通用型FeNi-粘结剂制造技术

本发明专利技术涉及用于制备复合材料的方法，所述方法包括烧结含下列成分的组合物：a)至少一种硬质载体和b)基础粘结合金，其包含α)66-93重量%的镍，β)7-34重量%的铁，和??γ)0-9重量%的钴，其中所述基础粘结合金的重量份额合计为100重量%。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及用于制备复合材料的方法，所述方法包括烧结含下列成分的组合物：a)至少一种硬质载体和b)基础粘结合金，其包含α)66-93重量%的镍，β)7-34重量%的铁，和--γ)0-9重量%的钴，其中所述基础粘结合金的重量份额合计为100重量%。【专利说明】通用型FeN1-粘结剂 本专利技术涉及用于制备复合材料的方法，该复合材料通过烧结含硬质载体和基于FeCoNi或FeNi的基础粘结合金的组合物而制得。此外，本专利技术涉及根据所述方法制得的烧结复合材料以及其在工具或构件，特别是成形工具、破碎工具或切削工具中的应用。硬质合金是由硬质载体如碳化物和粘结合金构成的复合材料。硬质合金被广泛使用并例如被用于加工几乎所有的材料。此外。硬质合金例如还可用作结构构件、用作成形工具或破碎工具或用于其它的在其中耐磨强度、耐机械强度或耐高温强度特别重要的多种目的。常见的应用领域是金属材料的切削。在此，通过切削过程、成形过程和摩擦过程产生最高超过800°C的局部温度。在另一些情况下，在高温下进行金属工件的成形过程，如在锻造、拉絲或辊轧情况下。这时工具处于可导致硬质合金工具变形的机械应力下。因此，高温-耐蠕变性(实际中大多替代性地测定热硬度)是硬质合金工具一个重要的特性。但在所有应用中，断裂韧性(K1C)也是一个重要的量值，因为否则该工具或构件不能胜任机械峰值负荷，并会断裂。耐磨强度、热硬度、断裂韧性以及与此相关的强度(后者大多作为弯曲断裂强度给出)可通过碳化物相的量值及其硬质合金组分的含量来调节。此外，硬质合金的特性还强烈取决于所使用的粘结合金。断裂韧性、腐蚀性和热硬度主要通过粘结合金及其基础的性质来确定。本专利技术涉及含FeN1-基或FeCoN1-基的粘结合金的新型硬质合金，该硬质合金在硬度(按ISO 3878的维氏硬度)、断裂韧性(K1C，按Shetty公式由裂纹长度和维氏硬度压痕的量值计算)以及热硬度方面相应于那些至今通常的含Co-基的粘结合金的硬质合金的特性。基于各种原因，在一些特殊的硬质合金中使用其它粘结剂基础合金作为基础合金来代替钴。“基础粘结合金”也意指含有不可避免的杂质的纯金属，例如可作为市场常见的N1-金属粉和Co-金属粉购得。例如使用N1-金属粉作为基础合金来制备在酸中耐腐蚀、耐氧化或不可磁化的硬质合金。通过在液态相中的烧结形成基于Ni的粘结合金。这种粘结合金含元素如W、Co、Cr、Mo或其它例如作为金属粉末或碳化物加入到硬质合金料中的其它元素，并且其在由纯Ni通过液相烧结炼制合金时的含量导致该如此形成的N1-基-合金。与纯镍相比，这些元素导致改进的抗腐蚀性。与用Co-基-合金粘结的硬质合金相比，含Ni作为粘结剂基础合金的硬质合金由于其小的硬度值而不可普遍使用。此外，用N1-基-合金粘结的硬质合金的特征在于相对低的热硬度。因此在切削金属材料时也不适用。此外，已知作为硬质合金粘结剂的FeCoN1-基础-合金。但缺点是其低的K1C-值，根据Griffith-方程，直到粘结剂含量约12重量％，该K1C-值与强度成正比。由此，含7.5% FeCoNi 40/20/40的基于碳化钨的硬质载体(平均粉末直径:0.6 μ m)的硬质合金的K1C-值在8.2-9.5 MPa m1/2之间，而含相同体积含量Co的硬质合金(与FeCoNi 40/20/40相比，由于较高的钴密度，相应于8重量％)，其K1C-值达9.5 MPa m1/2。含FeCoNi基础合金作为粘结剂的硬质合金的热硬度，在较高温度下大都小于用钴-基础合金粘结的硬质合金的热硬度。此外还已知作为粘结剂的FeN1-基础-合金。US-A1-2002/0112896描述了基于35-65 % Ni和65-35 % Fe的FeN1-合金。但所述的FeNi 50/50基础合金在室温下的强度较低；含7.4 % FeNi 50/50 (由于该FeNi 50/50的较低密度，该粘结剂的体积含量相应于8重量％钴)的硬质合金具有仅为8.5 MPa m1/2的K1C-值。此外，由WUtmann 的博士论文(TU Wien)已知含 10-50 % Ni,90-50 % Fe 的FeN1-基础-合金。该合金例如在15 % Ni和85 % Fe的情况下具有非常高的K1C-值(超过用钴作为粘结剂基础合金可达到的值，见Wittmann的结果,评价发表于:L.Prakash和B.Gries, Proceeding 17th Plansee Seminar 2009,卷 2，HM 5/1)。这也适用于 FeNi75/25 (见上述资料，在那里称为“A2500”)。但含富Fe的FeN1-基础-粘结合金的硬质合金的热硬度在超过400°C时明显低于用Co-基础合金粘结的那些硬质合金的热硬度，这在FeNi 82/18 的基础合金的实例中清楚表明(Proceedings International Conference onTungsten, Refractory and Hard Metals, Washington, 2008,在那里称为 “M1800，，)。在硬质合金烧结后可调节的钨在粘结金属合金中的最大溶解度(B.Gries,Proceedings EUROPM 2009 Copenhagen, 10月 10-12，2009)提供了用于阐明硬质合金的热硬度与所用FeCoN1-基础合金的组成的关系的尝试。但是，与此相应，含FeN1-基础-合金的硬质合金的最大热硬度将必须是在含纯Ni的粘结合金的情况下存在，因为这里出现约为25重量％的粘结合金中的钨的最大溶解度。但实际上含FeNi 50/50-基础合金的硬质合金在粘结合金中的钨溶解度最大为19.4 %，在热硬度方面与含钴-基础-合金的硬质合金的钨溶解度相当(粘结合金中最多20 % W)。虽然钨的溶解度仍较高，但含N1-基础合金的硬质合金在热硬度方 面不及前述的两种，并因此不可应用于取决于高的热硬度的场合，例如在金属切削时。此外，由EP-B1-1488020已知含10-75 % Co的FeCoN1-基础合金作为具有fee-结构的硬质合金粘结剂用于特定的切削目的，这些切削目的应减少在切削特定钢时所产生的粘附磨损。含奥氏体FeCoN1-基础合金的这类硬质合金的热硬度明显不及含钴-基础合金的硬质合金。再则还认为，与用钴-基础-合金粘结的那些硬质合金相比，这种奥氏体粘结合金的硬质合金的强度值将较低。W0-A2-2010/046224描述了以钥掺杂的与钥熔制成合金的FeCoN1-、Co-、N1-和N1-基粉末状金属粉末的应用。但在高于400°C时不能完全达到具有82 %最大磁饱和度的WC和8 % Co的热硬度(W0-A2-2010/046224的图2)。此外，K1C还与硬质合金的碳含量有非常大的关系(W0-A2-2010/046224的实例4)，在烧结的工业实践中，碳含量易于波动。因此，可靠地实现所需的特性即硬度、K1C和热硬度与碳平衡的控制有很大关系，这在工业化条件下并非总是可确保的。可概况地说，N1-基础合金、FeN1-基础合金以及FeCoN1-基础合金作为硬质合金粘结剂均不可得到可通用的和工业化可用的，同时在K1C硬度和热硬度方面可与基于钴的粘结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备复合材料的方法，所述方法包括烧结含下列成分的组合物：a)?至少一种硬质载体和b)?基础粘结合金，其包含???α)?66?93重量%的镍，???β)?7?34重量%的铁，和???γ)?0?9重量%的钴，其中所述基础粘结合金的重量份额合计为100重量%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B格里斯，
申请(专利权)人：HC施塔克股份有限公司，
类型：
国别省市：