質相と、２）　純粋バインダー金属し、または少なくとも ２種の金属（Ｌ、Ｌ゛　・−・）の合金から成るバインダー相であって、ＬがＦ ｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒより成る群から選ばれた金属であり、 Ｌ′がＬと合金化可能であり且つその靭性を実質的に減少しないで任意に少な（ とも１種の金属元素であるバインダー相、とを含んでなるサーメットにおいて、 ３）　前記硬質相１）中の主成分金属元素である遷移金属ＴまたはＴ′の酸化物 、および酸素の一部分が窒素および／または炭素と置換できる酸化物との粒子分 散物と、４）　アルミニウムおよび周期律表のＩＩＡおよびＩ［［Ｂ族の金属の 中から選ばれた金属Ｘの酸化物の粒子分散物とをさらに含んでなり、前記分散物 ３）および４）を形成する酸化物が複合酸化物の形に組合せできると理解されて いることを特徴とするサーメットである。

周期律表のＬＶＢからＶＩＢ族の遷移金属はＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ 、ＣｒＳＭｏ、Ｗであることが考えられる。

望ましくは、等しいかまたは異なるｘ／ｙおよびｘ’／ｙ″の比率は１／２また は２１５に等しいかまたはこれらの値に近づく。

本発明に従い好ましく用いられるＩＩＡ　（２）族、またはアルカリ土類金属の 金属Ｘは、ＭｇおよびＣａである。

本発明に従い好ましく用いられるＳｃ、Ｙ、ランタニドおよびアクチニドを含む Ｉ［Ｂ　（３）族の金属Ｘは、例えばミツシュメタル（商標）の名で知られてい るような、鉄およびセリウム型金属から構る。

好ましい実施態様に従い、本発明のサーメットは２０から９９％の間、好ましく は５０から９７％の間の硬質相を含む。

もう一つの態様に従い、本発明の主題は前記定義づけに従うサーメットの製造方 法であり、それは： ｌ。

前記に定義されているように単純硼化物のＴｘＢｙまたは単純硼化物の混合物の ＴｘＢｙ＋Ｔ’　ｘ’　Ｂｙ’　または混合硼化物の（Ｔ、Ｔ’　）ｘＢｙ、Ｔ 、Ｔ’　、ｘ、ｘ’　、ｙおよびｙ′から成る硬質相の粉末、 純粋バインダー金属Ｌ、またはＬが主成分である前合金の粉末、 あるいはＬと合金化可能であり且つその靭性を実質的に減少しない少なくとも１ 種の金属元素Ｌ′の粉末、純金属、合金および／またはコンパウンドの形で、硬 質硼化物相の粉末中の主成分金属元素である遷移金属ＴまたはＴｏの粉末、およ び 元素、合金および／またはコンパウンドの形で、アルミニウムおよび周期律表の Ｉ［ＡおよびＩ［Ｂ族の金属の中から選ばれる金属Ｘの粉末、 遷移金属ＴまたはＴｏおよび金属Ｘが合金およびこれらの２種の元素の組合せ物 の粉末の形に取り入れることかできると理解されている粉末の粉砕および焼結、 ２、１で得られる前記混合物の顆粒化、３、　２で得られる顆粒の加圧成形、 ４、　３で得られる加圧成形生成物の焼結および／または中ガス圧力（焼結ＨＩ Ｐ）および／または熱間静水圧圧力（ＨＩ　Ｐ）の下での焼結、 を実質的に含んでなることを特徴とする。

遷移金属ＴおよびＴ’　（本発明に従い添加する）は、他の粉末の混合物と化合 しない元素として添加することができる。しかしなから、そのような混合物にそ れの導入を促進するため、望ましくは、２が整数または小数であるその水素化物 タイプＴＨｚの形でそれに使用する、或いはその合金タイプ（Ｔ、Ｌ）の１種の 形であり、Ｌは本発明に従い用いるバインダー金属の１種であり、Ｆｅ５Ｎｉ。

ｃｏまたはＣｒ、或いはＺが整数または小数であるその混合水素化物タイプ（Ｘ 、Ｌ）Ｈｚの１種であり、したがって、これらのコンパウンドまたは合金は、一 般に純金属よりもさらに容易に粉砕することができる。

金属Ｘは、他の粉末の混合物に化合されない基本的な形で一様に添加することが できる。しかしながら、そのような混合物にそれの導入を促進するため、望まし くは、合金ＸａＬｂまたはＸｃＴｄおよび／または相当する混合水素化物（Ｘ、 Ｌ）Ｈｚまたは（Ｘ、　Ｔ）Ｈｚ’　および／または混合硼化物ＸａＬｂＢｔ　 （Ｌは好ましくはＦｅ、ＮｉまたはＣＯである）の形でそれを使用する、したが って、これらの合金、水素化物または硼化物は、さらに容易に粉砕され且つ純金 属Ｘよりも周囲環境との反応が少ない。これらの合金または金属Ｘのコンパウン ドにおいて、ａ、ｂ、ｃ、ｄＳ　ｔ、ｚ、およびＺは整数または小数である。

Ｚが整数または小数である粉砕された水素化物ＸＨｚは同様に望ましく利用する ことができる。

サーメットを製造するため本発明に従う混合処理は：５０から９７重量％の硼化 物粉末、 ３から５０重量％の純粋のバインダー金属し、またはＬが主成分である前合金の 粉末、 ０から２５重量％のしと合金化可能であり且つその靭性を実質的に減少しない少 なくとも１種の金属元素Ｌ′の粉末０．１から２０重量％の金属Ｘ１またはその 合金および／またはコンパウンドの１種との粉末、 ｌから１５重量％の金属ＴまたはＴｏ、またはその合金および／またはコンパウ ンドの１種との粉末、から望ましく成る。

粉砕を伴う混合は等業者に公知のいずれかの方法にしたがっても行うことができ る。望ましくはボールミルで摩砕される。

粉砕時間は好ましくは２から４８時間の間である。

加圧成形は５０〜３００ＭＰａの圧力の下で望ましく行われる。

焼結は、望ましくは１３００から１７００℃の温度で１から３時間ｌから１０’ Ｐａのアルゴン圧力の下で、またはｌｏ’Ｐａの水素圧力の下で、または１Ｏ− ２から１０Ｐａ真空の下で、または１００〜２００ＭＰａのアルゴンの熱間静水 圧圧力（例えば、ＨＩＰプレス：ＡＳＥＡ、ＱＩＨ−６）により行われる。同じ 炉のなかで、１つの操作（焼結ＨＩＰ）で、中圧力（例えば、５〜１０ＭＰａの アルゴン）の下で熱間静水圧加圧成形を続は焼結を行うこともできる。

これらの注目すべき性質、特に靭性を考慮するならば、本発明に従って得られた サーメットは、磨耗部品に加え金属切断用、岩石掘削用工具を作るだに適用する ことができる。

実施例１　（比較） 次の混合物が作られる。

１３９．２ｇの２硼化チタニウムの粉末（比表面ＢＥＴ：１．５ｍ’／ｇ、平均 粒径ＦＩＳＣＨＥＲ：４．３μｍ）、６０．８ｇのプレーカルボニル鉄（ｅｘ− ｃａｒｂｏｎｙｌ　１ｒｏｎ）の粉末（平均粒径Ｆ　ｌ５ＣＨＥＲ：　４．３μ ｍ）　、次のような磨砕によって、 ２００ｇの混合物＋ｌＯｇのパラフィン＋１７５０ｇの鋼球（直径４ｍｍ）が、 ４時間２００ｍ１のアセトンの存在、するなかで粉砕される。粉砕および乾燥さ れた均質混合物は、型プレスにより２００ＭＰａの圧力で、平行６面体試料ＩＳ ＯＢ（ＩＳＯ３３２７）にｌ軸および２方向に加圧成形される。脱潤滑化（ｄｅ ｌｕｂｒｉｃａｔｉ。

ｎ）後試料の焼結化が１４５０°Ｃで１０’Ｐａのアルゴン圧力の下で１時間行 われた。焼結された試料について測定した開口気孔率は２０％である。これは１ ５２０°Ｃで１時間の焼結で１２％減少することができる。

金属組織およびＸ線回折の調査において、バインダーが鉄硼化物ＦｅｔＢおよび ＦｅＢから本質的に成ることを示す。

実施例１は典型的先行技術として考慮されており、本発明による改良を実施する ための本発明は次の実施例２である。

実施例２（本発明に従う） 次の混合物が作られる。

１３６．０ｇの２硼化チタニウムの粉末（比表面ＢＥＴ　：　０．５２ｍ”／ｇ 、平均粒径Ｆ　ｌ５ＣＨＥＲ：　４．６　μｍ）、５１．５ｇのプレーカルボニ ル鉄の粉末（平均粒径ＦＩＳＣＨＥＲ１２，０μｍ）、 １０．３ｇの合金Ｎ　ｄ　Ｎ　ｉ　＊の粉末、２．２ｇの合金ＴｉＦｅａの粉末 。

粉砕化は、粉砕時間が２時間に短縮される点を除き、実施例１と同様に行われる 。加圧成形および脱潤滑性（ｄｅｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ）は実施例１と同様に 行われる。焼結化は、１５００℃で１０”Ｐａのアルゴン圧力の下で１時間行わ れた。焼結された試料で測定された総気孔率は、２％である。

金属組織およびＸ線回折の調査において、結合剤が主に鉄ニッケル合金から成る ことを示す。オキシカーボナイトライドチタニウム（ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｏｘｉ ｃａｒｂｏｎｉｔｒｉｄｅ）　Ｔ　ｉ　（０，Ｃ，Ｎ）の粒子に加え酸化ネオジ ウム（ＮｄｚＯｓ）粒子の微細分散物の存在が観察された。

３０ｋｇ（２９４Ｎ）の荷重の下でのこの試料のビッカース硬度は、ＨＶ３０＝ １４０００±５００ＭＰａである。

実施例３（本発明に従う） 一連のサーメットが作られる。出発混合物の組成は次の表１に与えられる。

表１　調査されたサーメットの出発混合物の組成組成ｗｔ、％　ｗｔ、％　ｗｔ 、％　ｗｔ、％　ｗｔ、％　ｗｔ、％　ｗｔ、％　理論ＴｉＢｚ　Ｆｅ　Ｎｉ　 Ｍｏ　Ｗ　ＴｉＡｌ５　ＴｉＡｌ＊密度生成密度生成用例１μｍ　４μｍ　３μ ｍ　Ｉｕｍ　３０μｍ　２０μｍ　ｇ／Ｃｍ”ＦＮ　７１．６１９．８　８．６ 　−　−　−　−　５．１５６ＦＮＭｏ　７１．６　１７．０　７．４　４　− 　−　−　５．２５５ＦＮＷ　６７．４Ｂ、１４１６．３　−　８．１４　−　 −　５．４７４ＦＮ＋　７１．６１４．３　６．１　−　−　８　−　４．８１ ３ＴＩＡＩ３１ ＦＮ＋　７１．６１４．３　６．１　−　−　−　８　４．８Ｌ３ＴＩＡ１２２ ＦＮ＋　７１．６１４．３　６．１　−　−　８　−　４．８１３ＴｉＡ１．３ ＦＮ＋　７１．６１３．６　５．８　１　−　８　−　４．８３７ＴｉＡＬｓ＋ Ｍ。

ＦＮ＋　７１．６１３．６　５．８　−　１　８　−　４．８３８Ｔ＋Ａ１ｚ＋ ｗ 生成物ＦＮ、ＦＮＭｏおよびＦＮＷ（表１の最初の列の３つ）は代表的な先行技 術である。その他は本発明に従うサーメットに相当する。

各生成物に対する粉末混合物は次のように操作されるボールミルで粉砕される： ポリテンで作られた５００ｃｍ″容器、直径５ｍｍ　（３０ａｍ”　）および２ ０ｍｍ　（７０ｃｍ’　）のオーステナイトステンレス鋼球（１００ｃｍ”）、 回転速度−４５回転／分（またはｒｐｍ）、粉砕時間＝４８時間。

この粉砕された混合物は篩分けによりボールを選別される。

試料（試料光たり５ｇ）の加圧成形は、７０ＭＰａの圧力の下でステアリン酸亜 鉛で潤滑されるダイ（硬鋼の）で加圧される。

試料は封入され且つ次のサイクルに従い熱間静水圧圧縮（ＨＩＰＡＳＥＡ　ＱＩ Ｈ−６プレス）により焼結される。

開始　終了　速度　開始　終了　速度　時間”Ｃ／分　’Ｃ／分　分 ２０　４３０　１０　真空　真空　−４３４５０４５０−真空　真空　−３０ ４５０８２０１０真空　真空　−３７ ８２０８２０−真空　０．５　−　０．０１７８２０　１０００１０　０．５　 ０．５　−　１８１０００　１３５０　８．７５　０．５　１５０　３．７５　 ４０１３５０　３００　〜３５　１５０　７０　〜２．７　３０＊真空：ＩＭＰ ａ 測定した緻密化試料の特徴を表２に示す。

表２　焼結されたサーメットの特徴 特性　相対密度　ＨＶｌｏ　Ｋ、Ｃ 生成物例　（％）　（ＭＰａ）　（ＭＰａ（ｍ）ＦＮ　９９．２　１６９００± ５００　５．３ＦＮＭｏ　９４．０　１４９００±８００　４．９ＦＮＷ　９９ ．２　１６６００±５００　５．２ＰＮ＋ＴｉＡ１５１　１００．６　１８００ ０±３００　８．１ＦＮ＋ＴｉＡｌ５　２　９９．６　１７４００　±３００　 ８．３ＦＮ＋ＴｉＡｌ５３　１００．２　１６９００±５００　８．５ＦＮ＋Ｔ ＋ＡＩｚ＋Ｍｏ　１００．０　１７９００　±２００　８．１ＦＮ＋ＴｉＡｌ１ ＋Ｗ　１００．１　１８０００±３００　１０．７ＨＶＩＯ：荷重１０　ｋ　ｇ 　（９８Ｎ）　（７）下”ｒ（７）ビッカース硬度Ｋ　ＩＣ：窪み（ＰＡＬＭＱ ＶＩ　ＳＴの方法）により測定される応力拡大係数（臨界） 本発明のサーメットにおいては、理論的密度が実質的に達成されことが観察され 、且つ金属組織およびＸ線回折の調査は、バインダーまたはバインダー相が主に 鉄から成り、硼化物相のＦｅ２ＢまたはＦｅＢ１′！ｌＵれず、これに対してこ れらの相は先行技術に従って作られた合金ＦＮ、ＦＮＭｏおよびＦＮＷに存在す ることを示す。本発明に従って作られた合金内の硼化鉄の相の不在はバインダー 相の延性の増加により確証され、ＰＡＬＭＱＶＩＳＴの窪み方法の臨界応力拡大 係数Ｋ　ＩＣの測定により定量される。金属組織観察は本発明に従う合金にアル ミナ（Ａ１２０ｉ）粒子の微細分散物の存在を示す。

実施例４（本発明に従う） 一連のサーメットが製造された。出発混合物の組成は次の表３の示される。

表３　調査されたサーメットの出発混合物の組成組成　ｗｔ、％　ｗｔ、％　ｗ ｔ、％　ｗｔ、％　ｗｔ、％　ｗｔ、％ＴｉＢ、　Ｆｅ　Ｎｉ　Ｃｒ　ＴｉＡｌ ５　３１６Ｌ”生成物例　６μｍ　４μｍ　４μｍ　８μｍ　３０μｍＦＮＣｒ 、＋ＴｉＡ１２７１．８　１５．６２．０　２．６　８．０　−ＦＮＣｒｔ＋Ｔ ｔＡｌｉ　７１．８　１６．２　８．４　３．５　８．０　−各組成に対して、 粉末混合物は実施例３に記載のようにボールミル（ステンレス鋼）で作られる。

未加工の混合物が篩によりボールから分離される。

試料の加圧成形は１００ＭＰａでステアリン酸亜鉛により潤滑された硬鋼のダイ 内で行われる。

試料は封入され且つ実施例３に記載されたサイクルに従い、熱間静水圧圧縮（Ｈ ＩＰ　ＡＳＥＡ　ＱＩＨ−６プレス）により焼結される。

完全に緻密化した試料で測定した特性は次のテーブルに示される特性　ＨｖｌＯ Ｋｌｃ　σｆＥ 生成物例　（ＭＰａ）　（ＭＰａ４ｍ）　（ＭＰａ）　（ＧＰａ）ＦＮＣｒ＋＋ Ｔ＋Ａｌｓ　１４９００±９００　６．４±０．５　１０９３±５３　３９３± ２７ＦＮＣｒｚ＋ＴｉＡ１．　１７２００±８００　６．１±０．３　ｎｄ　ｎ ｄＳＳ　１７７００±６００　５．４±０．５　ｎｄ　ｎｄＳＳ＋ＴｉＡｌｔ　 １７］００±７００　７．７±０．４　６０１±２７　３１７±３２ＨＶＩＯ： 荷重１０ｋｇ（９８Ｎ）の下でのビッカース硬度Ｋ　ＩＣ：窪み（ＰＡＬＭＱＶ ＩＳＴの方法）により測定される応力拡大係数（臨界） σｆ　：横破壊強度（または曲げ強度）（４点）Ｅ　；弾性係数 ｎｄ　；測定不能 Ｔ　ｉ　Ａ　１　ｙの添加と共に硬質相Ｔ　ｉ　Ｂ　２およびバインダーＦｅ／ Ｎ　ｉ　／　Ｃｒまたはステンレス鋼３１６Ｌを加えてた本発明に従う合金の金 属組織観察が、アルミナおよびオキシカーボナイトライドチタニウム粒子の微細 分散物の存在を示す。バインダーとしてステンレス１ｌ１３１６Ｌを有する合金 においてＴ　ｉ　Ａ　１　）添加の影響が観察され、硬度が僅か３％減少するだ けなのに対して、靭性は約４０％上昇した。

実施例５（本発明に従う） 次の混合物か作られる。

１２９．２ｇの置棚化チタニウムの粉末（比表面ＢＥＴ：０．５２ｍ”／ｇ１平 均粒径ＦＩＳＣＨＥＲ：４．６μｍ）、６．８ｇの置棚化クロムの粉末（平均粒 径ＦＩＳＣＨＥＲ：４μｍ）、 ５１．５ｇのプレーカルボニル鉄の粉末（平均粒径ＦＩＳＣＨＥＲ：　２．Ｏａ ｍ）、 １０．３ｇの合金Ｎ　ｄ　Ｎ　ｉ　ｓの粉末、２．２ｇの合金Ｔ　ｉＦ　ｅ　ｔ の粉末。

粉砕化は実施例２のように行われる。加圧成形および脱潤滑性（ｄｅｌｕｂｒｉ ｃａｔ　１ｏｎ）は実施例１のように行われる。焼結化は、１６００℃で１０’ Ｐａのアルゴン圧力の下で２時間行われた。焼結された試料で測定された総気孔 率は、０．５％である。

金属組織およびＸ線回折の調査は、硬質相が固溶体から成り且つバインダーが主 にＦｅ／Ｎｉ合金から成ることを示す。酸化ネオジウム（Ｎｄ２０ａ）およびキ シカーボナイトライドチタニウムオ〔Ｔｉ（０、Ｃ，Ｎ））の粒子の微細分散物 の存在か認められる焼結された試料の３０ｋｇ（２９４Ｎ）の荷重の下でのビッ カース硬度は、１４９００±５００ＭＰａであり、１４０００±５００ＭＰａで ある実施例２（ＴｉＢｓに対するＣｒＢ、の置換無し）の試料より６％大きい。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成５年１２月２ｇ日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． １）単純硼化物のＴｘＢｙ、単純硼化物の混合物のＴｘＢｙ＋Ｔ′Ｘ′Ｂｙ′ま たは混合硼化物の（Ｔ、Ｔ′）ｘＢｙから成る硬質相であって、 ＴおよびＴ′が主に周期律表のＩＶＢ〜ＶＩＢ族の遷移金属のであり、 Ｘ、Ｘ′ｙおよびｙ′が整数または少数であり、好ましくは整数であり、等しい かまたは異なる硬質相と、２）純粋バインダー金属Ｌ、または少なくとも２種の 金属（Ｌ、Ｌ′．．．．．．）の合金から成るバインダー相であって、しがＦｅ 、Ｎｉ、ＣｏおよびＣｒにより構成された群から選ばれた金属であり、 Ｌ′がしと合金化可能であり且つその靭性を実質的に減少しない少なくとも１種 の金属元素であるバインダー相とを含んでなるサーミットにおいて、 ３）前記硬質相１）中の主成分金属元素である遷移金属ＴまたはＴ′の酸化物、 および酸素の一部分が窒素および／または炭素と置換できる酸化物との粒子分散 物と、４）アルミニウムおよび周期律表のＩＩＡおよびＩＩＩＢ族の金属の中か ら選ばれた金属Ｘの酸化物の粒子分散物とをさらに含んでなり、前記分散物３） および４）を形成する酸化物が複合酸化物の形に智合せできると理解されている こと、を特徴とするサーメット。 ２．等しいかまたは異なるＸ／Ｘ′およびｙ／ｙ′が、１／２または２／５に等 しいか、またはこれらの値に接近する請求項１記載のサーメット。 ３．ＩＩＡ族（２）の前記金属ＸがＭｇまたはＣａであることを特徴とする請求 項１および２のいずれか１項記載のサーメット。 ４．ＩＩＩＢ族（３）の前記金属が、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｔｈ、Ｕ 、および鉄とセリウム型金属から構成される合金により構成される群のうちから 選ばれることを特徴とする請求項１および２のいずれか１項記載のサーメット。 ５．２０から９９％、好ましくは５０から９７重量％の硬質相１）を含有するこ と特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のサーメット。 ６．サーメットの成形加工方法において、１． 請求項１に定義されている単純硼化物のＴｘＢｙまたは単純硼化物の混合物のＴ ｘＢｙ＋Ｔ′Ｘ′Ｂｙ′または混合硼化物の（Ｔ、Ｔ′）ｘＢｙ、Ｔ、Ｔ′、Ｘ 、Ｘ′、ｙおよびｙ′から成る硬質相の粉末、 純粋バインダー金属Ｌ、または主にＬを含む前合金の粉末、あるいはＬと合金化 可能であり且つその靭性を実質的に減少しないで任意に少なくとも１種の金属元 素Ｌ′の粉末、純金属、合金および／またはコンパウンドの形で、硬質硼化物相 の粉末中の主成分金属元素である遷移金属ＴまたはＴ′の粉末、および 元素、合金および／またはコンパウンドの形で、アルミニウムおよび周期律表の ＩＩＡおよびＩＩＩＢ族の金属の中から選ばれる金属Ｘの粉末、 遷移金属ＴまたはＴ′および金属Ｘが、合金およびこれらの２種の元素の組合せ 物の粉末の形に取り入れることができると理解されている粉砕および混合処理、 ２．１に従い得られる前記混合物の顆粒化、３．２に従い得られる顆粒の加圧成 形、４．３に従い得られる加圧成形生成物の焼結および／または中ガス圧力（焼 結ＨＩＰ）および／または熱間静水圧圧力（ＨＩＰ）の下での焼結、 を実質的に含んでなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のサー メットの成形加工方法。 ７．粉末の形で添加された遷移金属ＴまたはＴ′は、その水素化物タイプＴＨｚ の形であり、ｚは整数または小数であり、またはその合金タイプ（Ｔ、Ｌ）の１ 種の形であり、ＬはＦｅ、Ｎｉ、ＣｏまたはＣｒであり、またはその混合水素化 物タイプ（Ｔ、Ｌ）Ｈｚの１種の形であり、ｚは整数または小数であることを特 徴とする請求項６記載の方法。 ８．前記金属Ｘが、Ｌが好ましくはＦｅ、ＮｉまたはＣｏである合金ＸａＬｂま たはＸｃＴｄおよび／または相当する混合水素化物（Ｘ、Ｌ）Ｈｚまたは（Ｘ、 Ｔ）Ｈｚ′および／または混合硼化物ＸａＬｂＢｔ、および／またはその水素化 物ＸＨｚであり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｔ、ｚ、およびｚは整数または小数であるこ とを特徴とする請求項６および７のいずれか１項記載の方法。 ９．処理される混合物が、 ５０から９７重量％の硼化物粉末、 ３から５０重量％の純粋のバインダー金属Ｌ、または主にＬを含む前合金の粉末 、 ０から２５重量％のしと合金化可能であり且つその靭性を実質的減少しない少な くとも１種の金属元素Ｌ′の粉末０．１から２０重量％の金属Ｘ、またはその合 金および／またはコンパウンドの１種との粉末、 １から１５重量％の金属ＴまたはＴ′、またはその合金および／またはコンパウ ンドの１種との粉末、から成ることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項 記載の方法。 １０．粉砕時間が２から４８時間であることを特徴とする請求項６から９のいず れか１項記載の方法。 １１．加圧成形が５０から３００ＭＰａの圧力の下で行われることを特徴とする 請求項６から１０のいずれか１項記載の方法。 １２．焼結は、１３００から１７００℃の温度で、１から３時間の間、１から１ ０４Ｐａのアルゴン圧力の下でまたは１から１０５Ｐａの水素圧力の下で、１０ −２から１０Ｐａ真空の下で、または１００から２００ＭＰａのアルゴン熱間静 水圧圧力により、または、同じ炉のなかで、単一の操作で、中圧力（焼結ＨＩＰ ）の下で熱間静水圧加圧成形を続ける焼結により行われることを特徴とする請求 項６から１１のいずれか１項記載の方法、１３．磨耗部品に加え金属切断用、岩 石掘削用または鉱物工具を作るため、請求項１〜５のいずれか１項記載、または 請求項６から１２のいずれか１項に記載の方法により得られるサーメットの用途 。