特表 2024-543099 改善された超硬合金

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-19

(54)【発明の名称】改善された超硬合金

(51)【国際特許分類】

   C22C 29/08 20060101AFI20241112BHJP

   B23B 27/14 20060101ALI20241112BHJP

   C22C 1/051 20230101ALN20241112BHJP

【ＦＩ】

C22C29/08

B23B27/14 B

C22C1/051 G

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024529717

(86)(22)【出願日】2022-10-18

(85)【翻訳文提出日】2024-07-03

(86)【国際出願番号】 US2022078252

(87)【国際公開番号】W WO2023091830

(87)【国際公開日】2023-05-25

(31)【優先権主張番号】63/281,663

(32)【優先日】2021-11-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523339148

【氏名又は名称】ハイペリオン マテリアルズ アンド テクノロジーズ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】テル， オリヴィエ

(72)【発明者】

【氏名】サンドヴァル ラヴォッティ， ダニエラ アンドレイナ

【テーマコード（参考）】

3C046

4K018

【Ｆターム（参考）】

3C046FF32

3C046FF39

3C046FF40

3C046FF44

3C046FF45

3C046FF48

3C046FF50

3C046FF51

3C046FF52

3C046FF55

4K018AD06

4K018FA06

4K018FA24

4K018KA15

(57)【要約】

炭化タングステン（ＷＣ）を含む硬質相と、Ｃｏを含むバインダー相と、（Ｉ）Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、及びＮｂＣ、並びにそれらの混合物からなる群から選択される粒成長抑制物質であって、Ｃｒ_３Ｃ_２及びＶＣを含まないか、又は（ＩＩ）ＺｒＣ、ＢＮ、Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＶＣ、及びＣｒ_３Ｃ、並びにそれらの混合物からなる群から選択される粒成長抑制物質である添加剤とを有する超硬合金が提供される。提供される超硬合金は、耐かじり性、ビッカース硬度、Ｐａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性、保磁力などの特性が向上される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＷＣを含む硬質相と、
Ｃｏを含むバインダー相と、
Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、及びＮｂＣ、並びにそれらの混合物からなる群から選択される粒成長抑制物質である添加剤と
を含む、超硬合金。

【請求項2】

硬質相が、超硬合金の８７重量％～９１重量％である、請求項１に記載の超硬合金。

【請求項3】

バインダー相が、超硬合金の９重量％～１１重量％である、請求項１に記載の超硬合金。

【請求項4】

粒成長抑制物質が、超硬合金の０．１重量％～２重量％である、請求項１に記載の超硬合金。

【請求項5】

粒成長抑制物質がＭｏを含み、Ｍｏが超硬合金の０．１重量％～１．５０重量％である、請求項１に記載の超硬合金。

【請求項6】

粒成長抑制物質が、Ｃｒ_３Ｃ_２、ＶＣ、又はそれらの混合物ではない、請求項１に記載の超硬合金。

【請求項7】

超硬合金が、少なくとも１４００ ＨＶ３０のＨＶ３０ビッカース硬度を有する、請求項１に記載の超硬合金。

【請求項8】

超硬合金が、少なくとも７．５ＭＰａ√ｍのＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性値Ｋ_Ｉｃを有する、請求項１に記載の超硬合金。

【請求項9】

超硬合金が、少なくとも９ｋＡ／ｍの保磁力Ｈｃを有する、請求項１に記載の超硬合金。

【請求項10】

Ｍｏが、超硬合金の約０．４０重量％と０．６０重量％の間の範囲にある、請求項５に記載の超硬合金。

【請求項11】

ＷＣを含む硬質相と、
Ｃｏを含むバインダー相と、
ＺｒＣ、及びＢＮ、並びにそれらの混合物からなる群から選択される粒成長抑制物質である添加剤と
を含む、超硬合金。

【請求項12】

粒成長抑制物質が、超硬合金の０．１重量％～１重量％である、請求項１１に記載の超硬合金。

【請求項13】

添加剤が、Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＶＣ、Ｃｒ_３Ｃ_２、及びそれらの混合物からなる群から選択される粒成長抑制物質をさらに含む、請求項１１に記載の超硬合金。

【請求項14】

超硬合金が、少なくとも１５００ ＨＶ３０のＨＶ３０のビッカース硬度を有する、請求項１１に記載の超硬合金。

【請求項15】

超硬合金が、少なくとも９．９ＭＰａ√ｍのＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性値Ｋ_Ｉｃを有する、請求項１１に記載の超硬合金。

【請求項16】

請求項１に記載の超硬合金を含む工具。

【請求項17】

請求項１１に記載の超硬合金を含む工具。

【請求項18】

耐かじり性を向上させる方法であって、
ＷＣを含む硬質相と、Ｃｏを含むバインダー相と、（Ｉ）Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、及びＮｂＣ又は（ＩＩ）ＺｒＣ、ＢＮ、Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＶＣ、及びＣｒ_３Ｃのいずれかを含む粒成長抑制物質である添加剤とを含む超硬合金試料を提供すること
を含む、方法。

【請求項19】

１～１８メートル及び１４～１８メートルの摺動距離にわたって、インコネル７１８に対する超硬合金試料の平均摩擦係数（ＣＯＦ）を測定すること、及び
最も最適な耐かじり性を反映する、可能な限り低い摩擦係数（ＣＯＦ）を得るために、１～１８メートル及び１４～１８メートルの摺動距離にわたって測定されたインコネル７１８に対する超硬合金試料の平均摩擦係数（ＣＯＦ）に基づいて、（Ｉ）Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、及びＮｂＣ、又は（ＩＩ）ＺｒＣ、ＢＮ、Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＶＣ、及びＣｒ_３Ｃのいずれかを含む粒成長抑制物質中のＭｏ_２Ｃの量を調整すること
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

約０．４０重量％と０．６０重量％の間の範囲のＭｏ_２Ｃを含む超硬合金試料が、最も最適な耐かじり性を有する、請求項１８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］本発明は、耐かじり性、ビッカース硬度、Ｐａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性、保磁力などの、向上された特性を有する超硬合金に関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］超硬合金は、その硬度と破壊靭性により、冶金製品として一般的に使用されている。一般に、超硬合金は、耐火炭化物、窒化物などの硬質成分を含む硬質相を有する。超硬合金は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅなどの延性金属バインダーを含むバインダー相も一般的に有する。硬質相と金属バインダー相は、様々な機械的及び物理的特性を実現する様々な微細構造に加工できる。異なる機械的特性及び物理的特性が達成されているとしても、そのような特性は一般に予測不可能である。そのため、超硬合金はさらなる改善を達成することを試みて研究開発が続けられている。こうした継続的な改善への要望は、少なくとも部分的には、作業に特殊な特性を持つ工具を必要とする硬質金属合金（例えば、インコネル合金及びその他の超合金）の使用の増加によって推進されている。既知の超硬合金の問題点を改善し解決する努力の中で、本発明者らは、本明細書に開示される向上された特性を有する超硬合金を発見した。

【発明の概要】

【0003】

［０００３］従来の既知の超硬合金に関する上記の典型的な問題を考慮して、本出願は、新規かつ改善された超硬合金を提供する。

【0004】

［０００４］本発明の実施形態は、ＷＣからなる硬質相を含む超硬合金を含む。超硬合金には、Ｃｏを含むバインダー相、及びＭｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、及びＮｂＣ、並びにそれらの混合物からなる群から選択される粒成長抑制物質である添加剤をさらに含む。

【0005】

［０００５］一実施形態では、硬質相は、超硬合金の８７重量％～９１重量％である。

【0006】

［０００６］別の実施形態では、バインダー相は、超硬合金の９重量％～１１重量％である。

【0007】

［０００７］別の実施形態では、粒成長抑制物質は、超硬合金の０．１重量％～２重量％である。

【0008】

［０００８］別の実施形態では、粒成長抑制物質はＭｏを含み、Ｍｏは超硬合金の０．１重量％～１．５０重量％である。

【0009】

［０００９］別の実施形態では、粒成長抑制物質は、Ｃｒ_３Ｃ_２、ＶＣ、又はそれらの混合物ではない。

【0010】

［００１０］別の実施形態では、超硬合金は、少なくとも１４００ ＨＶ３０のビッカース硬度ＨＶ３０を有する。

【0011】

別の実施形態では、超硬合金は、少なくとも７．５ＭＰａ√ｍのＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性値Ｋ_Ｉｃを有する。

【0012】

［００１２］別の実施形態では、超硬合金の保磁力Ｈｃは少なくとも９ｋＡ／ｍである。

【0013】

［００１３］別の実施形態では、Ｍｏは、超硬合金の約０．４０重量％～０．６０重量％の間の範囲にある。

【0014】

［００１４］本発明の別の実施形態は、ＷＣからなる硬質相を含む超硬合金を含む。超硬合金は、さらに、Ｃｏを含む結合相と、ＺｒＣ、ＢＮ、及びそれらの混合物からなる群から選択される粒成長抑制物質である添加剤とを含む。

【0015】

［００１５］一実施形態では、粒成長抑制物質は、超硬合金の０．１重量％～１重量％である。

【0016】

［００１６］別の実施形態では、添加剤は、Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＶＣ、Ｃｒ_３Ｃ_２、及びそれらの混合物からなる群から選択される粒成長抑制物質がさらに含まれる。

【0017】

［００１７］別の実施形態では、超硬合金は、少なくとも１５００ ＨＶ３０のビッカース硬度ＨＶ３０を有する。

【0018】

［００１８］別の実施形態では、超硬合金は、少なくとも９．９ＭＰａ√ｍのＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性値Ｋ_Ｉｃを有する。

【0019】

［００１９］本出願の別の実施形態には、本明細書に開示された超硬合金を含む工具を含む。

【0020】

［００２０］本出願の別の実施形態には、耐かじり性を向上させる方法であって、該方法は、ＷＣを含む硬質相と、Ｃｏを含むバインダー相と、（Ｉ）Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、及びＮｂＣ、又は（ＩＩ）ＺｒＣ、ＢＮ、Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＶＣ、及びＣｒ_３Ｃ_２のいずれかを含む粒成長抑制物質である添加剤とを有する超硬合金試料を提供することと、１～１８メートル及び１４～１８メートルの摺動距離にわたって、インコネル７１８に対する超硬合金試料の平均摩擦係数（ＣＯＦ）を測定することと、最適な耐かじり性を反映する可能な限り低い摩擦係数（ＣＯＦ）を得るために、１～１８メートル及び１４～１８メートルの摺動距離にわたってインコネル７１８に対する超硬合金試料の測定された平均摩擦係数（ＣＯＦ）に基づいて、（Ｉ）Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、及びＮｂＣ、又は（ＩＩ）ＺｒＣ、ＢＮ、Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＶＣ、及びＣｒ_３Ｃ_２のいずれかを含む粒成長抑制物質中のＭｏ_２Ｃの量を調整することとを含む。

【0021】

［００２１］別の実施形態では、約０．４０重量％～０．６０重量％の間の範囲のＭｏ_２Ｃを含む超硬合金試料は、最も最適な耐かじり性を有する。

【0022】

［００２２］その他のシステム、特徴、及び利点は、以下の図及び詳細な説明を検討することにより、当業者には明らかになるであろう。こうした追加のシステム、特徴、及び利点はすべて、この明細書に含まれ、本開示の範囲内にあり、以下の請求項によって保護されることが意図されている。このセクションのいかなる内容も、それらの請求を制限するものとして解釈されるべきではない。さらなる態様及び利点については、本開示の実施形態と併せて以下で説明する。本開示の前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は両方とも例及び説明であり、請求された開示のさらなる説明を提供することを意図していることが理解される。

【0023】

図面の簡単な説明
［００２３］添付の図面は、主題のさらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれ、その一部を構成し、主題の実装を示し、説明とともに開示の原理を説明するのに役立つ。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】［００２４］本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図2】本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図3】本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図4】本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図5】本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図6】本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図7】本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図8】本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図9】［００２５］本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図10】本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像であり、Ｍｏの影響を示している。

【図11】本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像であり、Ｍｏの影響を示している。

【図12】本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図13】本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像であり、Ｍｏの影響を示している。

【図14】本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像であり、Ｍｏの影響を示している。

【図15】本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図16】［００２６］Ｍｏの量を変えたインコネル７１８に対する平均摩擦係数（ＣＯＦ）を示すグラフである。

【図17】［００２７］特定の例示的な実施形態におけるインコネル７１８に対する摩擦係数（ＣＯＦ）を示すグラフである。

【図18】［００２８］０．４７重量％のＭｏを含む実施形態と０．１重量％のＭｏを含む実施形態のインコネル７１８に対する摩擦係数（ＣＯＦ）を示すグラフである。

【図19】［００２９］０．４７重量％のＭｏを含む実施形態と０．２５重量％のＭｏを含む実施形態のインコネル７１８に対する摩擦係数（ＣＯＦ）を示すグラフである。

【図20】［００３０］０．４７重量％Ｍｏを含む実施形態と０．７５重量％Ｍｏを含む実施形態のインコネル７１８に対する摩擦係数（ＣＯＦ）を示すグラフである。

【図21】［００３１］０．４７重量％のＭｏを含む実施形態と１重量％のＭｏを含む実施形態のインコネル７１８に対する摩擦係数（ＣＯＦ）を示すグラフである。

【図22】［００３２］０．４７重量％のＭｏを含む実施形態と１．２５重量％のＭｏを含む実施形態のインコネル７１８に対する摩擦係数（ＣＯＦ）を示すグラフである。

【図23】［００３３］０．４７重量％Ｍｏを含む実施形態と１．５０重量％Ｍｏを含む実施形態のインコネル７１８に対する摩擦係数（ＣＯＦ）を示すグラフである。

【図24】［００３４］ＺｒＣ、ＢＮ、又はそれらの混合物を含む本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図25】［００３４］ＺｒＣ、ＢＮ、又はそれらの混合物を含む本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図26】［００３４］ＺｒＣ、ＢＮ、又はそれらの混合物を含む本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図27】［００３４］ＺｒＣ、ＢＮ、又はそれらの混合物を含む本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図28】ＺｒＣ、ＢＮ、又はそれらの混合物を含む本出願の超硬合金の特定の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像である。

【図29】［００３５］基準グレードの材料に対する平均摩擦係数（ＣＯＦ）を測定することにより、本出願の超硬合金の特定の実施形態の耐かじり性を示すグラフである。

【図30】［００３６］０．４７重量％Ｍｏを含むグレードのインコネル７１８の粉砕性能を基準グレードと比較して示している。

【発明を実施するための形態】

【0025】

［００３７］別途定義されていない限り、ここで使用されるすべての技術用語及び科学用語は、現在説明されている主題が関係する技術分野の通常の技術者に一般的に理解されている意味と同じ意味を有する。

【0026】

［００３８］値の範囲、例えば濃度範囲、パーセンテージ範囲、比率範囲が提示されている場合、文脈上明確に別段の定めがない限り、その範囲の上限と下限、及びその範囲内のその他の記載値又は介在値の間の、下限値の１０分の１単位までの介在値は、記載された主題に含まれるものと理解される。これらのより小さい範囲の上限及び下限は、より小さい範囲に独立して含まれる場合があり、そのような実施形態も、記載された範囲内で具体的に除外される制限を条件として、記載された主題の範囲内に包含される。記載された範囲に限界値の一方又は両方が含まれる場合、含まれる限界値の一方又は両方を除外する範囲も、記載された主題に含まれる。

【0027】

［００３９］以下の定義は、説明されている主題のパラメータを示す。

【0028】

［００４０］本開示において使用される「重量％」は、特に別途記載がない限り、超硬合金組成物の全重量の所定の重量パーセントを指す。

【0029】

［００４１］本開示において使用される「約」及び「およそ」という用語は互換的に使用される。これは、使用されている数字の数値のプラス又はマイナス１％を意味する。したがって、「約」及び「およそ」は、特定の値が特定の値より「上」又は「下」になる可能性があることを規定することにより、数値範囲のエンドポイントに柔軟性を提供するために使用される。したがって、例えば、５０％という値は、４９．５％～５０．５％で定義される範囲を含むことを意図している。

【0030】

［００４２］本開示において使用される「主に」という用語は、特定のエンティティの少なくとも９５％を包含することを意味する。

【0031】

［００４３］ここで使用される「実質的に」という用語は、動作、特性、性質、状態、構造、項目、又は結果の完全又はほぼ完全な範囲又は程度を指す。

【0032】

［００４４］ここで使用される「可能な限り低い」という用語は、記録された値のセットから最小値として決定される値の最小量を指。

【0033】

［００４５］ここで使用される「最適」という用語は、最も好ましい、満足できる、又は望ましいものの量又は程度を指す。

【0034】

［００４６］本開示全体を通じて使用される場合、「一般的に」という用語は、「およそ」、「典型的に」、「ほぼ」又は「付近又は範囲内」という意味を有する。

【0035】

［００４７］本開示において使用される用語「パルムクビスト破壊靭性」、すなわちＫｌｃは、エネルギーを吸収した際に、事前亀裂を有する材料がさらなる破壊の伝播に抵抗する能力を指す。

【0036】

［００４８］本開示において使用される用語「ＨＶ３０ビッカース硬度」（すなわち、３０ｋｇｆの荷重を適用する）は、局所的な塑性変形に対する抵抗の尺度であり、試料を３０ｋｇｆでビッカースチップで押し込むことによって得られる。

【0037】

［００４９］本開示で使用されているＩＳＯ ２８０７９－２００９規格は、インデンテーション法によって室温で超硬合金、サーメット、及び超硬合金の破壊靭性及び硬度を測定する方法を規定している。ＩＳＯ ２８０７９－２００９規格は、インデンテーションと、ビッカース硬度のインデンテーションから発散する亀裂の対角線の長さを使用して計算される破壊靭性と硬度の測定に適用され、金属結合炭化物及び炭窒化物（例えば、超硬合金、サーメット、又は超硬合金）に使用することを目的としている。ＩＳＯ ２８０７９：２００９規格で提案されている試験手順は、周囲温度での使用を意図しているが、合意によりより高い温度又はより低い温度に拡張できる。ＩＳＯ ２８０７９：２００９規格で提案されている試験手順は、通常の実験室空気環境での使用も想定されている。通常、強酸や海水などの腐食性環境での使用は想定されていない。ＩＳＯ ２８０７９－２００９規格は、例えば「Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｈａｒｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｂｏｏｋ」、２０１４、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｌｔｄ．の３１２ページに記載されているＡＳＴＭ Ｂ７７１規格と直接比較可能であり、その全文は参照により本明細書中で援用される。したがって、ＩＳＯ ２８０７９－２００９規格を使用して測定された破壊靭性及び硬度は、ＡＳＴＭ Ｂ７７１規格を使用した測定値と同じであると想定できる。

【0038】

［００５０］本開示において使用される用語「保磁力」、すなわちＨｃは、保磁力又は磁気保磁力とも呼ばれ、強磁性材料が外部磁場に対して消磁されることなく耐える能力の尺度である。

【0039】

［００５１］本開示において使用される用語「摩擦係数」、すなわちμは、２つの物体間の接触する２つの表面の動きに抵抗する摩擦力を、２つの物体を押し付けて一緒に保持する法線力との関係で定量化するために使用される比率である。

【0040】

［００５２］本開示において使用される用語「かじり（ｇａｌｌｉｎｇ）」は、典型的には摺動面間の摩擦及び付着によって引き起こされる材料の摩耗の形態である。材料が摩耗すると、特に表面を圧縮する大きな力が加わった場合に、その一部が接触面とともに引っ張られる。したがって、かじりは表面間の摩擦と接着の組み合わせによって引き起こされ、その後、表面の下の結晶構造が滑り、引き裂かれる。これにより、通常、一部の材料が隣接する表面に付着したり、摩擦溶接されたりするが、かじられた材料は、表面に付着した材料の塊が丸まったり引き裂かれたりしてえぐれたように見える場合がある。

【0041】

［００５３］本開示で使用されている用語「インコネル７１８」は、通常５０．０重量％～５５．０重量％の量のニッケル、通常１７．０重量％～２１．０重量％のクロム、通常２．８重量％～３．３重量％のモリブデン、通常４．７５重量％～５．５０重量％のニオブとタンタル、残部が鉄からなる一般的な超合金である。インコネル７１８は、当該技術分野ではＮｉｃｒｏｆｅｒ ５２１９、Ｓｕｐｅｒｉｍｐｈｙ ７１８、Ｈａｙｎｅｓ ７１８、Ｐｙｒｏｍｅｔ ７１８、Ｓｕｐｅｒｍｅｔ ７１８、及びＵｄｉｍｅｔ ７１８としても知られている。

【0042】

［００５４］超硬合金のグレードは、ＷＣの粒径に応じて分類できる。異なる種類のグレードは、ナノ、超微粒子、サブミクロン、微粒子、中微粒子、中粗微粒子、粗微粒子、極粗微粒子として定義されている。本開示で使用される場合、用語、（Ｉ）「ナノグレード」は、粒径が約０．２μｍ未満の材料として定義され、（ＩＩ）「超微細グレード」は、粒径が約０．２μｍ～約０．５μｍの材料として定義され、（ＩＩＩ）「サブミクロングレード」は、粒径が約０．５μｍ～約０．９μｍの材料として定義され、（ＩＶ）「微細グレード」は、粒径が約１．０μｍ～約１．３μｍの材料として定義され、（Ｖ）「中粗グレード」は、粒径が約１．４μｍ～約２．０μｍの材料として定義され、（ＶＩ）「中粗グレード」は、粒径が約２．１μｍ～約３．４μｍの材料として定義され、（ＶＩＩ）「粗粒度」とは、粒径が約３．５μｍ～約５．０μｍの材料と定義され、且つ（ＶＩＩＩ）「極粗粒度」とは、粒径が約５．０μｍを超える材料と定義される。

【0043】

［００５５］本出願の超硬合金について、実施形態を参照して以下に説明する。ここで提供される説明は、特許請求の範囲を制限することを意図するものではなく、本出願に含まれる多様性を例示することを意図するものである。実施形態は、添付の図面を参照して以下でさらに詳しく説明され、図面では、同じ番号が複数の図にわたって同じ要素を表し、例示的な実施形態が示される。しかしながら、請求項の実施形態は、多くの異なる形態で実施される可能性があり、本明細書に記載された実施形態に限定されると解釈されるべきではない。ここで説明する例は、限定的な例ではなく、他の可能性のある例の中の単なる例である。

【0044】

超硬合金
［００５６］本発明は、ＷＣを含む硬質相、例えばＣｏなどのバインダー材料を含むバインダー相、及び／又は添加剤を含む超硬合金に関する。

【0045】

［００５７］硬質相はＷＣを含む。特定の実施形態では、ＷＣのグレードはサブミクロン、微細、又はそれらの混合物である。超硬合金は、主にＷＣを含み、ＷＣは、通常、超硬合金の全重量の８７重量％～９１重量％の範囲で超硬合金中に存在する。いくつかの実施形態では、超硬合金は主にＷＣを含み、ＷＣは、超硬合金の全重量の８７重量％～９１重量％の範囲で超硬合金中に存在する。他の実施形態では、ＷＣは、超硬合金の全重量に対して８９重量％～９１重量％の範囲で超硬合金中に存在する。さらに他の実施形態では、ＷＣは、超硬合金の全重量に対して９０重量％～９１重量％の範囲で超硬合金中に存在する。特定の実施形態では、ＷＣは、超硬合金中に、８８重量％～８９．５重量％、８８重量％～９０重量％、８９重量％～８９．５重量％、８９重量％～９０重量％、９０重量％～９０．５重量％、又は９０．５重量％～９１重量％の範囲で存在し、これらはすべて超硬合金の全重量に対する。硬質相は、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｈｆの炭化物、炭窒化物、且つ／若しくは窒化物、及びそれらの混合物などの追加の硬質相成分をさらに含み得る。

【0046】

［００５８］バインダー相は、例えばＣｏなどのバインダー成分を含み、特定の実施形態では、バインダーはＣｏであり、その結果、超硬合金はＷＣ－Ｃｏ超硬合金になる。バインダーは、通常、超硬合金の全重量に対して９重量％～１１重量％の範囲で超硬合金中に存在する。いくつかの実施形態では、バインダーは、超硬合金の全重量に対して９重量％～１０重量％の範囲で超硬合金中に存在する。他の実施形態では、バインダーは、超硬合金の全重量に対して９．５重量％～１１重量％の範囲で超硬合金中に存在する。さらに他の実施形態では、バインダーは、超硬合金の全重量に対して１０重量％～１１重量％の範囲で超硬合金中に存在する。さらに他の実施形態では、バインダーは、超硬合金の全重量に対して１０．５重量％～１１重量％の範囲で超硬合金中に存在する。さらに他の実施形態では、バインダーは、超硬合金の全重量に対して１０．５重量％～１１重量％の範囲で超硬合金中に存在する。「およそ」という用語は、それが使用されている数字の数値の＋／－１％を意味するものと理解される。

【0047】

［００５９］添加剤は、Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、及びそれらの混合物からなる群から選択することができる粒成長抑制物質であり得る。粒成長抑制物質相は、通常、超硬合金の全重量に対して０．１重量％～２重量％の範囲で超硬合金中に存在する。いくつかの実施形態では、粒成長抑制物質相は、超硬合金の全重量に対して０．２５重量％～２重量％の範囲で超硬合金中に存在する。他の実施形態では、粒成長抑制物質相は、超硬合金の全重量に対して０．５重量％～２重量％の範囲で超硬合金中に存在する。さらに他の実施形態では、粒成長抑制物質相は、超硬合金の全重量に対して０．７５重量％～２重量％の範囲で超硬合金中に存在する。さらに別の実施形態では、粒成長抑制物質相は、超硬合金の全重量に対して１重量％～２重量％の範囲で超硬合金中に存在する。さらなる実施形態では、粒成長抑制物質相は、超硬合金の全重量に対して１．２５重量％～２重量％の範囲で超硬合金中に存在する。さらに他の実施形態では、粒成長抑制物質相は、超硬合金の全重量に対して１．５０重量％～２重量％の範囲で超硬合金中に存在する。さらに別の実施形態では、粒成長抑制物質相は、超硬合金の全重量に対して１．７５重量％～２重量％の範囲で超硬合金中に存在する。特定の実施形態では、粒成長抑制物質相は、超硬合金中に、超硬合金の総重量を基準として、０．４重量％～１重量％、約０．５重量％の範囲で存在する。「およそ」という用語は、それが使用されている数字の数値の＋／－１％を意味するものと理解される。

【0048】

［００６０］特定の実施形態では、粒成長抑制物質はＣｒ_３Ｃ_２及び／又はＶＣを含まない。この点に関して、本出願の超硬合金は、一般的に使用されるＣｒ_３Ｃ_２及び／又はＶＣ以外の耐火性超硬合金との焼結中にＷＣ粒の成長を抑制することができる。ＷＣ粒サイズの成長を制御することで、Ｃｒ_３Ｃ_２及び／又はＶＣを添加しなくても優れた硬度と破壊靭性を実現できる。実際に、本出願の超硬合金によって達成される優れた硬度及び破壊靭性は、Ｃｒ_３Ｃ_２及び／又はＶＣを粒成長抑制物質として利用するＷＣ－Ｃｏ超硬合金と同様である。本出願の超硬合金の得られる保磁力Ｈｃ値は、例えば、９ｋＡ／ｍ～１６ｋＡ／ｍの範囲にある。ＷＣ－１０Ｃｏサブミクロングレード（つまり、１０Ｃｏは超硬合金組成物の１０重量％のＣｏを指し、グレードにはＣｒ_３Ｃ_２及び／又はＶＣを含み得る）の対応する保磁力Ｈｃ値は通常１７ｋＡ／ｍ～２３ｋＡ／ｍの範囲であるが、ＷＣ－１０Ｃｏ粗グレードの保磁力Ｈｃ値は通常６ｋＡ／ｍ～８．５ｋＡ／ｍの範囲である。

【0049】

［００６１］Ｆａｒａｇらの“Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｇｒａｉｎ ｇｒｏｗｔｈ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ， ｕｌｔｒａｆｉｎｅ ａｎｄ ｎａｎｏ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｈａｒｄｍｅｔａｌｓ － Ａ ｒｅｖｉｅｗ， Ｉｎｔ． Ｊ． Ｒｅｆｒａｃｔ． Ｍｅｔ． Ｈａｒｄ Ｍａｔｅｒ． ７７． １２－３０（２０１８）”及びＷｉｔｔｍａｎｎらの“ＷＣ ｇｒａｉｎ ｇｒｏｗｔｈ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｉｎ ｎｉｃｋｅｌ ａｎｄ ｉｒｏｎ ｂｉｎｄｅｒ ｈａｒｄｍｅｔａｌｓ”， Ｉｎｔ． Ｊ． Ｒｅｆｒａｃｔ． Ｍｅｔ． Ｈａｒｄ Ｍａｔｅｒ． ２０． ５１－６０（２００２）で説明されているように、ＷＣ粒成長の抑制は通常、Ｃｒ_３Ｃ_２及び／又はＶＣを添加することによって行われ、これらは他の耐火炭化物と比較してより効果的であることが知られている。しかし、他の耐火炭化物及び／又はＦｅを適切な割合で使用することで、ＷＣの粒成長が制限され、Ｃｒ_３Ｃ_２を粒成長抑制物質として使用する場合に期待される範囲の硬度と破壊靭性を備えた超硬合金が得られる。

【0050】

［００６２］特に、本出願の超硬合金は、少なくとも１４００ ＨＶ３０のビッカース硬度ＨＶ３０を有する。特定の実施形態では、焼結炭化物は、一般に、１４００ ＨＶ３０～１７００ＨＶ３０の範囲のＨＶ３０ビッカース硬度を有する。特定の実施形態では、超硬合金は、１４００ ＨＶ３０～１５００ ＨＶ３０、１４００ ＨＶ３０～１６００ＨＶ３０、１５００ ＨＶ３０～１５５０ＨＶ３０、１５００ ＨＶ３０～１６００ＨＶ３０、１５００ ＨＶ３０～１７００ＨＶ３０、１５５０ＨＶ３０～１６００ＨＶ３０、１６００ＨＶ３０～１７００ＨＶ３０の範囲、又は１６５０ＨＶ３０～１７００ＨＶ３０の範囲のＨＶ３０ビッカース硬度を有する。

【0051】

［００６３］本出願の超硬合金は、典型的に、少なくとも７．５ＭＰａ√ｍのＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性Ｋ_Ｉｃを有する。いくつかの実施形態では、超硬合金は、７．５ＭＰａ√ｍ～１２．５ＭＰａ√ｍのＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性Ｋ_Ｉｃを有する。他の実施形態では、超硬合金は、８．５ＭＰａ√ｍ～１２．５ＭＰａ√ｍのＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性Ｋ_Ｉｃを有する。さらに他の実施形態では、超硬合金は、９．５ＭＰａ√ｍ～１２．５ＭＰａ√ｍのＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性Ｋ_Ｉｃを有する。さらに他の実施形態では、超硬合金は、１０．５ＭＰａ√ｍ～１２．５ＭＰａ√ｍのＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性Ｋ_Ｉｃを有する。さらに他の実施形態では、超硬合金は、１１．５ＭＰａ√ｍ～１２．５ＭＰａ√ｍのＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性Ｋ_Ｉｃを有する。特定の実施形態では、超硬合金は、９ＭＰａ√ｍ～１１ＭＰａ√ｍ又は９．５ＭＰａ√ｍ～１０．５ＭＰａ√ｍのＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性Ｋ_Ｉｃを有する。

【0052】

［００６４］本発明の超硬合金は、少なくとも９ｋＡ／ｍの保磁力Ｈｃを有する。いくつかの実施形態では、超硬合金は、９ｋＡ／ｍ～２５ｋＡ／ｍの保磁力、Ｈｃを有する。別の実施形態では、超硬合金は、１１ｋＡ／ｍ～２５ｋＡ／ｍの保磁力、Ｈｃを有する。さらに別の実施形態では、超硬合金は、１３ｋＡ／ｍ～２５ｋＡ／ｍの保磁力、Ｈｃを有する。またさらに別の実施形態では、超硬合金は、１５ｋＡ／ｍ～２５ｋＡ／ｍの保磁力、Ｈｃを有する。さらなる実施形態では、超硬合金は、１７ｋＡ／ｍ～２５ｋＡ／ｍの保磁力、Ｈｃを有する。さらに別の実施形態では、超硬合金は、１９ｋＡ／ｍ～２５ｋＡ／ｍの保磁力、Ｈｃを有する。特定の実施形態では、超硬合金は、２１ｋＡ／ｍ～２５ｋＡ／ｍの保磁力、Ｈｃを有する。特定の特別な実施形態では、超硬合金は、１２ｋＡ／ｍ～２０ｋＡ／ｍ又は１７ｋＡ／ｍ～２０ｋＡ／ｍの保磁力、Ｈｃを有する。保磁力は一般に炭化物の微細構造と反比例関係にある。つまり、保磁力が増加すると、炭化物の粒径は減少する。したがって、保磁力が高いということは、炭化物の粒径が小さいことを意味する。

【0053】

［００６５］以下の表１は、本出願の超硬合金の特定の実施形態を示しており、ビッカース硬度ＨＶ３０、Ｐａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性ＫＩｃ、及び保磁力Ｈｃを含んでいる。図１～図８は、表１に示したグレードの走査型電子顕微鏡画像を示している。

【0054】

［００６６］［表１］

【0055】

［００６７］さらに、粒成長抑制物質相は、一般に、超硬合金の０．１重量％～１．５０重量％の量のＭｏを含む。特定の実施形態では、粒成長抑制物質相は、超硬合金の０．１重量％～１重量％の量のＭｏを含む。特定の実施形態では、粒成長抑制物質相は、超硬合金の０．２５重量％～１．５０重量％、０．５０重量％～１．５０重量％、０．７５重量％～１．５０重量％、０．９０重量％～１．５０重量％、１．００重量％～１．５０重量％、１．１０重量％～１．５０重量％、１．２５重量％～１．５０重量％、又は１．４０重量％～１．５０重量％の量のＭｏを含む。

【0056】

［００６８］すなわち、本実施形態では、粒成長抑制物質相がＭｏ_２Ｃとして添加され、その結果、超硬合金はＭｏを含むことになる。Ｍｏの量が１．２５重量％を超えると、第３相の析出が発生する可能性がある。このような析出を回避するために、炭化物組成物中のＭｏの量の上限を１．２５重量％又は１重量％に制限することができる。さらに、特定の実施形態では、本出願の超硬合金は、立方晶のＣｏ相及びＭｏ相を形成せず、また、そのような相を含まない。

【0057】

［００６９］第３相の存在は、表２（下記）に示す試料を調製することによって実験的に検証された。各試料は、表２に示す重量％のＭｏと、１０％のＣｏと、残余のＷＣを含んでいた。

【0058】

［００７０］［表２］

【0059】

［００７１］図９～図１５は、表２の実施形態の微細構造の走査型電子顕微鏡画像を示す。前述の第３相は、Ｍｏの量が１．２５重量％及び１．５０重量％の場合の微細構造を示す図１４～図１５に示されている。表２は、第３相の存在がＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性Ｋ_Ｉｃに悪影響を及ぼし、Ｍｏの量が０．１重量％～１重量％の範囲にある場合と比較して、Ｍｏの量が１．２５重量％の場合にＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性Ｋ_Ｉｃが減少することを示している。

【0060】

［００７２］表２に示す各試料について、インコネル７１８に対する摩擦係数（ＣＯＦ）を測定した。摩擦係数（ＣＯＦ）は、１メートル～１８メートルの摺動距離で測定された。摩擦係数（ＣＯＦ）は、安定した挙動を示した１４～１８メートルの摺動距離でさらに測定された。結果を表２に示す。

【0061】

［００７３］さらに、表２の試料の耐かじり性は、全摺動距離１８メートルにわたって２０Ｎの一定荷重で往復摺動試験を行うことによって測定された。図１６は、インコネル７１８に対する平均摩擦係数（ＣＯＦ）をＭｏ含有量（重量％）に対してプロットした結果を示している。図１６に示す結果は、耐かじり性が概ね良好であり、Ｍｏが約０．４０重量％～０．６０重量％の間の範囲であることを示している（つまり、図１６の１～１８メートルの摺動距離にわたる平均ＣＯＦ測定値を示すグラフの最低点）。

【0062】

［００７４］図１６は、表２のすべての試料について、インコネル７１８に対する摩擦係数（ＣＯＦ）を摺動距離に対してプロットしたものである。０．４７重量％Ｍｏを含む実施形態の摩擦係数（ＣＯＦ）は、最も低い摩擦係数（ＣＯＦ）を有する線として示されている。つまり、他の各試料は、０．４７重量％Ｍｏの実施形態と比較して、摩擦係数（ＣＯＦ）が高くなっている。しかしながら、耐かじり性は、摩擦係数（ＣＯＦ）の関数だけではなく、図１７の線に山と谷として示されているかじり事象の存在も考慮する。図１７に示すように、より多くのかじり事象を示した試料は、それぞれ０．２５重量％のＭｏ、１重量のＭｏ、及び１．２５重量のＭｏで構成された試料である。さらに明確にするために、図１９、図２１、及び図２２は、０．２５重量％のＭｏ、１重量％のＭｏ、及び１．２５重量％のＭｏで構成された実施形態について図１７から線を抽出し、０．４７重量％のＭｏで構成された実施形態とともに線を示している。図１９、図２１及び図２２に示されているかじり事象の増加は、図１６に示されている平均摩擦係数（ＣＯＦ）の上昇と一致している。

【0063】

［００７５］対照的に、図１８は、０．４７重量％のＭｏで構成された実施形態と、０．１重量％のＭｏで構成された実施形態のみを示している。図２０は、０．４７重量％のＭｏで構成された実施形態と、０．７５重量％のＭｏで構成された実施形態のみを示している。図２３は、０．４７重量％のＭｏで構成された実施形態と、１．５０重量％のＭｏで構成された実施形態のみを示している。図１８、図２０及び図２３は、かじり事象（つまり、山と谷の数）が少ないことを示している。したがって、図１６～図２３に示された結果をまとめると、耐かじり性は、一般に、約０．４０重量％のＭｏ～０．６０重量％の範囲で良好であることがわかる。０．１重量％のＭｏ、０．７５重量％のＭｏ、及び１．５０重量％のＭｏを含む試料は、安定した摩擦係数（ＣＯＦ）によりインコネル７１８に対して良好な耐摩耗性を示す可能性があり、一般に、約０．４０重量％～０．６０重量％の間の範囲にわたるＭｏの試料では、満足のいく低い摩擦係数（ＣＯＦ）及び摩耗事象の減少（つまり、耐摩耗性の向上）という好ましい結果が観察された。

【0064】

［００７６］本出願は、超硬合金の製造方法も含む。超硬合金の製造方法は、第１に、硬質相と結合相を混合及び／又は粉砕する工程と、第２に、硬質相とバインダー相の混合物を圧縮する工程と、第３に、硬質相とバインダー相の圧縮混合物を焼結する工程とを含む。必要に応じて、焼結製品を研磨し、コーティングして、超硬合金から製品（例えば、工具又はインサートなど）を得ることができる。コーティングは、化学気相堆積法（ＣＶＤ）及び／又は物理的気相堆積法（ＰＶＤ）によって提供され得る。上で説明したように、超硬合金は、粒成長抑制物質としてＣｒ_３Ｃ_２及び／又はＶＣを添加しなくても、優れた硬度と破壊靭性を実現できる。さらに、超硬合金の製造方法は、立方晶のＣｏ相及びＭｏ相の形成を回避するように進めることができる。

【0065】

ＺｒＣ及び／又はＢＮ
［００７７］本出願の超硬合金には、添加剤としてＺｒＣ及び／又はＢＮを含めることができる。ＺｒＣ又はＢＮの添加は、Ｎｉ合金を加工する際の金属の蓄積を減らすのに役立つ。この点で、金属の堆積は、あらゆる金属合金を加工する際の超硬合金工具にとって重大な損傷メカニズムとなる。これは通常、標準グレードの超硬合金の上にコーティングを施すことで解決される。しかしながら、添加剤としてＺｒＣ及び／又はＢＮを含む本出願の超硬合金は、コーティングが表面から完全に除去されると、機械加工された材料とバルク材料との接着性を低下させる可能性がある。

【0066】

［００７８］添加剤がＺｒＣ及び／又はＢＮである場合、ＺｒＣ及び／又はＢＮは、超硬合金の０．１重量％～０．２重量％の量で存在することができる。Ｚｒは酸素と反応して活性が高く、非常に多孔質な材料を生成する可能性があるため、大量のＺｒＣ（すなわち、５重量％超）の添加は回避される。さらに、添加剤がＺｒＣ及び／又はＢＮである場合、添加剤は、Ｍｏ_２Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＶＣ、Ｃｒ_３Ｃ_２、及びそれらの混合物からなる群から選択される粒成長抑制物質をさらに含み得る。つまり、添加剤がＺｒＣ及び／又はＢＮである場合、Ｃｒ_３Ｃ_２の有無にかかわらず超硬合金を製造できる。

【0067】

［００７９］表３（下）は、添加剤がＺｒＣ及び／又はＢＮであり、ビッカース硬度ＨＶ３０及びＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性Ｋ_Ｉｃを含む場合の、本出願の超硬合金の特定の実施形態を示している。図２４～図２８は、表３に示したグレードの走査型電子顕微鏡画像を示している。表３の参照グレードは、サブミクロンＷＣを含む１０％のＣｏグレードを指す（つまり、１０Ｃｏは、超硬合金組成物の１０重量％のＣｏを指す）。

【0068】

［００８０］［表３］

【0069】

［００８１］表３に示すように、ＺｒＣ及び／又はＢＮを含む超硬合金は、少なくとも１５００ ＨＶ３０のビッカース硬度ＨＶ３０を有する。いくつかの実施形態では、超硬合金は、１５００ ＨＶ３０～１６５０ＨＶ３０の範囲のＨＶ３０ビッカース硬度を有する。特定の実施形態では、超硬合金は、１５５０ＨＶ３０～１６５０ＨＶ３０のビッカース硬度ＨＶ３０を有する。特定の実施形態では、超硬合金は、１６００ＨＶ３０～１６５０ＨＶ３０のビッカース硬度ＨＶ３０を有する。

【0070】

［００８２］さらに、超硬合金ＺｒＣ及び／又はＢＮは、少なくとも９．９ＭＰａ√ｍのＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性Ｋ_Ｉｃを有する。特定の実施形態では、超硬合金は、９．９ＭＰａ√ｍ～１０．６ＭＰａ√ｍのＰａｌｍｑｖｉｓｔ破壊靭性Ｋ_Ｉｃを有する。

【0071】

［００８３］ＺｒＣの添加は、一般的な粒成長抑制物質よりも効果が低いと認識されているため、超硬合金では一般的ではない。しかしながら、ＺｒＣの少量添加はバインダーとニッケル合金の相互作用に影響を与え、それにより、金属の蓄積を減らすことで耐かじり性を向上させることができる。少量のＢＮの添加は、Ｃｏバインダーとニッケル合金との化学親和性を低下させ、それにより、耐かじり性も低減される。この点に関しては、Ｎｉ超合金／インコネル７１８に対する摩擦係数の時間的変化を観察することにより、金属の堆積を「かじり」の観点から測定した。一般的なＷＣ－Ｃｏ（Ｃｒ_３Ｃ_２添加あり）は、摺動距離に沿って摩擦係数が急激に変化し、金属の蓄積が増加する。図２９は、表３に示したＺｒＣ及び／又はＢＮを含む焼結炭化物のグレードでは、このような急激な変化は観察されなかったことを示している。この点に関して、図２９は、基準グレード及び表３に示したＺｒＣ及び／又はＢＮを含む超硬合金のグレードの摺動距離に対する摩擦係数の曲線を示す。図２９は、表３に示したＺｒＣ及び／又はＢＮを含む焼結炭化物のグレードでは、かじり事象に関連する急激な変化が観察されないことを示しています。ＺｒＣ及び／又はＢＮを添加すると金属の堆積が減少するが、機械加工に使用される一般的なＷＣ－Ｃｏ材料の範囲内の硬度と破壊靭性には影響しない。

【0072】

［００８４］上で説明したように、本出願には、超硬合金の製造方法も含まれる。超硬合金の製造方法は、第１に、硬質相と結合相を混合及び／又は粉砕する工程と、第２に、硬質相とバインダー相の混合物を圧縮する工程と、第３に、硬質相とバインダー相の圧縮混合物を焼結する工程とを含む。必要に応じて、焼結製品を研磨し、コーティングして、超硬合金から製品（例えば、工具又はインサートなど）を得ることができる。コーティングは、化学気相堆積法（ＣＶＤ）及び／又は物理的気相堆積法（ＰＶＤ）によって提供され得る。少量のＺｒＣ及び／又はＢＮを超硬合金に添加することができる。特に、超硬合金の製造方法においては、硬質相とバインダー相の混合物に少量のＺｒＣ及び／又はＢＮを添加することができる。

【0073】

工具
［００８５］本明細書に開示される超硬合金は、工具を調製するために使用することができる。本出願は、開示された超硬合金を含む工具に関する。例えば、工具は、エンドミル、インサート、ドリル、鋸チップなどであることができるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、工具はエンドミルである。

【0074】

［００８６］図３０は、０．４７重量％Ｍｏを含むグレードのインコネル７１８の粉砕性能を基準グレードと比較して示している。図３０に示すように、０．４７重量％のＭｏから構成されるグレードでは、基準グレードと比較して平均パス数が約３５％増加される。したがって、図３０に示されている結果は、好ましい低摩擦係数（ＣＯＦ）及びかじり事象の減少（つまり、耐かじり性の向上）と一致しており、これらは一般に約０．４０重量％と０．６０重量％との間のＭｏの範囲にわたる試料で観察されている。

【0075】

［００８７］本開示は実施形態に関連して説明されているが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲に定義されている本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、具体的に説明されていない追加、削除、変更、及び置換を行うことができることを理解するであろう。

【0076】

［００８８］本明細書における実質的にあらゆる複数形及び／又は単数形の用語の使用に関しては、当業者は、文脈及び／又は用途に応じて、複数形から単数形へ、及び／又は単数形から複数形へ翻訳することができる。明瞭化のために、ここでは単数／複数の様々な順列は明示的に示されていない。

【0077】

［００８９］ここで説明する主題は、異なる他の構成要素内に含まれる、又は異なる他の構成要素に接続された異なる構成要素を示す場合がある。このように示されたアーキテクチャは単なる例示であり、実際には同じ機能を実現する他の多くのアーキテクチャを実装できることを理解する必要がある。概念的には、同じ機能を実現するための構成要素の配置は、望ましい機能が実現されるように効果的に「関連付け」られる。したがって、特定の機能を実現するためにここで組み合わせられた任意の２つの構成要素は、アーキテクチャや中間構成要素に関係なく、目的の機能が実現されるように互いに「関連付けられている」と見なすことができる。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成要素は、所望の機能を実現するために互いに「操作可能に接続されている」又は「操作可能に結合されている」と見なすこともでき、また、そのように関連付けられる可能性がある任意の２つの構成要素は、所望の機能を実現するために互いに「操作可能に結合可能である」と見なすこともできる。操作可能に結合可能な具体的な例としては、物理的に結合可能及び／又は物理的に相互作用する構成要素、及び／又はワイヤレスで相互作用可能及び／又はワイヤレスで相互作用するコ構成要素、及び／又は論理的に相互作用する及び／又は論理的に相互作用可能な構成要素が含まれるが、これらに限定されない。

【0078】

［００９０］いくつかの場合では、１つ又は複数の構成要素は、本明細書では「ように構成されている（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」、「によって構成されている（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｂｙ）」、「ように構成され得る（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ ｔｏ）」、「ように操作可能／作動可能（ｏｐｅｒａｂｌｅ／ｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｔｏ）」、「適応されている／適応可能である（ａｄａｐｔｅｄ／ａｄａｐｔａｂｌｅ）」、「できる（ａｂｌｅ ｔｏ）」、「ように一致された／適合された（ｃｏｎｆｏｒｍａｂｌｅ／ｃｏｎｆｏｒｍｅｄ ｔｏ）」などと称し得る。当業者であれば、文脈上特に必要がない限り、このような用語（例えば、「ように構成されている（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」）は、一般に、アクティブ状態の構成要素及び／又は非アクティブ状態の構成要素及び／又はスタンバイ状態の構成要素を包含できることが理解できるであろう。

【0079】

［００９１］本明細書に記載された本発明の主題の特定の態様が示され、説明されているが、当業者には、本明細書の教示に基づいて、本明細書に記載された主題及びそのより広い態様から逸脱することなく変更及び修正を行うことができることは明らかであり、したがって、添付の請求項は、本明細書に記載された主題の真の趣旨及び範囲内にあるすべての変更及び修正をその範囲内に包含するものとする。一般に、本明細書、特に添付の請求項（例えば、添付の請求項の本文）で使用される用語は、一般に「オープン」な用語として意図されていることは、当業者には理解されるであろう（例えば、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は「含んでいるが、これらに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」と解釈されるべきであり、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は「少なくとも有する（ｈａｖｉｎｇ ａｔ ｌｅａｓｔ）」と解釈されるべきであり、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」という用語は「含むが、これらに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｂｕｔ ｉｓ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」と解釈されるべきであるなど）。

【0080】

［００９２］さらに、当業者であれば、導入された請求項の特定の数の記載が意図されている場合、そのような意図は請求項に明示的に記載され、そのような記載がない場合にはそのような意図は存在しないことが理解されるであろう。例えば、理解を助けるために、以下の添付の請求項には、請求項の記載を紹介するために「少なくとも１つ」及び「１つ又は複数の」という導入句が使用されている場合がある。しかしながら、そのようなフレーズの使用は、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」による請求項の記載導入が、そのような導入された請求項の記載を含む特定の請求項を、そのような記載を１つだけ含むクレームに限定することを意味すると解釈されるべきではなく、これは、同じ請求項に導入されたフレーズ「１つ又は複数の（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」又は「少なくとも１つの（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」と不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」が含まれる場合であってもである（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は通常、「少なくとも１つの（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」又は「１つ又は複数の（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」を意味すると解釈されるべきである）。請求項の記載を導入するために使用される定冠詞の使用についても同様である。

【0081】

［００９３］さらに、導入された請求項の特定の数が明示的に記載されている場合でも、当業者は、そのような記載は通常、少なくとも記載された数を意味するように解釈されるべきであることを認識するであろう（例えば、他の修飾語なしの「２つの記載」という単なる記載は、通常、少なくとも２つの記載、又は２つ以上の記載を意味する）。

【0082】

［００９４］さらに、「Ａ、Ｂ、Ｃなどのうち少なくとも１つ」に類似した慣例が使用される場合、一般に、そのような構成は、当業者がその慣例を理解する意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、Ｃのうち少なくとも１つを含むシステム」には、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢが一緒に、ＡとＣが一緒に、ＢとＣが一緒に、及び／又はＡ、Ｂ、Ｃが一緒になどを含むシステムが含まれるが、これらに限定されない）。「Ａ、Ｂ、Ｃなどのうち少なくとも１つ」に類似した慣例が使用される場合、一般に、そのような構成は、当業者がその慣例を理解する意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、Ｃのうち少なくとも１つを含むシステム」には、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢが一緒に、ＡとＣが一緒に、ＢとＣが一緒に、及び／又はＡ、Ｂ、Ｃが一緒になどを含むシステムが含まれるが、これらに限定されない）。さらに、当業者であれば、説明、請求項、図面のいずれにおいても、２つ以上の代替用語を提示する分離語及び／又は句は、文脈上別段の定めがない限り、用語の１つ、いずれかの用語、又は両方の用語を含める可能性を考慮していると理解すべきであることを理解できるであろう。例えば、「Ａ又はＢ」というフレーズは、通常、「Ａ」又は「Ｂ」又は「ＡかつＢ」の可能性を含むと理解される。

【0083】

［００９５］添付の請求項に関して、当業者であれば、そこに記載されている操作は一般に任意の順序で実行できることを理解するであろう。また、様々な操作フローが順番に示されているが、様々な操作は、示されている順序以外の順序で実行することも、同時に実行することもできることを理解されたい。このような代替順序の例には、文脈上特に断りのない限り、重複、交互、中断、並べ替え、増分、準備、補足、同時、逆、又はその他の変形順序が含まれまれる。さらに、「に応答して（ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｔｏ）」、「に関連して（ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ）」などの用語や、その他の過去形の形容詞は、文脈上特に断りがない限り、通常、そのような変形を除外することを意図したものではない。

【0084】

［００９６］当業者であれば、前述の特定の例示的なプロセス及び／又はデバイス及び／又は技術が、本明細書に添付された請求項及び／又は本出願の他の箇所など、本明細書の他の箇所で教示されるより一般的なプロセス及び／又はデバイス及び／又は技術を代表するものであることを理解するであろう。

【0085】

［００９７］本明細書では様々な側面及び実施形態が開示されているが、他の態様及び実施形態も当業者には明らかであろう。本明細書に開示される様々な態様及び実施形態は、例示目的であり、限定するものではなく、真の範囲及び趣旨は、以下の請求項によって示される。

【0086】

［００９８］詳細な説明、図面、及び請求項に記載されている例示的な実施形態は、限定することを意図したものではない。ここで提示された主題の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用され、他の変更が行われることも可能である。

【0087】

［００９９］値の範囲が提示されている場合、文脈上明らかに別段の定めがない限り、その範囲の上限と下限との間の各介在値（下限値の１０分の１単位まで）と、その提示された範囲内のその他の提示値又は介在値は、開示内容に含まれるものと理解される。より小さな範囲に独立して含まれる可能性のあるこれらのより小さな範囲の上限と下限も、記載された範囲内で特に除外される制限を除き、本開示の範囲に含まれる。記載された範囲に一方又は両方の制限が含まれる場合、含まれる制限のいずれか両方を除外した範囲も開示に含まれる。

【0088】

［００１００］当業者であれば、本明細書で説明する構成要素（例えば、操作）、デバイス、対象物、及びそれらに付随する説明は、概念を明確にするための例として使用されており、様々な構成の変更が考慮されていることが分かるであろう。したがって、ここで使用されている特定の例と付随する説明は、より一般的なクラスを代表することが意図される。一般に、特定の例の使用はそのクラスを代表することを目的としており、特定の構成要素（例えば、操作）、デバイス、及び対象物が含まれていないことは制限として解釈されるべきではない。

【0089】

［００１０１］さらに、例えば、本明細書で説明されるシステム及び方法のシーケンス及び／又はシーケンスの時間的順序は、例示的なものであり、本質的に制限的なものとして解釈されるべきではない。したがって、プロセスステップは、順序又は時間的な順序で示され、説明される場合があるが、必ずしも特定の順序又は順序で実行されることに限定されるわけではないことを理解されたい。例えば、このようなプロセス又は方法におけるステップは、一般に、本開示の範囲内で、様々な異なるシーケンス及び順序で実行され得る。

【0090】

［００１０２］最後に、ここで議論されている出願公開及び／又は特許は、記載されている開示の提出日より前の開示のためだけに提供されている。本書のいかなる内容も、記載された開示が、以前の開示を理由として当該公表に先行する権利を有しないことを認めるものとして解釈されるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【国際調査報告】