生产烧结体的方法，包括如下步骤：将形成硬质组分的一种或多种粉末和形成包括钴粉的粘结相的粉末混合起来，其中，钴粉包括主要具有ｆｃｃ结构的钴，ｆｃｃ结构被定义为在基线和最大峰值高度之间测量时Ｃｏ－ｆｃｃ（２００）／Ｃｏ－ｈｃｐ（１０１）之间≥３／２的峰值高度比，通过利用２θ／θ聚焦几何体和Ｃｕ－Ｋα辐射的ＸＲＤ测量。本发明专利技术还涉及包括主要具有ｆｃｃ结构的钴的待压缩粉末，并且其中钴粉具有０．２－２．９μｍ的晶粒尺寸（ＦＳＳＳ）。本发明专利技术还涉及根据上述方法制成的烧结体。根据本发明专利技术的烧结体具有降低的孔隙度以及较少的裂缝形成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制造烧结体的方法，所述方法包括混合形成硬质组分 的一种或多种粉末和形成包括钴的粘结相的粉末，其中，钴粉主要具 有面心立方(fcc)结构。本专利技术还涉及粒状"待压縮"粉末，这种粉末包 括一种或多种硬质组分、有机粘结剂、和形成包括钴的粘结相的粉末，其中，钴粉主要具有面心立方(fcc)结构。本专利技术还涉及根据本专利技术方法制造的烧结体。
技术介绍
如修圆工具，切削工具刀片等的烧结体通常由包含硬质合金或钛 基碳氮化物合金的材料制成，其通常称为金属陶瓷。这些材料包含一 种或多种硬质组分和粘结相，硬质组分诸如例如钨、钛、钽、铌、铬 等的碳化物或碳氮化物。根据成分和晶粒尺寸，各种各样的具有硬度 和韧度的材料可用于多种应用中，例如钻岩工具和金属切削工具，以 及耐磨零件等。烧结体通过粉末冶金中通常的技术制成，例如研磨、 粒化、压实和烧结。本领域熟知在制造硬质合金和金属陶瓷时，使用钴作为粘结相。钴是同素异形的，亦即，在低于大约417'C的温度下，纯钴原子排 列成密排六方晶格(hcp)结构，在超过大约417。C的温度下，纯钴原子排 列成面心立方(fcc)结构。因此，在417'C以上，纯钴展示出同素异形转 变，即从hcp结构变化至fcc结构。通常，在制造诸如钻头、切削工具刀片等的烧结体时，所使用的 钴粉通常具有hcp结构。然而，在烧结体中，钴粘结相具有在烧结操作期间获得的fcc结构。在制造烧结体期间，重要的是，钴粉容易在研磨或混合期间分散。 这在制造细晶粒材料、具有少量结合剂的材料的烧结体时尤其重要， 或者通过利用特性可能由强烈研磨所破坏的原材料时尤其重要。细晶 粒的原材料通常需要较高的压实压力，由于有在压制体中出现压制开 裂和异常磨损的危险、甚至有压实工具失效的危险，因此较高的压实 压力通常是不希望。因此，需要减小压实压力。曾经多次试图改善钴粉的质量，以使钴粉更加分散。在工业上已经制造出具有更小晶粒的钴，晶粒小至0.5pm，并且已经完成了从细长形态向球状形态的转变。还开发了不同的技术用以涂覆硬质组分，从 而获得具有很好分布而没有经过研磨的钴的合成粉末。EP 0578720 A公开了一种利用具有球状、非聚结粒子的粘结相粉 末来制造硬质合金制品的方法。使用这种优选为钴粉的结合剂粉末使 烧结体的孔隙度降低。WO 98/03691公开了一种制造具有较窄的晶粒尺寸分布的硬质合 金的方法。为了获得具有较窄的晶粒尺寸分布的材料，碳化钨在与其 它组分混合之前由钴所涂覆。此外，选择混合方法，使得晶粒尺寸或 晶粒尺寸分布不产生变化。然而，仍然需要进一步改善裂缝、孔隙度、钴的分散性等。这里 公开的本专利技术进一步改善了诸如分散性、压制开裂和孔隙度的特性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种从具有很好分布的钴和最优化的压实压 力的粉末制造烧结体的方法。本专利技术的另一目的是提供一种制造具有降低的孔隙度烧结体的方法。本专利技术的又一目的是提供一种制造具有降低的裂缝量烧结体的方法。本专利技术的又一目的是提供一种粉末混合物，这种粉末混合物具有 很好分布的钴，而无需进行大量的研磨。本专利技术的又一目的是提供一种根据本专利技术方法制造的烧结体。现在已经意外地发现，可在制造烧结体时使用主要具有fcc结构的 钴粉，并且发现使用这种fcc钴代替主要具有hcp结构的钴在制造烧结体 期间以及对于烧结体而言具有若干优点。已经特别发现，在利用这种fcc钴粉时，烧结材料包含较少的气孔，并且更容易避免由压实复杂体所 产生的裂缝，从而使具有复杂几何形状的烧结的硬质金属压实体比由hcp钴粉制成的相应材料具有更少的裂缝和更少的扭曲形状。还己发现，通过利用主要具有fcc结构的钴，相比于使用主要具有 hcp结构的钴，需要更短的研磨时间来获得相同特性。附图说明根据本专利技术的方法包括如下步骤，通过研磨，混合形成硬质组分 的粉末和形成包括钴和可能的其它化合物的粘结相的粉末。干燥研磨 的混合物，然后压制研磨的混合物，以形成压实体，随后对压实体进 行烧结。图la表示来自根据本专利技术的超细钴粉的XRD图谱，其特征在于 Co-fcc(200)/Co-hcp(101)比为2.12，粉末具有1.08jam的Fischer晶粒尺寸 (FSSS)。图lb表示来自商购的超细钴粉的XRD图谱，这种超细钴粉具有0.08的Co-fcc(200)/Co-hcp(101)比和0.7/mi的FSSS。图2a表示来自根据本专利技术的极细钴粉的XRD图谱，其特征在于 Co-fcc(200)/Co-hcp(101)比为2.24，粉末具有1.45pm的Fischer晶粒尺寸 (FSSS)。图2b表示来自商购的极细钴粉的XRD图谱，这种极细钴粉具有 0.14的Co-fcc(200)/Co-hcp(101)比和1.4/mi的FSSS。具体实施例方式主要具有fcc结构的钴的量由XRD表征，并且识别通过来自公共 PDF数据库(衍射数据国际中心的粉末衍射档案，ICDD)的结构信息提 供，并且这个量表示所关心的化合物，即fcc钴(PDF15-806)和hcp钴 (5-727)。此外，在每个峰上给出了每种金属相的密勒指数。在利用20M 聚焦几何体和Cu-Ka辐射的XRD测量中，其中Cu-Kc^g射具有随后的背 景扣除和Kc^剥离，在每个峰值的基线和最大峰值高度之间进行测量 时，Co-fcc(200)/Co-hcp(101)之间的峰值高度比》3/2，优选为》7/4，最 优选为》2。 fcc钴的最大量为100。/c)，此时上述的峰值高度比—w。用 在根据本专利技术的方法中的上述钴粉将在下文中称为"fcc钴"。用在根据本专利技术方法中的钴粉优选包括小于1.5wt。/。的量的铁，铁 的量优选为小于0.8wt。/。，最优选为小于0.4wt。/。。钴粉还优选包括至少 100ppm的镁，更优选为至少150ppm的Mg，并且最优选为M0至500ppm 的Mg。钴粉还可包含其它的元素，但是量对应于技术性杂质，这些元素 量优选为低于800ppm，更优选为低于700ppm，并且最优选为低于 600ppm。被测量为FSSS(Fischer晶粒尺寸)的钴粉的晶粒尺寸优选为从0.2至 2.9/mi，更优选为0.3至2.0/mi，并且最优选为从0.4至1.5/mi。利用激光衍射测量的钴粉的平均颗粒尺寸(d50)优选为从大约0.8/im至大约5.9/mi，更优选为0.8jLtm至4.0/mi，并且最优选为0.8/mi至 3.0jLtm。形成硬质组分的粉末和fcc钴粉在存在有机液体(例如乙醇，丙酮等) 和有机粘结剂(例如石蜡，聚乙二醇，长链脂肪酸等)的情况下进行研磨， 以便于便于进行随后的粒化操作。优选通过利用研磨机(旋转球磨机， 振动球磨机，精碎研磨机等)进行研磨。优选根据已知技术进行对研磨混合物的粒化，尤其是根据喷雾干 燥。包含与有机液体和有机粘结剂混合的粉末材料的悬浮体通过干燥 塔中的合适喷嘴而被雾化，在干燥塔中，小液滴由例如氮气流的热气 流即时干燥。颗粒的构造尤其对于在随后阶段中所使用的压实工具的 自动进给而言是必需的。优选在具有冲模的模具中执行压实操作，以便为材料提供与最终 压实体的所希望的尺寸尽可能接近(考虑收縮现象)的形状和尺寸。在压 实期间，重要的是，压实压力处在合适的范围内，而且本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生产烧结体的方法，包括如下步骤： 通过研磨，将形成硬质组分的一种或多种粉末和形成包括钴粉的粘结相的粉末混合起来， 粒化所述研磨的混合物， 压实所述粒化的混合物，形成压实体， 烧结所述压实体， 其特征在于：所述钴粉包括主要具有ｆｃｃ结构的钴，所述ｆｃｃ结构被定义为在基线和最大峰值高度之间测量时Ｃｏ－ｆｃｃ（２００）／Ｃｏ－ｈｃｐ（１０１）之间的峰值高度比≥３／２，优选≥７／４，并且最优选≥２，通过利用２θ／θ聚焦几何体和Ｃｕ－Ｋα辐射的ＸＲＤ测量，并且其中所述钴粉具有０．２－２．９μｍ的晶粒尺寸（ＦＳＳＳ）。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：珍妮特佩尔松，利夫达尔，格罗尔德温尔，乌尔夫罗兰德，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]
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