JP6930051B2 - Coating tools and coating equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ロールコーター、塗布ダイ、スロットダイあるいはコーターダイ等と呼ばれる塗布装置に搭載される塗布工具に関し、特に、被塗布材に接触もしくは接近する塗布工具先端部を、耐食性及び耐摩耗性を兼ね備えた超硬合金で構成した塗布工具及びこれを搭載する塗布装置に関する。 The present invention relates to a coating tool mounted on a coating device called a roll coater, a coating die, a slot die, a coater die, or the like, and in particular, a coating tool tip portion that comes into contact with or approaches a material to be coated has corrosion resistance and wear resistance. The present invention relates to a coating tool made of cemented carbide and a coating device on which the coating tool is mounted.
従来から、プラスチック、金属箔、紙、ガラス等からなる被塗布材の表面に、感熱性膜、導電性膜、低反射導電膜、紫外線防止膜、電磁波防止膜、保護膜、磁性膜等を、塗布装置により塗布することが行われており、また、近年では、二次電池(例えば、リチウムイオン二次電池)の電極ペースト等を、塗布装置により塗布すること(特開2013−101838号公報)も行なわれるようになってきている。
被塗布材の表面に塗布液を塗布する際には、塗布工具を搭載した塗布装置が用いられるが、塗布工具を構成する材料としては、主として、超硬合金あるいはステンレス鋼等が知られている(例えば、特開2004−261678号公報、特開2006−272204号公報、特開2014−200719号公報等参照)。
塗布工具をステンレス鋼で構成した場合には、比較的安価(材料費、加工費)に製造可能であり、また、加工が容易であり、さらに、すぐれた耐食性を備えるという利点を備えるが、超硬合金に比して耐摩耗性に劣り、シャープエッジを出しにくく(バリが発生しやすい)、長時間にわたっての形態維持が困難であるという欠点があった。
一方、塗布工具構成材料として超硬合金を用いた場合には、高硬度であって耐摩耗性にすぐれるため、シャープエッジを出すことが可能であり、高精度な膜厚制御ができるとともに液切れが良好であるという利点を有する反面、ステンレス鋼に比べて耐食性が劣るという欠点があった。
そこで、塗布工具を構成する材料については、特に、耐摩耗性と耐食性を両立させるという観点から、従来からいくつかの提案がなされている。
Conventionally, a heat-sensitive film, a conductive film, a low-reflection conductive film, an ultraviolet ray blocking film, an electromagnetic wave blocking film, a protective film, a magnetic film, etc. have been applied to the surface of a material to be coated made of plastic, metal foil, paper, glass, etc. Coating is performed by a coating device, and in recent years, an electrode paste or the like of a secondary battery (for example, a lithium ion secondary battery) is coated by the coating device (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-101838). Is also being done.
When applying the coating liquid to the surface of the material to be coated, a coating device equipped with a coating tool is used, and as a material constituting the coating tool, cemented carbide, stainless steel, or the like is mainly known. (For example, refer to JP-A-2004-261678, JP-A-2006-272204, JP-A-2014-200719, etc.).
When the coating tool is made of stainless steel, it can be manufactured at a relatively low cost (material cost, processing cost), is easy to process, and has excellent corrosion resistance. It has the disadvantages that it is inferior in wear resistance as compared with cemented carbide, it is difficult to produce sharp edges (burrs are likely to occur), and it is difficult to maintain its shape for a long period of time.
On the other hand, when cemented carbide is used as the constituent material of the coating tool, it has high hardness and excellent wear resistance, so that it is possible to obtain sharp edges, and it is possible to control the film thickness with high accuracy and liquid. Although it has the advantage of good cutting, it has the disadvantage of being inferior in corrosion resistance to stainless steel.
Therefore, some proposals have been made conventionally for the materials constituting the coating tools, particularly from the viewpoint of achieving both wear resistance and corrosion resistance.
例えば、特許文献1、特許文献2には、塗布膜を塗布させるための塗布先端部を備えた塗布工具において、該塗布工具の少なくとも該塗布先端部を超硬合金で構成し、該超硬合金は、コバルトを主成分とする結合相を2〜16重量%と、残部の炭化タングステンを主成分とする硬質相を含有し、該超硬合金は、ロックウエル硬度のAスケールで90.0(HRA)以上〜93.0(HRA)以下の硬さを有し、該硬さをX(単位:HRA)と表し、また、該超硬合金の保磁力をY(単位:エルステッド)と表したときに、超硬合金の保磁力Yと硬さXが、50X−4320>Y≧35X−3035の関係を維持するように、あるいは、60X−5100≧Y≧50X−4320の関係を維持するようにXとYを定めることによって、超硬合金の強度、硬さ、靱性、耐摩耗性、潤滑性を向上させることが提案されており、さらに、結合相中の75重量%以上をコバルトとし、残部をタングステン、クロム、バナジウム、炭化クロム、炭化バナジウム等の中の1種以上による結合相強化物質とすることによって、耐腐食性、耐摩耗性を向上させることが提案されている。
For example, in
特許文献3には、被塗布体の塗布面に接触または接近する先端部が超硬合金からなる塗布工具において、前記超硬合金を、炭化タングステンを主成分とする硬質相と、ニッケルおよび炭化クロムを主成分とする結合相、例えば、ニッケル含有量を10.0〜20.0重量%、炭化クロムの含有量を1.0〜7.0重量%、とすることによって、実質的に非磁性を示す塗布工具が提案されており、この塗布工具によれば、耐腐食性を向上させることができ、磁性塗料の塗布厚のムラの発生を防ぐことができ、長期間安定して均一な厚さの磁性塗料を塗布することができるとされている。
特許文献4には、塗布工具ヘッドの耐摩耗部材として用いられる炭化タングステン基焼結体として、炭化タングステンを主成分とする第1相と、第4族元素、第5族元素および第6族元素(具体的には、「第4族元素」とは、Ti、ZrおよびHfのいずれかをいい、「第5族元素」とは、V、NbおよびTaのいずれかをいい、「第6族元素」とは、Cr、MoおよびWのいずれかをいう)からなる群より選択される1種または複数種の元素の炭窒化物を主成分とする第2相を有し、前記第2相の体積分率を0.5体積%以上5体積%以下とし、残部を前記第1相で構成した炭化タングステン基焼結体が記載されており、この焼結体において、第2相成分である炭窒化物が炭化タングステンの粒成長を効果的に抑制し、粗大化された粒子を含まない緻密な組織を形成することにより、機械的強度に加え耐食性等の化学的耐久性の向上を図ることが提案されている。
また、特許文献4には、炭化タングステン基焼結体の製造方法として、原料粉末として、炭化タングステンと所望の炭窒化物の粉末を用い、これを混合後成形し、この成形体を、例えば1500〜2000℃で焼結することが記載されており、また、焼結後に、不活性雰囲気でHIP(熱間等方向加圧加工)処理を行い、焼結組織中の空孔を除去してもよいとされている。
Patent Document 4 describes, as a tungsten carbide-based sintered body used as an abrasion-resistant member of a coating tool head, a first phase containing tungsten carbide as a main component, and group 4 elements,
Further, in Patent Document 4, as a method for producing a tungsten carbide-based sintered body, tungsten carbide and a desired carbonitride powder are used as raw material powder, and the molded body is molded after mixing the mixture, and the molded body is, for example, 1500. It is described that sintering is performed at ~ 2000 ° C., and even if HIP (Hot Isostatic Pressing) treatment is performed in an inert atmosphere after sintering to remove pores in the sintered structure. It is said to be good.
特許文献5には、超硬合金からなる塗布先端部を備えた塗布工具において、塗布先端部の超硬合金は、炭化タングステンまたは炭化タングステンと周期律表の4a,5a,6a族の炭化物,炭窒化物およびこれらの相互固溶体から選ばれた少なくとも1種の立方晶構造化合物とでなる硬質相82〜98重量%と、コバルトおよび/またはニッケルに固溶体元素が固溶された結合相2〜18重量%とを含有しており、該固溶元素は、Cr−V,Cr−C,V−C,もしくはCr−V−Cを必須元素として含有し、かつ該必須元素の合計含有量が該結合相に対し1〜15重量%である塗布工具が提案されている。
より具体的には、上記硬質相は、該硬質相中の98重量%以上が炭化タングステンであり、残部がTi,Ta,Nbの炭化物、Tiの炭窒化物およびW−Ti,W−Ti−Ta,W−Ti−Nb,W−Ti−Ta−Nbの複合炭化物,複合炭窒化物の中から選ばれた少なくとも1種の立方晶構造化合物を含有し、かつ該炭化タングステンおよび該立方晶構造化合物が均一分散されている超硬合金からなる塗布先端部を備えた塗布工具が提案されている。
そして、上記塗布工具を用いることにより、結合相中に最適な固溶元素を固溶させ、かつ炭化タングステンの粒度分布を均一にし、炭化タングステンと結合相とを均一分散および均一混在させて、結合相分布のむらをなくすことにより、強度、硬さ、靱性、耐摩耗性、潤滑性を高め、かつ耐衝撃性、耐微小欠損性を向上させるとともに、主として固溶元素の固溶した結合相により塗布液による化学的腐食や電気的腐食に対する耐腐食性,耐摩耗性および潤滑性を大幅に向上させることができるとされている。
More specifically, in the hard phase, 98% by weight or more of the hard phase is tungsten carbide, and the balance is carbides of Ti, Ta, Nb, carbonitride of Ti, and W-Ti, W-Ti-. It contains at least one cubic structure compound selected from the composite carbides of Ta, W-Ti-Nb, W-Ti-Ta-Nb, and composite carbonitrides, and the tungsten carbide and the cubic structure. A coating tool having a coating tip made of a cemented carbide in which a compound is uniformly dispersed has been proposed.
Then, by using the above coating tool, the optimum solid-dissolving element is solid-dissolved in the bonded phase, the particle size distribution of tungsten carbide is made uniform, and the tungsten carbide and the bonded phase are uniformly dispersed and uniformly mixed to bond. By eliminating the unevenness of the phase distribution, the strength, hardness, toughness, wear resistance, and lubricity are improved, and the impact resistance and microfracture resistance are improved. It is said that the corrosion resistance, wear resistance and lubricity against chemical corrosion and electrical corrosion caused by liquid can be significantly improved.
前記特許文献1〜5にも示されるように、塗布工具の特性としては、耐摩耗性と耐食性が必要とされているが、特に、近年では、多様化する塗布液に対応し、各種塗布液に対して汎用性があり、かつ、耐摩耗性と耐食性を兼ね備えた塗布工具が益々求められている。
従来、酸系(塩酸、硫酸、硝酸等)の成分が添加されている塗布液に対して、超硬合金からなる塗布工具を使用すると、結合相の主成分であるコバルトが塗布液と反応し、酸化還元を伴い塗布液中に溶出するという現象が生じている。そして、この現象が進行すると、硬質相成分であるタングステンカーバイドの保持力が弱まり、タングステンカーバイド粒子の脱落が始まる。
これに対処するため、結合相成分をニッケルで置換したり、耐食効果の見込めるクロムを複合添加することである程度の耐食効果を得ることはできるが、時間の経過とともに腐食は進行していくため、結局、塗布工具としての寿命は短いものとなっている。
As shown in
Conventionally, when a coating tool made of cemented carbide is used for a coating liquid to which acid-based (hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, etc.) components are added, cobalt, which is the main component of the bonding phase, reacts with the coating liquid. , There is a phenomenon that it elutes in the coating liquid with redox. Then, as this phenomenon progresses, the holding force of the tungsten carbide, which is a hard phase component, weakens, and the tungsten carbide particles begin to fall off.
In order to deal with this, it is possible to obtain a certain degree of corrosion resistance by substituting nickel for the bonding phase component or adding chromium, which is expected to have a corrosion resistance, but corrosion progresses over time. After all, the life as a coating tool is short.
一方、ステンレス鋼を塗布工具として使用した場合には、ステンレス鋼の成分であるクロムが大気中で酸素と結合して不動態被膜を形成し、この不動態被膜は、初期段階においては耐食効果を発揮するが、不動態被膜が破壊された後は一気に腐食が進行する。この現象は、酸性の塗布液の場合に限らず、中性〜アルカリ性の塗布液でも進行は穏やかであるが発生する。また、塗布液の種類によっては、ステンレス鋼の耐食効果で必要な性能を充足している場合もあるが、別の課題として、塗布工具の耐摩耗性が不十分であるという大きな問題が依然として残っている。 On the other hand, when stainless steel is used as a coating tool, chromium, which is a component of stainless steel, combines with oxygen in the air to form a passivation film, and this passivation film has a corrosion resistance effect at the initial stage. However, after the passivation film is destroyed, corrosion progresses at once. This phenomenon occurs not only in the case of an acidic coating liquid but also in a neutral to alkaline coating liquid, although the progress is gentle. Further, depending on the type of coating liquid, the required performance may be satisfied by the corrosion resistance effect of stainless steel, but as another problem, the big problem that the wear resistance of the coating tool is insufficient still remains. ing.
さらに、塗布液に、例えば、グラファイトやアルミナなどの硬質成分が含まれている場合には、塗布液が塗布工具を連続的に通過する際、塗布液に含まれる硬質成分が塗布工具を擦過していく摩耗現象(アブレーション摩耗)が生じる。そして、アブレーション摩耗が進行すると、本来あるべき塗布工具の形態が保てなくなる結果、塗布された液の膜厚にバラツキが生じ、所望厚みの塗布膜を形成することができないという問題がある。
耐摩耗性にすぐれた高硬度の材料を使用することでこのような現象の発生を抑制することができることから、塗布工具の耐摩耗性を重視する場合には、一般的にステンレス鋼より硬質な超硬合金が用いられている。
Further, when the coating liquid contains a hard component such as graphite or alumina, when the coating liquid continuously passes through the coating tool, the hard component contained in the coating liquid scrapes the coating tool. Graphite wear phenomenon (ablation wear) occurs. Then, as the ablation wear progresses, the original shape of the coating tool cannot be maintained, and as a result, the film thickness of the coated liquid varies, and there is a problem that a coating film having a desired thickness cannot be formed.
Since the occurrence of such a phenomenon can be suppressed by using a high-hardness material with excellent wear resistance, it is generally harder than stainless steel when the wear resistance of the coating tool is important. Cemented carbide is used.
本発明は、上記した問題点を解決すべく、各種の塗布液に対して、耐摩耗性に優れると同時に、耐食性にもすぐれた汎用性のある塗布工具を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a versatile coating tool having excellent wear resistance and corrosion resistance against various coating liquids in order to solve the above-mentioned problems.
本発明者らは、塗布工具の先端部を構成する超硬合金の硬度(即ち、耐摩耗性)を維持しつつ、超硬合金の耐食性向上を図るべく鋭意研究を進めたところ、耐食性低下の主たる要因である超硬合金中の結合相成分(例えば、Co、Ni、Fe)の含有量を可及的に低減することが有効であることを見出した。
そして、超硬合金中の結合相成分を低減するための具体的な方策として、超硬合金を作製する際に、結合相形成用原料粉末(例えば、コバルト粉末、ニッケル粉末、鉄粉末)を特に使用することなく、硬質相形成用の粉末として、タングステンカーバイド(以下、「WC」で示す。)粉末とチタンカーバイド(以下、「TiC」で示す。)粉末のみを用い、WC粉末とTiC粉末をステンレス鋼製混合容器中に収納し、WC−Co超硬合金あるいはWC−Co−Ni超硬合金をメディアとするアトライターにより混合し、圧粉成形体を作製し、この成形体を焼結した後、焼結体の緻密化を図るHIP処理を施して超硬合金を作製したところ、超硬合金の結合相成分となるCo、Ni、Feの含有量を極めて少なく抑えることができ(Co、Ni、Feの含有量合計で2.0質量%未満)、実質的には、WCとTiCを硬質相とする超硬合金(以下、「WC−TiC超硬合金」で示す。)を作製し得ることを見出した。
そして、この超硬合金は、焼結後にHIP処理を行ったことで、理論密度100%近くまで焼結体の緻密化が進行するため、従来の超硬合金に劣らない硬さを有し、すぐれた耐摩耗性を備えることを見出した。
The present inventors have conducted diligent research to improve the corrosion resistance of the cemented carbide while maintaining the hardness (that is, wear resistance) of the cemented carbide constituting the tip of the coating tool. It has been found that it is effective to reduce the content of the bonded phase component (for example, Co, Ni, Fe) in the cemented carbide, which is the main factor, as much as possible.
Then, as a specific measure for reducing the bonded phase component in the cemented carbide, when producing the cemented carbide, a raw material powder for forming a bonded phase (for example, cobalt powder, nickel powder, iron powder) is particularly used. Without using, only tungsten carbide (hereinafter referred to as "WC") powder and titanium carbide (hereinafter referred to as "TiC") powder are used as the powder for forming the hard phase, and WC powder and TiC powder are used. It was stored in a stainless steel mixing container and mixed with an attritor using WC-Co cemented carbide or WC-Co-Ni cemented carbide as a medium to prepare a powder compact, and the compact was sintered. After that, when a cemented carbide was produced by subjecting a HIP treatment for densification of the sintered body, the contents of Co, Ni, and Fe, which are the bonding phase components of the cemented carbide, could be suppressed to an extremely low level (Co, A cemented carbide having WC and TiC as hard phases (hereinafter referred to as "WC-TiC cemented carbide") having a total content of Ni and Fe (less than 2.0% by mass) was prepared. Found to get.
Since this cemented carbide is subjected to HIP treatment after sintering, the densification of the sintered body progresses to a theoretical density of nearly 100%, so that the cemented carbide has a hardness not inferior to that of the conventional cemented carbide. It has been found to have excellent wear resistance.
また、超硬合金作製用の結合相形成用原料粉末(例えば、コバルト粉末、ニッケル粉末、鉄粉末)を特に使用することなく、硬質相形成用の粉末として、タングステンとチタンと炭素の固溶体(以下、「(W,Ti)C」で示す。)粉末を用い、これを前記アトライターで混合して圧粉成形体を作製し、これを焼結し、その後、HIP処理を施して超硬合金を作製したところ、前記WC−TiC超硬合金の場合と同様、超硬合金の結合相成分となるCo、Ni、Feの含有量を極めて少なく抑えることができ(Co、Ni、Feの含有量合計で2.0質量%未満)、実質的には、(W,Ti)Cを硬質相とする超硬合金(以下、「(W,Ti)C超硬合金」で示す。)を作製することができた。
そして、この(W,Ti)C超硬合金の理論密度も、前記と同様、理論密度100%近くにまで高めることができ、従来の超硬合金に劣らない硬さと耐摩耗性を有するものであった。
Further, a solid solution of tungsten, titanium and carbon (hereinafter referred to as a solid solution of tungsten, titanium and carbon) can be used as a powder for forming a hard phase without using a raw material powder for forming a bonded phase (for example, cobalt powder, nickel powder, iron powder) for producing a cemented carbide. , "(W, Ti) C".) Using powder, this is mixed with the attritor to prepare a powder compact, which is sintered, and then subjected to HIP treatment to obtain a cemented carbide. As in the case of the WC-TiC cemented carbide, the content of Co, Ni, and Fe, which are the bonding phase components of the cemented carbide, can be suppressed to an extremely low value (the content of Co, Ni, Fe). A cemented carbide having (W, Ti) C as a hard phase (hereinafter referred to as "(W, Ti) C cemented carbide") is produced. I was able to.
The theoretical density of this (W, Ti) C cemented carbide can also be increased to nearly 100% as described above, and has hardness and wear resistance comparable to those of conventional cemented carbide. there were.
さらに、前記で作製したWC−TiC超硬合金及び(W,Ti)C超硬合金について、耐食試験を実施したところ、結合相成分であるCo、Ni、Feの含有量を、従来のWC基超硬合金に比して、きわめて少ない量に抑えているために、酸性〜弱アルカリ(pH1〜9)の塗布液(腐食環境)に対して、すぐれた耐食性を示すことがわかった。
Further, when the corrosion resistance test was carried out on the WC-TiC cemented carbide and the (W, Ti) C cemented carbide prepared above, the content of Co, Ni and Fe which are the bonding phase components was determined by the conventional WC group. It was found that since the amount was suppressed to an extremely small amount as compared with the cemented carbide, it exhibited excellent corrosion resistance against a coating liquid (corrosive environment) of acidic to weak alkali (
また、前記のWC―TiC超硬合金及び(W,Ti)C超硬合金について、硬質相形成用原料粉末として、さらに、炭化セラミックス粉末(例えば、VC、NbC、TaC、TaNbC、Cr3C2等の粉末)、窒化セラミックス粉末(例えば、TiN、TaN、NbN等の粉末)を添加して、前記WC―TiC超硬合金あるいは前記(W,Ti)C超硬合金と同様な方法で超硬合金を作製したところ、添加成分を二次硬質相として含有する超硬合金を作製することができた。
そして、二次硬質相を含有する上記超硬合金も、二次硬質相が耐食性、耐酸化性を向上させるため、酸性〜弱アルカリ(pH1〜9)の塗布液(腐食環境)に対して、すぐれた耐食性を示すことを見出した。
Further, it said WC-TiC cemented carbide and (W, Ti) for C cemented carbide as the raw material powder for the hard phase forming, further, carbide ceramic powder (e.g., VC, NbC, TaC, TaNbC , Cr 3 C 2 (E. When the alloy was prepared, it was possible to prepare a cemented carbide containing an additive component as a secondary hard phase.
Further, in the above cemented carbide containing the secondary hard phase, since the secondary hard phase improves the corrosion resistance and the oxidation resistance, the coating liquid (corrosive environment) of acidic to weak alkali (
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、
「(1)塗布装置に搭載される塗布工具において、
被塗布材に接触または接近する塗布工具の少なくとも先端部1mm以内は超硬合金で構成され、
前記超硬合金は、Co、NiおよびFeのうちから選ばれる一種又は二種以上からなる結合相と、残部は、WC、TiCおよびWとTiとCの固溶体のうちから選ばれる一種又は二種以上からなる硬質相と不可避不純物からなり、前記結合相を構成するCo、Ni、Feの含有量合計が、超硬合金全体に占める含有割合は2.0質量%未満であることを特徴とする塗布工具。
(2)前記超硬合金において、硬質相中の金属成分であるWが、超硬合金全体に占める含有割合は、40質量%以上80質量%以下であることを特徴とする(1)に記載の塗布工具。
(3)前記超硬合金について、X線回折法により回折ピーク強度を測定し、回折角2θが40°から43°の範囲に存在する回折ピーク強度のトップにあたるカウント数をIaとし、回折角2θが46°から50°の範囲に存在する回折ピーク強度のトップにあたるカウント数をIbとして求めた場合、Ib/Ia≦1の関係を満足することを特徴とする(1)または(2)に記載の塗布工具。
(4)前記超硬合金は、VC、NbC、TaC、TaNbCおよびCr3C2のうちから選ばれる一種または二種以上の炭化セラミックスを、硬質相としてさらに含有することを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の塗布工具。
(5)前記超硬合金は、TiN、TaNおよびNbNのうちから選ばれる一種または二種以上の窒化セラミックスを、硬質相としてさらに含有することを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の塗布工具。
(6)前記塗布工具の先端部以外の箇所は、ステンレス鋼で構成されていることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれかに記載の塗布工具。
(7)前記超硬合金は、ロックウエル硬度Aスケールで89.0HRA以上95.0HRA以下の硬さを有することを特徴とする(1)乃至(6)のいずれかに記載の塗布工具。
(8)前記(1)乃至(7)のいずれかに記載の塗布工具を搭載した塗布装置。」
を特徴とするものである。
The present invention has been made based on the above findings.
"(1) In the coating tool mounted on the coating device,
At least the tip of the coating tool that comes into contact with or approaches the material to be coated is made of cemented carbide within 1 mm.
The cemented carbide has a bonded phase consisting of one or more selected from Co, Ni and Fe, and the balance is one or two selected from WC, TiC and W and Ti and C solid solutions. It is characterized in that the total content of Co, Ni, and Fe constituting the bonded phase, which is composed of the hard phase and unavoidable impurities as described above, accounts for less than 2.0% by mass in the entire cemented carbide. Coating tool.
(2) Described in (1), wherein the content ratio of W, which is a metal component in the hard phase, in the entire cemented carbide is 40% by mass or more and 80% by mass or less in the cemented carbide. Coating tool.
(3) For the cemented carbide, the diffraction peak intensity is measured by the X-ray diffraction method, and the count number corresponding to the top of the diffraction peak intensity in which the diffraction angle 2θ exists in the range of 40 ° to 43 ° is defined as Ia, and the diffraction angle 2θ is set. The number of counts corresponding to the top of the diffraction peak intensities existing in the range of 46 ° to 50 ° is determined as Ib, and the relationship of Ib / Ia ≦ 1 is satisfied, according to (1) or (2). Coating tool.
(4) The cemented carbide, VC, NbC, TaC, one or two or more carbide ceramic selected from among TaNbC and Cr 3 C 2, further characterized in that it contains as a hard phase (1) The coating tool according to any one of (3) to (3).
(5) The cemented carbide is any one of (1) to (4), further containing one or more kinds of nitrided ceramics selected from TiN, TaN and NbN as a hard phase. The coating tool described in.
(6) The coating tool according to any one of (1) to (5), wherein the portion other than the tip portion of the coating tool is made of stainless steel.
(7) The coating tool according to any one of (1) to (6), wherein the cemented carbide has a hardness of 89.0 HRA or more and 95.0 HRA or less on a Rockwell hardness A scale.
(8) A coating device equipped with the coating tool according to any one of (1) to (7) above. "
It is characterized by.
本発明の塗布工具は、被塗布材に接触または接近する塗布工具の少なくとも先端部1mm以内が超硬合金で構成され、該超硬合金は、Co、NiおよびFeのうちから選ばれる一種又は二種以上の結合相と、残部は、WC、TiCおよび(W,Ti)Cのうちから選ばれる一種又は二種以上の硬質相と不可避不純物からなり、前記結合相を構成するCo、Ni、Feの含有量合計は、超硬合金全体の2.0質量%未満であって、超硬合金に占める結合相の含有割合は極めて少ない。
したがって、本発明の塗布工具は、酸性の塗布液から弱アルカリ性の塗布液のいずれに対してもすぐれた耐食性を発揮する。
また、塗布工具の先端部の前記超硬合金は、ロックウエル硬度Aスケールで89.0HRA以上95.0HRA以下の高硬度を有することから耐摩耗性に優れ、さらに、塗布液中に含有されている硬質粉末等に対する耐アブレーション摩耗性にもすぐれる。
したがって、本発明の塗布工具は、耐食性と耐摩耗性を兼ね備えるため、汎用性のある塗布工具として使用することができ、また、その長寿命化を図ることができる。
The coating tool of the present invention is composed of a cemented carbide at least within 1 mm at the tip of the coating tool that comes into contact with or approaches the material to be coated, and the cemented carbide is one or two selected from Co, Ni and Fe. The bond phase of more than one species and the balance consist of one or more hard phases selected from WC, TiC and (W, Ti) C and unavoidable impurities, and Co, Ni, Fe constituting the bonded phase. The total content of the cemented carbide is less than 2.0% by mass of the total cemented carbide, and the content ratio of the bonded phase in the cemented carbide is extremely small.
Therefore, the coating tool of the present invention exhibits excellent corrosion resistance against both acidic coating liquids and weakly alkaline coating liquids.
Further, the cemented carbide at the tip of the coating tool has a high hardness of 89.0 HRA or more and 95.0 HRA or less on the Rockwell hardness A scale, so that it has excellent wear resistance and is further contained in the coating liquid. It also has excellent ablation wear resistance against hard powder and the like.
Therefore, since the coating tool of the present invention has both corrosion resistance and wear resistance, it can be used as a versatile coating tool, and its life can be extended.
図1に、本発明の塗布工具の断面模式図を示すが、本発明の塗布工具は、その先端部が被塗布材に接触または接近するような状態で塗布装置に搭載され、塗布工具の先端部から被塗布材表面に対して塗布液を供給吐出し、被塗布材表面に所定の厚さの塗布膜を形成する。
塗布工具の先端部1mm以内は、少なくとも、超硬合金で構成されるが、塗布工具のその他の箇所は、ステンレス鋼で構成することができる。
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the coating tool of the present invention. The coating tool of the present invention is mounted on the coating device with its tip in contact with or close to the material to be coated, and the tip of the coating tool is mounted on the coating device. The coating liquid is supplied and discharged from the portion to the surface of the material to be coated to form a coating film having a predetermined thickness on the surface of the material to be coated.
The tip of the coating tool within 1 mm is made of at least cemented carbide, but the other parts of the coating tool can be made of stainless steel.
塗布工具の先端部の前記超硬合金は、Co、NiおよびFeのうちから選ばれる一種又は二種以上からなる結合相と、残部は、WC、TiCおよび(W,Ti)Cのうちから選ばれる一種又は二種以上からなる硬質相と不可避不純物からなる。
なお、前記不可避不純物とは、原料粉末あるいは製造工程等から不可避的に混入するppmレベルの不純物成分であって、例えば、O,S,P,Cu等である。
前記結合相を構成するCo、Ni、Feの含有量合計は、超硬合金全体の2.0質量%未満であり、一方、WC、TiCおよび(W,Ti)Cのうちから選ばれる一種又は二種以上からなる硬質相は、超硬合金全体のほぼ98.0質量%以上99.9質量%以下を占めることになる。
The cemented carbide at the tip of the coating tool is selected from one or more bonded phases selected from Co, Ni and Fe, and the rest is selected from WC, TiC and (W, Ti) C. It consists of one or more hard phases and unavoidable impurities.
The unavoidable impurity is an impurity component at the ppm level that is unavoidably mixed from the raw material powder or the manufacturing process, and is, for example, O, S, P, Cu, or the like.
The total content of Co, Ni, and Fe constituting the bonded phase is less than 2.0% by mass of the total cemented carbide, while one selected from WC, TiC and (W, Ti) C or The hard phase composed of two or more kinds occupies approximately 98.0% by mass or more and 99.9% by mass or less of the entire cemented carbide.
従来の一般的な超硬合金の製造においては、原料粉末として、硬質相形成用粉末(例えば、WC粉末)と結合相形成用粉末(例えば、Co粉末)を混合し、これを焼結して焼結体を作製しているが、本発明の前記超硬合金は、その製造に際し、所謂、結合相成分であるCo、Ni、Feを原料粉末として積極的に含有させていない。
しかし、超硬合金の製造工程においては、図2に示すようなアトライターで原料粉末を混合する際に、混合メディアとしてWC−Co超硬合金あるいはWC−Co−Ni超硬合金を用いること、また、混合する際の撹拌部をWC−Co超硬合金で構成し、混合容器をステンレス鋼で構成していることから、作製された超硬合金には、結合相成分であるCo、Ni、Feが微量含有される。
結合相成分であるCo、Ni、Feは、超硬合金の耐食性を劣化させるため、その含有量は、可及的に少ないことが望まれるが、その含有量合計が2.0質量%未満であれば、超硬合金の耐食性を大きく低下させることはない。
したがって、本発明の超硬合金においては、結合相成分であるCo、Ni、Feの含有量合計は2.0質量%未満に定めた。
超硬合金中の結合相成分の含有量を、超硬合金全体に対して2.0質量%未満に制限するための具体的な手段としては、原料粉末の混合に際しての、混合メディアや混合容器等の材質の選択すること、また、混合条件としての回転数や運転時間を調製することによって、コントロールすることができる。
例えば、原料粉末の混合を、図2に示すアトライターにより行う場合、ボール形状のメディアとしてWC−Co超硬合金あるいはWC−Co−Ni超硬合金を用い、撹拌部をWC−Co超硬合金で構成し、また、混合容器はステンレス鋼製とし、それぞれの材質を調整し、さらに、混合速度、混合時間を調整することによって、原料粉末中に混入(含有)されるCo、Ni、Feの量、言い換えれば、超硬合金における結合相の含有量、をコントロールすることができる。
In the conventional production of general cemented carbide, a hard phase forming powder (for example, WC powder) and a bonded phase forming powder (for example, Co powder) are mixed as a raw material powder, and this is sintered. Although a sintered body is produced, the cemented carbide of the present invention does not positively contain so-called bonded phase components Co, Ni, and Fe as raw material powders in the production thereof.
However, in the cemented carbide manufacturing process, when the raw material powder is mixed with an attritor as shown in FIG. 2, WC-Co cemented carbide or WC-Co-Ni cemented carbide is used as the mixing medium. Further, since the stirring part at the time of mixing is made of WC-Co cemented carbide and the mixing container is made of stainless steel, the produced cemented carbide has Co, Ni, which are bonding phase components. Fe is contained in a trace amount.
Since the content of Co, Ni, and Fe, which are the components of the bonded phase, deteriorates the corrosion resistance of the cemented carbide, it is desirable that the content thereof is as small as possible, but the total content is less than 2.0% by mass. If so, the corrosion resistance of the cemented carbide will not be significantly reduced.
Therefore, in the cemented carbide of the present invention, the total content of the bonded phase components Co, Ni, and Fe is set to less than 2.0% by mass.
As a specific means for limiting the content of the bonded phase component in the cemented carbide to less than 2.0% by mass with respect to the entire cemented carbide, a mixing medium or a mixing container for mixing the raw material powder is used. It can be controlled by selecting a material such as, etc., and by adjusting the number of revolutions and the operating time as mixing conditions.
For example, when the raw material powder is mixed by the attritor shown in FIG. 2, WC-Co cemented carbide or WC-Co-Ni cemented carbide is used as the ball-shaped medium, and the stirring part is WC-Co cemented carbide. The mixing container is made of stainless steel, and by adjusting the respective materials and further adjusting the mixing rate and mixing time, Co, Ni, and Fe mixed (contained) in the raw material powder can be used. The amount, in other words, the content of the bonded phase in the cemented carbide, can be controlled.
ただ、結合相成分であるCo、Ni、Feの含有量を極力低減したとしても、その含有量合計を0.1質量%未満にまで低減することは、実際上、技術的に非常に困難であるから、本発明の超硬合金は、結合相成分としてのCo、Ni、Feの含有量合計を、超硬合金全体に対して、0.1質量%以上2.0質量%未満含有することになる。
なお、仮に、何らかの手段で、Co、Ni、Feの含有量合計を0.1質量%未満にまで低減して、更なる耐食性の向上を図ったとしても、逆に、超硬合金の緻密化を図ることができなくなり、欠陥(巣穴)が残るため、超硬合金の機械的強度が大幅に低下してしまう。
それ故、塗布工具として用いられる超硬合金に必要とされる特性(耐食性、硬度、強度)を総合的に勘案すれば、Co、Ni、Feの含有量合計を敢えて0.1質量%未満にまで低減する必要はない。
However, even if the contents of the coupling phase components Co, Ni, and Fe are reduced as much as possible, it is practically very difficult to reduce the total content to less than 0.1% by mass. Therefore, the cemented carbide of the present invention contains the total content of Co, Ni, and Fe as the bonding phase component in an amount of 0.1% by mass or more and less than 2.0% by mass with respect to the entire cemented carbide. become.
Even if the total content of Co, Ni, and Fe is reduced to less than 0.1% by mass by some means to further improve the corrosion resistance, conversely, the cemented carbide is densified. This makes it impossible to achieve the problem, and defects (burrows) remain, so that the mechanical strength of the cemented carbide is significantly reduced.
Therefore, considering the characteristics (corrosion resistance, hardness, strength) required for cemented carbide used as a coating tool, the total content of Co, Ni, and Fe is intentionally reduced to less than 0.1% by mass. There is no need to reduce to.
本発明の超硬合金は、前記結合相成分として含有されるCo、Ni、Fe(これらの含有量合計は、0.1質量%以上2.0質量%未満である)を除けば、実質的に、WC、TiCおよび(W,Ti)Cのうちから選ばれる一種又は二種以上の硬質相からなる超硬合金であるから、硬質相の含有量は、超硬合金全体に対して、ほぼ98.0質量%以上99.9質量%以下である。
なお、本発明の超硬合金においては、原料粉末、あるいは、製造工程から必然的に混入するO,S,P,Cu等の不可避不純物の微量混入を避けることはできないが、これらはppmレベルのごく微量であるから、超硬合金の特性(例えば、硬度、耐食性等)に大きな影響を及ぼすことはない。
The cemented carbide of the present invention is substantially, except for Co, Ni, and Fe contained as the bonded phase component (the total content thereof is 0.1% by mass or more and less than 2.0% by mass). In addition, since it is a cemented carbide composed of one or more hard phases selected from WC, TiC and (W, Ti) C, the content of the hard phase is almost the same as that of the whole cemented carbide. It is 98.0% by mass or more and 99.9% by mass or less.
In the cemented carbide of the present invention, it is unavoidable to mix a small amount of raw material powder or unavoidable impurities such as O, S, P, and Cu that are inevitably mixed in from the manufacturing process, but these are at the ppm level. Since it is a very small amount, it does not significantly affect the properties of cemented carbide (for example, hardness, corrosion resistance, etc.).
本発明の超硬合金においては、硬質相中の金属成分であるWが、超硬合金全体に占める含有割合は、40質量%以上80質量%以下であることが好ましい。
これは、Wの含有量が40質量%未満であると結合相成分との濡れ性が悪くなるため焼結に際しての緻密化が進行しにくくなるからであり、また、逆に、Wの含有量が80質量%を超えて多くなると、例えば、リチウムイオン二次電池用の負極スラリーを塗布する塗布工具として使用した場合に、超硬合金に変色が発生するようになるからである。
In the cemented carbide of the present invention, the content ratio of W, which is a metal component in the hard phase, in the entire cemented carbide is preferably 40% by mass or more and 80% by mass or less.
This is because if the W content is less than 40% by mass, the wettability with the bonded phase component deteriorates, so that densification at the time of sintering becomes difficult to proceed, and conversely, the W content If the amount exceeds 80% by mass, the cemented carbide will be discolored when used as a coating tool for applying a negative electrode slurry for a lithium ion secondary battery, for example.
図3、図4に示すように、本発明の超硬合金について、X線回折法により、回折ピーク強度を求めた場合、回折角2θが40°から43°に位置する回折ピーク強度のトップにあたるカウント数をIaとし、回折角2θが46°から50°に位置する回折ピーク強度のトップにあたるカウント数をIbとして求めた場合、Ib/Ia≦1の関係を満たすことが好ましい。
これは、Ib/Ia>1になると、圧粉成形体を焼結した際に、焼結体の緻密化が進行しづらくなり、HIP処理を施したとしても、製品に欠陥(巣孔)が残存し、硬度、耐摩耗性が低下するためである。
Ib/Ia≦0.5の関係を満たすことがより好ましい。
As shown in FIGS. 3 and 4, when the diffraction peak intensity of the cemented carbide of the present invention is determined by the X-ray diffraction method, it corresponds to the top of the diffraction peak intensity at which the diffraction angle 2θ is located at 40 ° to 43 °. When the count number is Ia and the count number corresponding to the top of the diffraction peak intensity where the diffraction angle 2θ is located at 46 ° to 50 ° is determined as Ib, it is preferable to satisfy the relationship of Ib / Ia ≦ 1.
This is because when Ib / Ia> 1, when the powder compact is sintered, it becomes difficult for the sintered body to be densified, and even if the HIP treatment is applied, the product has defects (cavities). This is because it remains and the hardness and wear resistance are lowered.
It is more preferable to satisfy the relationship of Ib / Ia ≦ 0.5.
例えば、図3は、スタート粉末をW、TiO2,グラファイトとし、処理後の粉末がWC:TiCの質量比で70:30となるように配合後、炭化と同時に固溶化熱処理(2000℃)を施した粉末を原料粉末として用いて焼結体を作製し、ついで、HIP処理を施した超硬合金について、X線回折法によって求めた回折チャートであるが、回折角2θ=40°〜43°の位置に、(W,Ti)CもしくはTiCの回折線(ピーク強度のトップにあたるカウント数はIa)が観察され、また、回折角2θ=46°〜50°の位置に、WCの回折線(ピーク強度のトップにあたるカウント数はIb)が観察され、しかも、Ib/Ia≦1(Ib/Ia≦0.5)を満足している。 For example, in FIG. 3, the start powder is W, TiO2, and graphite, and the treated powder is blended so that the mass ratio of WC: TiC is 70:30, and then solidification heat treatment (2000 ° C.) is performed at the same time as carbonization. A diffraction chart obtained by an X-ray diffraction method for a super hard alloy subjected to HIP treatment after producing a sintered body using the resulting powder as a raw material powder has a diffraction angle of 2θ = 40 ° to 43 °. A (W, Ti) C or TiC diffraction line (the number of counts at the top of the peak intensity is Ia) is observed at the position, and a WC diffraction line (peak) is observed at a diffraction angle of 2θ = 46 ° to 50 °. As for the count number corresponding to the top of the intensity, Ib) is observed, and moreover, Ib / Ia ≦ 1 (Ib / Ia ≦ 0.5) is satisfied.
また、図4は、スタート粉末をW、TiO2,グラファイトとし、処理後の粉末がWC:TiCの質量比で70:30となるように配合後、炭化と同時に固溶化熱処理(2200℃)を施した粉末を原料粉末として用いて焼結体を作製し、ついで、HIP処理を施した超硬合金について、X線回折法によって求めた回折チャートであるが、回折角2θ=40°〜43°の位置に、(W,Ti)CもしくはTiCの回折線(ピーク強度のトップにあたるカウント数はIa)が観察されるが、回折角2θ=46°〜50°の位置には、WCの回折線が観察されない(ピーク強度のトップにあたるカウント数Ib≒0cpsである)ため、Ib/Ia≦1(Ib/Ia≦0.5)を満足している。 Further, in FIG. 4, the start powder is W, TiO2, and graphite, and the treated powder is blended so that the mass ratio of WC: TiC is 70:30, and then solidification heat treatment (2200 ° C.) is performed at the same time as carbonization. A diffraction chart obtained by an X-ray diffraction method for a super hard alloy subjected to HIP treatment after producing a sintered body using the resulting powder as a raw material powder has a diffraction angle of 2θ = 40 ° to 43 °. A (W, Ti) C or TiC diffraction line (the count number corresponding to the top of the peak intensity is Ia) is observed at the position, but a WC diffraction line is observed at the position where the diffraction angle is 2θ = 46 ° to 50 °. Since it is not observed (the count number Ib ≈ 0 cps, which corresponds to the top of the peak intensity), Ib / Ia ≦ 1 (Ib / Ia ≦ 0.5) is satisfied.
一方、図5は、WC粉末とTiC粉末を質量比99:1となるように単に配合した粉末(固溶化熱処理を施していない粉末)を原料粉末として用い、焼結体を作製し、ついで、HIP処理を施した超硬合金について、X線回折法によって求めた回折チャートであるが、回折角2θ=46°〜50°の位置には、WCの回折線(ピーク強度のトップにあたるカウント数はIb)が観察される一方、回折角2θ=40°〜43°の位置の(W,Ti)CあるいはTiCの回折線は観察されない(ピーク強度のトップにあたるカウント数Ia≒0cps)ため、Ib/Ia≦1,Ib/Ia≦0.5は満足されていない。 On the other hand, in FIG. 5, a sintered body is prepared by using a powder (powder not subjected to solidification heat treatment) in which WC powder and TiC powder are simply mixed so as to have a mass ratio of 99: 1 as a raw material powder, and then a sintered body is prepared. It is a diffraction chart obtained by the X-ray diffraction method for the HIP-treated superhard alloy. At the position of the diffraction angle 2θ = 46 ° to 50 °, the WC diffraction line (the number of counts corresponding to the top of the peak intensity is While Ib) is observed, the diffraction line of (W, Ti) C or TiC at the position of the diffraction angle 2θ = 40 ° to 43 ° is not observed (count number Ia ≈ 0 cps corresponding to the top of the peak intensity), so Ib / Ia ≦ 1 and Ib / Ia ≦ 0.5 are not satisfied.
図3〜5の記載からも明らかなように、Ib/Ia≦1の関係を満足させるようにするため、あるいは、好ましくは、Ib/Ia≦0.5の関係を満足させるようにするためには、超硬合金の原料粉末として、固溶化熱処理を施した固溶化熱処理粉末を用いることが望ましい。
ここで、「固溶化熱処理を施した粉末」とは、WとTiとCの全率固溶体のみからなる粉末ばかりでなく、WとTiとCの全率固溶体とWCとTiCが混在して存在する粉末(特に、X線回折におけるピーク強度比Ib/Ia≦1の関係を満たすことが好ましい。)をも含む。
As is clear from the description of FIGS. 3 to 5, in order to satisfy the relationship of Ib / Ia ≦ 1, or preferably, in order to satisfy the relationship of Ib / Ia ≦ 0.5. It is desirable to use a solution heat-treated powder that has been subjected to a solution heat treatment as a raw material powder for cemented carbide.
Here, the "powder subjected to the solid solution heat treatment" is not only a powder composed of only the total solution of W, Ti and C, but also a mixture of the total solution of W, Ti and C and WC and TiC. (In particular, it is preferable to satisfy the relationship of peak intensity ratio Ib / Ia ≦ 1 in X-ray diffraction).
本発明の超硬合金は、前記の硬質相の他に、VC、NbC、TaC、TaNbCおよびCr3C2のうちから選ばれる一種または二種以上の炭化セラミックスを、二次硬質相としてさらに含有することによって、超硬合金の耐食性、耐酸化性をさらに向上させることができ、また、TiN、TaNおよびNbNのうちから選ばれる一種または二種以上の窒化セラミックスを二次硬質相としてさらに含有することによって、超硬合金の耐食性と耐酸化性をさらに向上させることができる。
なお、WC、TiC、(W,Ti)Cからなる硬質相と、前記二次硬質相の含有量合計は、超硬合金全体のほぼ98.0質量%以上99.9質量%以下とする。
Cemented carbide of the present invention, in addition to the hard phase, VC, NbC, TaC, one or two or more carbide ceramic selected from among TaNbC and Cr 3 C 2, further comprising as a secondary hard phase By doing so, the corrosion resistance and oxidation resistance of the cemented carbide can be further improved, and one or more kinds of nitrided ceramics selected from TiN, TaN and NbN are further contained as the secondary hard phase. Thereby, the corrosion resistance and the oxidation resistance of the cemented carbide can be further improved.
The total content of the hard phase composed of WC, TiC, and (W, Ti) C and the secondary hard phase is approximately 98.0% by mass or more and 99.9% by mass or less of the entire cemented carbide.
本発明の塗布工具は、耐摩耗性とともに耐食性が必要とされる塗布工具の先端部を、前記超硬合金で構成し、先端部以外の箇所は、耐摩耗性が強く求められることはないので、耐食性に優れたステンレス鋼で構成すればよい。 In the coating tool of the present invention, the tip portion of the coating tool, which is required to have wear resistance as well as corrosion resistance, is made of the cemented carbide, and the portion other than the tip portion is not strongly required to have wear resistance. , It may be made of stainless steel having excellent corrosion resistance.
塗布工具の先端部を構成する前記超硬合金は、耐摩耗性を確保するためには、ロックウエル硬度Aスケールで89.0以上95.0HRA以下の硬さを有することが望ましい。
これは、前記超硬合金の硬さがロックウエル硬度Aスケールで89.0HRA未満になると耐摩耗性を十分に確保することができず、一方、硬さが95.0HRAを越えて高くなると塗布工具の先端部に微小損傷および微小欠損が生じ易くなるためである。
In order to ensure wear resistance, it is desirable that the cemented carbide constituting the tip of the coating tool has a hardness of 89.0 or more and 95.0 HRA or less on the Rockwell hardness A scale.
This is because if the hardness of the cemented carbide is less than 89.0 HRA on the Rockwell hardness A scale, sufficient wear resistance cannot be ensured, while if the hardness exceeds 95.0 HRA, the coating tool This is because minute damage and minute defects are likely to occur at the tip of the surface.
本発明の超硬合金は、焼結用の原料粉末として、Co、Ni、Fe等の結合相形成用粉末を用いることなく、硬質相形成用原料粉末であるWC粉末、TiC粉末あるいは固溶化熱処理粉末、あるいはさらに、二次硬質相形成用の原料粉末を使用することにより、作製することができる。
例えば、硬質相形成用原料粉末として、固溶化熱処理粉末を用いた場合、次のような工程で作製することができる。
(1)まず、W粉末とTiO2粉末とグラファイト粉末とを所定の配合比(例えば、炭化後のWC粉末:TiC粉末=40:60〜80:20(但し、質量比)になるよう)で混合し、2000℃で固溶化熱処理と炭化を同時に行った固溶化熱処理粉末を作製する。
(2)上記で作製した固溶化熱処理粉末を硬質相形成用原料粉末として、Co、Ni、Feからなる結合相形成用粉末を用いることなく、これをアルコールと混ぜ合わせて図2に示すアトライターにより湿式混合を行う。
その際、例えば、直径1.0mmのボール形状のメディアとしてWC−30質量%Co超硬合金を用い、撹拌部はWC−10質量%Co超硬合金とし、混合容器はステンレス鋼製としたアトライターにより、所定の回転数の容器内で所定時間混合する。
(3)所定時間混合した後、固溶化熱処理粉末とアルコールの混合スラリーを取り出し、真空乾燥後、固溶化熱処理粉末を回収する。
(4)プレス成形により、(W,Ti)C粉末の圧粉体を成形し、真空焼結最高到達温度1500℃の条件で焼結し、その後、1400℃×100MPaの条件での熱間等方圧加圧処理(HIP処理)を施し、焼結体の緻密化を行う。
上記(1)〜(4)の工程で超硬合金を作製することにより、Co、Ni、Feからなる結合相の含有量合計が、超硬合金全体に対して2.0質量%未満である超硬合金を作製することができるが、このようにして作製した超硬合金をX線回折すると、例えば、図3に示す形態の回折パターンが得られる。
なお、上記工程において、硬質相形成用原料粉末として固溶化熱処理粉末を用いたのは、真空焼結およびHIP処理において、焼結体の緻密化が進行しやすく、欠陥の少ない焼結体を得やすいという理由によるが、硬質相形成用原料粉末としてWC粉末とTiC粉末を用いる場合、あるいは、二次硬質相形成用の原料粉末をさらに添加する場合でも、結合相形成成分であるCo、Ni、Feの含有量合計が、超硬合金全体に対して2.0質量%未満である超硬合金を作製することができる。
The super hard alloy of the present invention does not use a bonded phase forming powder such as Co, Ni, Fe as a raw material powder for sintering, and is a hard phase forming raw material powder such as WC powder, TiC powder or solution heat treatment. It can be produced by using a powder or a raw material powder for forming a secondary hard phase.
For example, when a solution heat-treated powder is used as the raw material powder for forming a hard phase, it can be produced by the following steps.
(1) First, W powder, TiO 2 powder, and graphite powder are mixed at a predetermined mixing ratio (for example, WC powder after carbonization: TiC powder = 40: 60 to 80:20 (however, mass ratio)). The powder is mixed and subjected to solution heat treatment and carbonization at 2000 ° C. at the same time to prepare a solution heat treatment powder.
(2) The solution heat-treated powder prepared above is used as a raw material powder for forming a hard phase, and is mixed with alcohol without using a powder for forming a bonded phase consisting of Co, Ni, and Fe, and the attritor shown in FIG. Wet mixing is performed by.
At that time, for example, WC-30 mass% Co cemented carbide was used as a ball-shaped medium having a diameter of 1.0 mm, the stirring part was WC-10 mass% Co cemented carbide, and the mixing container was made of stainless steel. Mix for a predetermined time in a container at a predetermined number of revolutions with a lighter.
(3) After mixing for a predetermined time, the mixed slurry of the solution heat-treated powder and alcohol is taken out, vacuum-dried, and then the solution heat-treated powder is recovered.
(4) By press molding, a green compact of (W, Ti) C powder is formed, sintered under the condition of vacuum sintering maximum reaching temperature of 1500 ° C., and then hot or the like under the condition of 1400 ° C. × 100 MPa. The sintered body is densified by performing a pressure pressurization treatment (HIP treatment).
By producing the cemented carbide in the steps (1) to (4) above, the total content of the bonded phases composed of Co, Ni and Fe is less than 2.0% by mass with respect to the entire cemented carbide. A cemented carbide can be produced, but when the cemented carbide thus produced is subjected to X-ray diffraction, for example, a diffraction pattern having the form shown in FIG. 3 can be obtained.
In the above step, the solid-dissolved heat-treated powder was used as the raw material powder for forming the hard phase because the sintered body was easily densified in the vacuum sintering and the HIP treatment, and a sintered body with few defects was obtained. Although it is easy, even when WC powder and TiC powder are used as the raw material powder for forming the hard phase, or when the raw material powder for forming the secondary hard phase is further added, Co, Ni, which are the bonding phase forming components, A cemented carbide having a total Fe content of less than 2.0% by mass based on the entire cemented carbide can be produced.
以下、実施例により本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples.
[実施例1]
スタート粉末をW、TiO2,グラファイトとし、処理後の粉末がWC:TiCの質量比で70:30となるように配合後、炭化と同時に固溶化熱処理(2200℃)を施した固溶化熱処理粉末を作製し(平均粒子径1.2μm)、この固溶化熱処理粉末を硬質相形成用原料粉末として用い、これを、エタノールを主成分とするアルコールと混ぜ合わせ、アトライターにより湿式混合を行った。
その際に、混合メディアとしては、直径1.0mmのボール形状のWC−30質量%Co超硬合金製メディアを使用した。また、混合メディアや原料と接触する撹拌部は、WC−10質量%Co超硬合金製の材質を使用した。さらに、混合する容器としては、SUS304製の容器を使用し、回転数120rpmで10時間混合した。
[Example 1]
The start powder is W, TiO2, and graphite, and the treated powder is blended so that the mass ratio of WC: TiC is 70:30, and then the solution heat-treated powder is subjected to solution heat treatment (2200 ° C.) at the same time as carbonization. The powder was prepared (average particle size 1.2 μm), and this solution heat-treated powder was used as a raw material powder for forming a hard phase. This was mixed with an alcohol containing ethanol as a main component, and wet-mixed with an attritor.
At that time, as the mixed media, a ball-shaped WC-30 mass% Co cemented carbide media having a diameter of 1.0 mm was used. Further, a material made of WC-10 mass% Co cemented carbide was used for the stirring part in contact with the mixed media and the raw material. Further, as a container for mixing, a container made of SUS304 was used, and the mixture was mixed at a rotation speed of 120 rpm for 10 hours.
上記で10時間混合した後、原料粉末とアルコールを取り出し、真空乾燥機で乾燥後、固溶化熱処理粉末を回収した。
ついで、油圧式プレス装置で、単位圧力1MPaで圧紛体を成形し、これを、真空焼結最高到達温度1500℃の条件で焼結した。
さらに、上記で作製した焼結体を、1400℃×100MPaの条件での熱間等方圧加圧法(HIP)により、焼結体の緻密化を行い、本発明の超硬合金1(「本発明品1」という)を作製した。
After mixing for 10 hours as described above, the raw material powder and alcohol were taken out, dried in a vacuum dryer, and then the solution heat-treated powder was recovered.
Then, a powder compact was formed at a unit pressure of 1 MPa with a hydraulic press, and this was sintered under the condition of a maximum ultimate temperature of 1500 ° C. for vacuum sintering.
Further, the sintered body produced above is densified by a hot isostatic pressing method (HIP) under the condition of 1400 ° C. × 100 MPa, and the cemented
上記本発明品1について、ダイヤモンド砥石を用いて表面粗さRa0.025μmになるように研磨した。
ついで、前記研磨面を、電子線プローブマイクロアナライザ(EPMA)を用いて観察し、波長分散型X線分析(WDS)を用いて元素の定性分析を行い、検出した元素の定量分析を行った。
表1に、その結果を示す。
The
Then, the polished surface was observed using an electron probe microanalyzer (EPMA), qualitative analysis of the elements was performed using wavelength dispersive X-ray analysis (WDS), and quantitative analysis of the detected elements was performed.
The results are shown in Table 1.
[実施例2]
スタート粉末をW、TiO2,グラファイトとし処理後の粉末がWC:TiCの質量比で80:20となるように配合後、炭化と同時に固溶化熱処理(2200℃)を施した固溶化熱処理粉末を(平均粒子径1.1μm)硬質相形成用原料粉末として用意し、また、二次硬質相形成用原料粉末として、平均粒子径が1.5μmのTaC粉末を、全原料粉末の2.40質量%となるように配合し、これを、エタノールを主成分とするアルコールと混ぜ合わせ、実施例1と同様な条件でアトライターによる湿式混合を行い、以後、実施例1と同様な方法により本発明の超硬合金2(「本発明品2」という)を作製した。
また、実施例1と同様にして、本発明品2について元素の定量分析を行った。
表1に、その結果を示す。
[Example 2]
The start powder was W, TiO2, and graphite, and the treated powder was blended so that the mass ratio of WC: TiC was 80:20. (Average particle size 1.1 μm) Prepared as a raw material powder for forming a hard phase, and as a raw material powder for forming a secondary hard phase, TaC powder having an average particle size of 1.5 μm is 2.40% by mass of the total raw material powder. This is mixed with an alcohol containing ethanol as a main component, wet-mixed with an attritor under the same conditions as in Example 1, and thereafter, according to the same method as in Example 1, the present invention is prepared. A super hard alloy 2 (referred to as "the product 2 of the present invention") was produced.
Further, in the same manner as in Example 1, quantitative analysis of elements was performed on the product 2 of the present invention.
The results are shown in Table 1.
[実施例3]
スタート粉末をW、TiO2,グラファイトとし処理後の粉末がWC:TiCの質量比で50:50となるように配合後、炭化と同時に固溶化熱処理(2000℃)を施した固溶化熱処理粉末を(平均粒子径1.5μm)硬質相形成用原料粉末として用意し、また、二次硬質相形成用原料粉末として、平均粒子径が1.5μmのTaC粉末と平均粒子径が1.0μmのNbC粉末を、それぞれの含有量が、全原料粉末のそれぞれ1.5質量%及び11.5質量%となるように配合し、これを、エタノールを主成分とするアルコールと混ぜ合わせ、アトライターによる湿式混合を行った。その際、混合メディアとしては、直径1.0mmのボール形状のWC−15質量%Co−20質量%Ni超硬合金製メディアを使用した。また、混合メディアや原料と接触する撹拌部は、WC−20質量%Co超硬合金製の材質を使用した。さらに、混合する容器としては、SUS304製の容器を使用し、回転数120rpmで20時間混合した。
ついで、実施例1と同様な焼結条件、HIP条件で、超硬合金3(「本発明品3」という)を作製した。
また、実施例1と同様にして、本発明品3について元素の定量分析を行った。
表1に、その結果を示す。
[Example 3]
The start powder was W, TiO2, and graphite, and the treated powder was blended so that the mass ratio of WC: TiC was 50:50. (Average particle size 1.5 μm) Prepared as a raw material powder for forming a hard phase, and as a raw material powder for forming a secondary hard phase, TaC powder having an average particle size of 1.5 μm and NbC powder having an average particle size of 1.0 μm. Was blended so that the respective contents were 1.5% by mass and 11.5% by mass of the total raw material powder, respectively, and this was mixed with an alcohol containing ethanol as a main component, and wet-mixed with an attritor. Was done. At that time, as the mixed media, a ball-shaped WC-15 mass% Co-20 mass% Ni cemented carbide media having a diameter of 1.0 mm was used. Further, a material made of WC-20 mass% Co cemented carbide was used for the stirring part in contact with the mixed media and the raw material. Further, as a container for mixing, a container made of SUS304 was used, and the mixture was mixed at a rotation speed of 120 rpm for 20 hours.
Then, cemented carbide 3 (referred to as “
Further, in the same manner as in Example 1, quantitative analysis of elements was performed on the
The results are shown in Table 1.
[実施例4]
スタート粉末をW、TiO2,グラファイトとし処理後の粉末がWC:TiCの質量比で70:30となるように配合後、炭化と同時に固溶化熱処理(2000℃)を施した固溶化熱処理粉末を(平均粒子径1.2μm)硬質相形成用原料粉末として用意し、また、二次硬質相形成用原料粉末として、平均粒子径が1.5μmのTaN粉末と平均粒子径が1.1μmのNbN粉末を、それぞれの含有量が、全原料粉末のそれぞれ2.5質量%及び2.5質量%となるように配合し、これを、エタノールを主成分とするアルコールと混ぜ合わせ、アトライターによる湿式混合を行った。その際、混合メディアとしては、直径1.0mmのボール形状のWC−20質量%Co−10質量%Ni超硬合金製メディアを使用した。また、混合メディアや原料と接触する撹拌部は、WC−20質量%Co超硬合金製の材質を使用した。さらに、混合する容器としては、SUS304製の容器を使用し、回転数120rpmで20時間混合した。
ついで、実施例1と同様な焼結条件、HIP条件で、超硬合金4(「本発明品4」という)を作製した。
また、実施例1と同様にして、本発明品4について元素の定量分析を行った。
表1に、その結果を示す。
[Example 4]
The start powder was W, TiO2, and graphite, and the treated powder was blended so that the mass ratio of WC: TiC was 70:30. (Average particle size 1.2 μm) Prepared as a raw material powder for forming a hard phase, and as a raw material powder for forming a secondary hard phase, TaN powder having an average particle size of 1.5 μm and NbN powder having an average particle size of 1.1 μm. Was blended so that the respective contents were 2.5% by mass and 2.5% by mass of the total raw material powder, respectively, and this was mixed with an alcohol containing ethanol as a main component, and wet-mixed with an attritor. Was done. At that time, as the mixed media, a ball-shaped WC-20 mass% Co-10 mass% Ni cemented carbide media having a diameter of 1.0 mm was used. Further, a material made of WC-20 mass% Co cemented carbide was used for the stirring part in contact with the mixed media and the raw material. Further, as a container for mixing, a container made of SUS304 was used, and the mixture was mixed at a rotation speed of 120 rpm for 20 hours.
Then, cemented carbide 4 (referred to as “Product 4 of the present invention”) was produced under the same sintering conditions and HIP conditions as in Example 1.
Further, in the same manner as in Example 1, quantitative analysis of elements was performed on the product 4 of the present invention.
The results are shown in Table 1.
前記実施例1〜4では、いずれも、超硬合金作製用の原料粉末として、Co、Ni、Fe等の結合相形成用原料粉末を使用していない。
しかし、以下に述べる比較例1〜4では、Co、Ni、Fe等の結合相形成用原料粉末を用い、硬質相と結合相からなる超硬合金を作製した。
また、前記実施例1〜4では、いずれも、焼結後、熱間等方圧加圧法(HIP)による焼結体の緻密化処理を行ったが、比較品1〜4に関しても、熱間等方圧加圧法(HIP)による焼結体の緻密化処理を行った。
In Examples 1 to 4, none of the raw material powders for forming a bonded phase such as Co, Ni, and Fe are used as the raw material powder for producing the cemented carbide.
However, in Comparative Examples 1 to 4 described below, a cemented carbide composed of a hard phase and a bonded phase was produced using raw material powders for forming a bonded phase such as Co, Ni, and Fe.
Further, in all of Examples 1 to 4, after sintering, the sintered body was densified by the hot isostatic pressing method (HIP), but the
[比較例1]
まず、平均粒子径が1.0μmのWC粉末を硬質相用形成原料粉末として用い、また、平均粒子径が0.9μmのCo粉末を結合相形成用原料粉末として用い、さらに複炭化物として平均粒子径が1.0μmのCr3C2粉末を用い、WC粉末とCo粉末とCr3C2粉末を、WC:Co:Cr3C2の質量比が90:10:1になるように配合し、エタノールを主成分とするアルコールと混ぜ合わせ、図2に示すアトライターにより湿式混合を行った。
その際に、混合メディアとしては、直径1.0mmのボール形状のWC−8質量%Co超硬合金製メディアを使用した。また、混合メディアや原料と接触する撹拌部は、WC−8質量%Co超硬合金製の材質を使用した。さらに、混合する容器としては、SUS304製の容器を使用し、回転数120rpmで10時間混合した。
[Comparative Example 1]
First, WC powder having an average particle size of 1.0 μm is used as a raw material powder for forming a hard phase, Co powder having an average particle size of 0.9 μm is used as a raw material powder for forming a bonded phase, and average particles are further used as a compound carbide. Using Cr 3 C 2 powder having a diameter of 1.0 μm, WC powder, Co powder and Cr 3 C 2 powder are mixed so that the mass ratio of WC: Co: Cr 3 C 2 is 90:10: 1. , Ethanol was mixed with alcohol containing ethanol as a main component, and wet mixing was carried out by the attritor shown in FIG.
At that time, as the mixed media, a ball-shaped WC-8 mass% Co cemented carbide media having a diameter of 1.0 mm was used. Further, a material made of WC-8 mass% Co cemented carbide was used for the stirring part in contact with the mixed media and the raw material. Further, as a container for mixing, a container made of SUS304 was used, and the mixture was mixed at a rotation speed of 120 rpm for 10 hours.
上記で10時間混合した後、原料粉末とアルコールを取り出し、真空乾燥機で乾燥後、WC粉末とCo粉末とCr3C2粉末の混合粉末を回収した。
ついで、油圧式プレス装置で、単位圧力1MPaで圧紛体を成形し、これを、真空焼結最高到達温度1500℃の条件で焼結した後、該焼結体を、1400℃×100MPaの条件での熱間等方圧加圧法(HIP)により、焼結体の緻密化を行い、比較例の超硬合金1(「比較品1」という)を作製した。
After mixing for 10 hours as described above, the raw material powder and alcohol were taken out, dried in a vacuum dryer, and then the mixed powder of WC powder, Co powder and Cr 3 C 2 powder was recovered.
Then, a pressure powder is formed at a unit pressure of 1 MPa with a hydraulic press device, and this is sintered under the condition of a maximum vacuum sintering temperature of 1500 ° C., and then the sintered body is subjected to a condition of 1400 ° C. × 100 MPa. The sintered body was densified by the hot isostatic pressing method (HIP) of the above, and a cemented carbide 1 (referred to as "
上記比較品1について、ダイヤモンド砥石を用いて表面粗さRa0.025μmになるように研磨した。
ついで、前記研磨面を、電子線プローブマイクロアナライザ(EPMA)を用いて観察し、波長分散型X線分析(WDS)を用いて元素の定性分析を行い、検出した元素の定量分析を行った。
表2に、その結果を示す。
The above
Then, the polished surface was observed using an electron probe microanalyzer (EPMA), qualitative analysis of the elements was performed using wavelength dispersive X-ray analysis (WDS), and quantitative analysis of the detected elements was performed.
The results are shown in Table 2.
[比較例2]
比較例1において、WC粉末とCo粉末とCr3C2粉末の配合割合を、WC:Co:Cr3C2の質量比が189:10:1となるように配合を変更し、その他の工程は、比較例1と同様な方法で、比較例の超硬合金2(「比較品2」という)を作製した。
表2に、比較品2について調査した定量分析結果を示す。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 1, the blending ratio of the WC powder, the Co powder, and the Cr 3 C 2 powder was changed so that the mass ratio of WC: Co: Cr 3 C 2 was 189: 10: 1, and other steps were performed. Made a cemented carbide 2 (referred to as "Comparative Product 2") of Comparative Example by the same method as in Comparative Example 1.
Table 2 shows the results of the quantitative analysis investigated for the comparative product 2.
[比較例3]
平均粒子径が1.0μmのWC粉末を硬質相用形成原料粉末として用い、また、平均粒子径が0.8μmのNi粉末を結合相形成用原料粉末として用い、さらに複炭化物として平均粒子径が1.0μmのCr3C2粉末を用い、WC粉末とNi粉末とCr3C2粉末を、WC粉末:Ni粉末:Cr3C2粉末の質量比が187:12:1になるように配合し、エタノールを主成分とするアルコールと混ぜ合わせ、比較例1と同様な条件で、アトライターによる湿式混合を行った。
その他の工程は、比較例1と同様な方法で、比較例の超硬合金3(「比較品3」という)を作製した。
表2に、比較品3について調査した定量分析結果を示す。
[Comparative Example 3]
A WC powder having an average particle size of 1.0 μm is used as a raw material powder for forming a hard phase, and a Ni powder having an average particle size of 0.8 μm is used as a raw material powder for forming a bonded phase. Using 1.0 μm Cr 3 C 2 powder, WC powder, Ni powder and Cr 3 C 2 powder are mixed so that the mass ratio of WC powder: Ni powder: Cr 3 C 2 powder is 187: 12: 1. Then, it was mixed with an alcohol containing ethanol as a main component, and wet-mixed with an attritor under the same conditions as in Comparative Example 1.
In other steps, the cemented
Table 2 shows the results of the quantitative analysis investigated for the
[比較例4]
平均粒子径が1.0μmのWC粉末および平均粒子径が1.0μmのTiC粉末を硬質相形成用原料粉末として用い、また、平均粒子径が0.9μmのCo粉末と平均粒子径が0.8μmのNi粉末を結合相形成用原料粉末として用い、さらに複炭化物として平均粒子径が1.0μmのCr3C2粉末を用い、(WC粉末+TiC粉末)と(Co粉末+Ni粉末+Cr3C2粉末)を、(WC+TiC):(Co+Ni+Cr3C2)の質量比が88:12 になるように配合し、エタノールを主成分とするアルコールと混ぜ合わせ、比較例1と同様な条件で、アトライターにより湿式混合を行った。
その他の工程は、比較例1と同様な方法で、比較例の超硬合金4(「比較品4」という)を作製した。
表2に、比較品4について調査した定量分析結果を示す。
[Comparative Example 4]
WC powder having an average particle size of 1.0 μm and TiC powder having an average particle size of 1.0 μm are used as raw material powders for forming a hard phase, and Co powder having an average particle size of 0.9 μm and an average particle size of 0. Using 8 μm Ni powder as a raw material powder for forming a bonded phase, and using Cr 3 C 2 powder having an average particle diameter of 1.0 μm as a compound carbide, (WC powder + TiC powder) and (Co powder + Ni powder + Cr 3 C 2) (Powder) is blended so that the mass ratio of (WC + TiC): (Co + Ni + Cr 3 C 2 ) is 88:12, mixed with alcohol containing ethanol as a main component, and attritor under the same conditions as in Comparative Example 1. Wet mixing was performed with.
In other steps, the cemented carbide 4 of Comparative Example (referred to as “Comparative Product 4”) was produced in the same manner as in Comparative Example 1.
Table 2 shows the results of the quantitative analysis investigated for the comparative product 4.
前記で作製した本発明品1〜4及び比較品1〜4について、JIS Z 2245に準拠して、ロックウエル硬度硬さ試験―試験方法に基づき、ロックウエル硬度Aスケール(HRA)測定を行った。
表3に、測定結果を示す。
表3に示す結果から、本発明品1〜4は、比較品1〜4に劣らないロックウエル硬度を示すことから、従来の超硬合金と同等の耐摩耗性を備えることがわかる。
The Rockwell hardness A scale (HRA) measurement was performed on the
Table 3 shows the measurement results.
From the results shown in Table 3, it can be seen that the
次に、本発明品1〜4及び比較品1〜4に加え、参考のために、三種類のステンレス鋼(SUS304,SUS316L,SUS630)を用いて、強酸の腐食環境における腐食試験を実施し、耐食性評価を行った。
腐食試験:
塩酸と純粋を混合し、pH1.8に調製した腐食液中に、試験片を浸漬し、経過時間毎の試験片の重量を測定することにより、経過時間毎の重量変化率(wt/%)を求め、重量変化率が少ないものを耐食性良と判定した。
表3に、浸漬してから140時間経過後、また、400時間経過後の重量変化率(wt/%)を示す。
なお、表3の耐食性評価の欄における「◎印」は、重量変化率(wt/%)が非常に少なく、極めて優れた耐食性を有することを示し、「○印」は、耐食性が十分満足できるものではないことを示し、「×印」は、耐食性が極めて劣ることを示す。
また、図3には、浸漬後、140時間経過するまでの重量変化率(wt/%)の推移をグラフ(横軸:浸漬時間(h),縦軸:(wt/%))として示した。
Next, in addition to the
Corrosion test:
By immersing the test piece in a corrosive solution prepared by mixing hydrochloric acid and pure and adjusting the pH to 1.8 and measuring the weight of the test piece for each elapsed time, the weight change rate (wt /%) for each elapsed time. The one with a small rate of change in weight was judged to have good corrosion resistance.
Table 3 shows the rate of change in weight (wt /%) after 140 hours of immersion and after 400 hours of immersion.
In addition, "◎ mark" in the column of corrosion resistance evaluation of Table 3 indicates that the weight change rate (wt /%) is very small and has extremely excellent corrosion resistance, and "○ mark" is sufficiently satisfactory in corrosion resistance. It indicates that it is not a thing, and "x" indicates that the corrosion resistance is extremely inferior.
Further, FIG. 3 shows the transition of the weight change rate (wt /%) until 140 hours have passed after immersion as a graph (horizontal axis: immersion time (h), vertical axis: (wt /%)). ..
表3及び図6に示される結果から、本発明品1〜4は、比較品1〜4及び三種類のステンレス鋼(SUS304,SUS630)と比較して、強酸(pH1.8の塩酸)に対しては極めて優れた耐食性を備えることがわかる。
From the results shown in Table 3 and FIG. 6, the
さらに、本発明品1〜4及び比較品1〜4について、リチウムイオン二次電池用の負極スラリーに対する腐食試験を行った。
リチウムイオン二次電池の負極スラリー(pH5〜9の弱酸性〜弱アルカリ性)を腐食液とし、腐食液に試験片を半浴させ、24時間経過後また400時間経過後に浴から取り出し、浸漬部と未浸漬部の外観の変色の有無を観察し、変色の程度の大小によって耐食性の良否を評価した。
ここで、リチウムイオン二次電池用の負極スラリーは、次の組成からなる。
AB(アセチレンブラック):1%、
SBR(スチレン・ブタジエンゴム):1%、
CMC(カルボキシメチルセルロース):1%、
黒鉛:97%、
溶媒:水
なお、上記SBR(スチレン・ブタジエンゴム)は、合成ゴムの一種でベンゼンの水素原子の一つがビニル基に置換した炭化水素と不飽和炭化水素の共重体であり、上記CMC(カルボキシメチルセルロース)は、セルロースの骨格を構成するグルコピラノースモノマーのヒドロシキ基の一部にカルボキシメチル基を結合させたものである。
表3に、耐食性試験結果として、24時間経過後の変色の有無および400時間経過後の変色の有無を示す。
なお、表3の耐食性評価の欄における「◎印」は、耐変色性が非常に優れることを示し、「○印」は、表面濁りの発生があることを示し、「×印」は、耐変色性が劣ることを示す。
Further, the
The negative electrode slurry of the lithium ion secondary battery (weakly acidic to weakly alkaline with a pH of 5 to 9) is used as a corrosive liquid, and the test piece is half-bathed in the corrosive liquid. The presence or absence of discoloration in the appearance of the unimmersed portion was observed, and the quality of corrosion resistance was evaluated according to the degree of discoloration.
Here, the negative electrode slurry for the lithium ion secondary battery has the following composition.
AB (acetylene black): 1%,
SBR (Styrene-butadiene rubber): 1%,
CMC (Carboxymethyl Cellulose): 1%,
Graphite: 97%,
Solvent: Water The SBR (styrene-butadiene rubber) is a type of synthetic rubber, which is a copolymer of a hydrocarbon in which one of the hydrogen atoms of benzene is replaced with a vinyl group and an unsaturated hydrocarbon, and is a CMC (carboxymethyl cellulose). ) Is a carboxymethyl group bonded to a part of the hydrocarbon group of the glucopyranose monomer constituting the skeleton of cellulose.
Table 3 shows the presence or absence of discoloration after 24 hours and the presence or absence of discoloration after 400 hours as the results of the corrosion resistance test.
In the corrosion resistance evaluation column of Table 3, "◎ mark" indicates that the discoloration resistance is very excellent, "○ mark" indicates that surface turbidity is generated, and "x mark" indicates that surface turbidity is generated. Indicates inferior discoloration.
表3に示される結果から、本発明品1〜4は、比較品1〜4に比して、リチウムイオン二次電池用の負極スラリー(pH5〜9の弱酸性〜弱アルカリ性)に対して優れた耐食性を備えることがわかる。
From the results shown in Table 3, the
以上のとおり、本発明の超硬合金は、従来の超硬合金と同等の硬度、耐摩耗性を有し、しかも、強酸性から弱アルカリ性までの広範囲にわたる各種塗布液に対してすぐれた耐食性を有するものである。 As described above, the cemented carbide of the present invention has the same hardness and wear resistance as the conventional cemented carbide, and also has excellent corrosion resistance to various coating liquids ranging from strong acid to weak alkalinity. Have.
本発明の塗布工具は、耐食性と耐摩耗性の両特性を兼ね備え、塗布液の種類に限定されることなく、各種の塗布液を塗布することができる汎用性を備えた塗布工具であって、塗布工具としての寿命が長いことから、塗布工程の効率化、省力化、低コスト化に寄与することが期待される。
The coating tool of the present invention has both corrosion resistance and wear resistance, and is a versatile coating tool capable of coating various coating liquids without being limited to the type of coating liquid. Since it has a long life as a coating tool, it is expected to contribute to efficiency, labor saving, and cost reduction in the coating process.
Claims (8)
被塗布材に接触または接近する塗布工具の少なくとも先端部1mm以内は超硬合金で構成され、
前記超硬合金は、Co、NiおよびFeのうちから選ばれる一種又は二種以上からなる結合相と、残部は、WC、TiCおよびWとTiとCの固溶体のうちから選ばれる一種又は二種以上からなる硬質相と不可避不純物からなり、前記結合相を構成するCo、Ni、Feの含有量合計が、超硬合金全体に占める含有割合は2.0質量%未満であることを特徴とする塗布工具。 In the coating tool mounted on the coating device
At least the tip of the coating tool that comes into contact with or approaches the material to be coated is made of cemented carbide within 1 mm.
The cemented carbide has a bonded phase consisting of one or more selected from Co, Ni and Fe, and the balance is one or two selected from WC, TiC and W and Ti and C solid solutions. It is characterized in that the total content of Co, Ni, and Fe constituting the bonded phase, which is composed of the hard phase and unavoidable impurities as described above, accounts for less than 2.0% by mass in the entire cemented carbide. Coating tool.
A coating device equipped with the coating tool according to any one of claims 1 to 7.
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