粉末混合物或複合粉末、其製備方法和它們在複合材料中的用途的製作方法
2023-07-07 07:47:36
專利名稱：粉末混合物或複合粉末、其製備方法和它們在複合材料中的用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及粉末混合物或複合粉末，其由至少兩類以分散形式存在的粉末或固相組成，並且其作為顆粒複合材料的前體或作為表面塗敷的噴射粉末使用。在組分上，這些複合粉末一方面包括高熔點金屬(例如W和Mo等)或硬質材料(例如WC、TiC、TiN、Ti(C，N)、TaC、NbC和Mo2C等)或陶瓷粉末(例如TiB2和B4C等)和另一方面包括粘結金屬(例如Fe、Ni、Co、Cu和Sn等)或混合晶體和這些粘結金屬的合金。
此外，本發明還涉及製備這些複合粉末的方法和它們用於顆粒複合材料和噴射粉末的用途。作為顆粒複合材料最重要的應用是具有特定電性能(接觸和開關材料)和熱性能(熱傳導)的硬金屬、金屬陶瓷、重金屬和功能材料。
這些顆粒複合材料的有效性能例如硬度、彈性模量、斷裂韌性、強度和耐磨性以及導電性和導熱性等除相的性能和比例外主要是由分散度、均勻性和這些相的拓撲結構例如通過結構缺陷(孔隙、雜質)決定的。顆粒複合材料的這些結構特徵本身是由粉末前體和加工這些粉末金屬以獲得緻密複合材料的方法(壓制、燒結)決定的。
現有技術包括各種不同的製備這類前體即至少兩類粉末混合物的技術。採用硬質金屬和W/Cu和Mo/Cu複合材料作為實例(無一般性限制)來描述現有技術、與其相關的缺陷和本發明的宗旨。
硬質金屬是由至少兩相即WC硬質材料相(97至70m％)和低共熔的Co/W/C粘結金屬相(3至30m％)組成的顆粒複合材料，其是通過在液相燒結時W和C熔融在Co中形成的，並粘結WC顆粒。根據用途(用於鋼、鑄鋼和灰鑄鐵、有色金屬、混凝土、石料和木頭的切削工具或耐磨和結構件)，該硬質金屬可以進一步包括比例是1至15m％的硬質材料相，例如立方的(W、Ti)和(W、Ta/Nb)混合硬質合金。如果硬質金屬遭受特別強的腐蝕侵蝕，那麼Co基粘結劑完全或部分被Ni、Cr(Fe)合金代替，並且在微粒硬質金屬的情況下，使用摻雜劑例如VC和Cr3C2(≤1m％)來控制顆粒生長和結構形成。
在粘結金屬主要決定斷裂韌性、熱衝擊強度和抗彎強度的同時，硬質材料顆粒(WC和混合硬質金屬)是硬度、耐磨性和高溫性能的載體。硬質金屬的突出特點在於硬度、韌性以及高溫穩定性和耐磨性和耐腐蝕性的非常有利的組合。而這是通過硬質材料顆粒完全分散地結合在粘結金屬中或者在減少粘結金屬含量時通過形成硬質金屬和粘合劑這二者相互滲透的相區域來實現的。在燒結時，結構的形成與壓製品的緻密化同時進行。在燒結過程中，緻密化進行到固相燒結階段密度增長的70至85％，也就是說，WC顆粒在粘性的可流動和潤溼的粘結金屬的作用下遷移到能量優選位置，例如參見GILLE，SZESNY，LEITNER；Proc.14thInt.Plansee Seminar，Vol.2，Reutte 1997。最後在W和C同時擴散到Co顆粒中時獲得低共熔的組合物，並且粘結金屬熔融。之後，剩餘的15至30％的緻密化通過進一步的顆粒移位和液態粘合劑填充孔隙進行。緻密化的最終階段和結構的形成通過OSTWALD-成熟來進行，即小的硬質材料顆粒由於液體粘合劑中較高的液體壓力移動到溶液中，並再沉澱在較大的、相鄰的硬質材料顆粒上。這種再溶解導致顆粒粗糙並決定硬質材料/粘合劑的最終拓撲結構。關於本發明，特別地，高達85％的緻密化和結構形成在固相燒結階段進行這種事實是重要的，而這點又再次受到前體即複合粉末的性能和質量強烈影響。
硬質金屬製備的現有技術例如描述在SCHEDLER，《用於顆粒的硬質金屬》(Hartmetal für den Praktiker)，Düesseldorf 1988中。根據硬質金屬的組成，首先稱重分別製備的硬質材料粉末和粘結金屬粉末，混合併研磨。根據硬質金屬的種類，WC-起始粉末的顆粒尺寸是0.5至50微米，通常是略微結塊，並且必須具有足夠的化學純度。通過改變WC-顆粒尺寸和粘結金屬含量在3至30m％之間，可以在很大程度上改變重要性能例如硬度、韌性和耐磨性，並與特定的應用相適合。
在如今常規使用的溼磨中，將各種不同的粉末組分轉化成微細分散的混合物。所使用的研磨液體是有機液體，例如己烷、庚烷、汽油、1，2，3，4-四氫化萘、醇和酮。雖然研磨液體和研磨介質(硬質金屬球)可以使粉末顆粒高分散地分布，然而儘管存在研磨液體，隨著細度和分散度的提高開始劇烈地吸收溼氣和氣體以及粉末氧化。在研磨之後，該粉末混合物經篩除研磨球並經蒸發與研磨液體分離，乾燥和如果需要造粒。研磨主要是在磨碎機和球磨機中進行，有時也在振動磨中進行。目前佔主導的並在大型工業中已使用約20年的乾燥方式是在惰性氣體下同時伴隨著複合粉末造粒的噴霧乾燥。乾燥和任選造粒的混合物被壓制、擠出或經注模法(MIM)製成模製件，隨後燒結。真正的緻密化步驟通過脫蠟即壓制助劑的去除以及用於脫氧的預燒結和預緻密化來進行。燒結或者在真空下或者在高達100巴的惰性氣體壓力下在1350至1500℃的溫度下進行。
上面詳述的、大型工業上佔主導的製備硬質金屬的標準方法在通過溼磨製備混合物(製備複合粉末)方面具有下列缺陷·該方法費時、費力且成本高。通常研磨時間在磨碎機中是8至15小時，在球磨機中是50至120小時，並且由於有機研磨液體，則防爆的設備工藝是必需的。此外，因為粉末混合物僅佔研磨容器體積的約20％的體積，而剩餘的體積被空的空間、研磨球和研磨液體佔據，所以工藝設備是非常龐大的。
·昂貴的研磨球(硬質金屬)和研磨容器(V2A鋼)的磨耗造成成本高和混合物被汙染。
·吸收的溼氣和氣體導致粉末氧化，阻礙燒結行為並導致孔隙和因此導致性能(特別是強度)降低。這必須在預燒結和燒結時通過相應的複雜的措施來抵制，例如通過用H2脫氧和在緻密燒結前的充分脫氣。
·粘結金屬的延展性在研磨期間可以導致粉末不僅解聚結或更細地分散，而且相反導致塑性變形和成型為片體或其它不利的形狀。這特別是出現在塑性變形性好的具有kfz-結構的粘結金屬中，並且可以在燒結的硬質金屬中導致不均勻的粘合劑分布和降低強度的孔隙。
·溼磨至多可以造成完全解聚結、部分初級顆粒破裂和粉末組分均勻地超細分散地分布。然而不可能獲得有利於進一步加工例如使用粘結金屬塗覆硬質材料顆粒(複合球)的特定相拓撲結構。
針對在有機研磨液體下溼磨(目前幾乎100％地使用它)的這些缺陷，已經提出各種不同的建議並研製出消除這些缺陷的工藝。
因此，在GB-A 346473中建議，採用粘結金屬塗層電塗覆硬質材料顆粒，以便迴避具有所有這些缺陷的昂貴的研磨。然而該方法由於煩瑣的處理不適合於工業規模，此外具有僅能在硬質材料顆粒上塗覆一種金屬而不是多種均勻混合金屬的缺陷，因為不同的金屬通常具有不同的電化學沉積潛能。
在WO95/26843(EP-A 752 922，US-A5529804)中描述了一種方法，其中將硬質材料顆粒在添加可溶性鈷或鎳鹽的條件下分散在具有還原性能的多元醇例如乙二醇中。在溶劑的沸點溫度和5小時的還原時間下，鈷或鎳沉積在硬質材料顆粒上。所獲得的複合粉末事實上無需成本高的研磨在分離固體、洗滌、乾燥、壓制和燒結之後在硬質金屬合金中產生緻密的晶粒結構。但是所附的REM照片顯示分別用粘結金屬塗覆的硬質材料顆粒是直徑為3至5微米的相對粗的顆粒。
此外，在該方法中，為了獲得經濟上可接受的粘結金屬的產率，每摩爾金屬組分必須使用5至40摩爾還原劑，並且在還原期間產生的揮發性化合物(鏈烷醛、鏈烷酮、鏈烷酸)必須蒸除。對除去這些所不希望的副產物和保留的同樣也包括副產物的大量過剩的還原劑的除去無任何說明。所需的長的還原時間限制了該方法的生產能力。這些條件不可避免地導致高的產生成本。
根據WO97/11805，WO95/26843的使用多元醇還原的方法被改進，以便減少還原劑的大量過剩和改善經濟效力。在液相中的還原反應在消耗以金屬使用量計算化學計算量的多元醇之後被中止，以便抑制所不希望的副產物的形成和使剩餘的多元醇再循環。過濾出硬質金屬中間產物，隨後在550℃和在氫氣下，在非常長的約24小時的還原時間下以乾燥的方式還原為即可使用的複合粉末。在另一實施方式中，將硬質材料懸浮在含鈷或鎳的水溶液中，通過加入氨水或氫氧化物使金屬化合物沉積在硬質材料顆粒的表面。在分離出溶液之後，在較高的溫度下，在氫氣下還原這些中間產物。作為溶劑和還原劑使用的多元醇用量的減少和副反應的抑制必須通過在氫氣和較高溫度下中間產物的明顯長的後還原反應來補償。
根據US-A 5 759 230同樣使用醇，以便溶解於其中的金屬化合物被還原為金屬或合金粉末或沉積在分散於溶劑中的基底上作為金屬膜。其中所使用的基底是玻璃粉、特氟隆、石墨、鋁粉和纖維。
WO95/26245(US-A 5 505 902)中描述了另一種方法。將鐵族金屬鹽例如乙酸鈷溶解在極性溶劑例如甲醇中，加入配位組分例如三乙醇胺等。任選地可以加入碳載體例如糖等。將非常好地解聚結的硬質材料分散在該溶液中，並通過隨後的溶劑蒸發包上含金屬的有機層。在隨後的熱加工步驟中，在氮氣和/或氫氣下，在400至1100℃下硬質材料顆粒的有機殼燃燒，然後在最後步驟中，在約700℃下，優選在氫氣下和隨著120至180分鐘的退火時間被還原為複合粉末。也可以採用其它還原氣體或氣體混合物代替氫氣。根據說明，使用以這種方式獲得的複合粉末可以在常規條件下獲得具有無孔結構的燒結體。該方法的缺陷在於相對高的溶劑損失、相應的安全防護措施和雙倍的熱處理、由溶劑蒸發階段處理高粘度混合物造成的技術問題和在第一熱處理步驟中在有機殼燒除期間分解產物複雜的純化/除去。
US-A 5,352,269描述了噴射轉化方法(NANODYNE Inc.)。根據該方法，首先將包含例如適當濃度和比例的W和Co的和例如由偏鎢酸銨和氯化鈷製備的水溶液噴霧乾燥。在這裡形成的、無定形的前體粉末中混入原子水平的金屬W和Co。在隨後的碳熱還原反應和在H2/CH4、H2/CO和CO/CO2氣體氣氛下的滲碳中，形成顆粒尺寸是20至50納米的微晶WC顆粒，但是這些顆粒嚴重聚結並與鈷區域滲透或粘結，並且作為中空球狀聚結物具有約70微米的直徑。雖然在該噴射轉化過程中WC和Co顆粒不再單獨製備，並在該過程結束時已經作為混合物存在，然而為了改善相分布的均勻性和主要是改善壓制和收縮行為研磨是必不可少的。然而，這種複合粉末的重要缺陷在於，受工業條件影響的低的滲碳溫度(≤1000℃)導致被破壞的WC晶體晶格和在燒結時其再次導致強烈的顆粒生長。由於粘結金屬的存在升高滲碳溫度以形成完美的晶體晶格是不可能的，因為否則已經在WC和Co之間開始燒結過程。
與在最後描述的涉及硬質金屬複合粉末的專利類似的方法描述在涉及W-Cu複合粉末和由其製備的複合材料的US-A 5 439 638、5 468457和5 470 549中。這些包括5至30m％Cu的W/Cu複合體被用於電接點和開關以及受熱器，並且迄今為止主要通過用液體Cu浸透多孔W-燒結骨架來製備的。據稱，上述專利消除了目前仍然與純的粉末金屬方法有關的困難和通過使用改善的W-Cu複合粉末促使該技術成功。
在US-A 5 439 638中，由於較好的混合和研磨行為，首先將W和Cu氧化物粉末相互混合，隨後通過H2還原為金屬混合物。為了實現金屬組分W和Cu更好地混合，根據UA-A 5 468 457和5 470 549首先通過煅燒製備配位氧化物例如鎢酸銅(CuWO4)等。在隨後採用H2進行還原反應時，使用在氧化物中以原於水平存在的W和Cu的混合物，以便實現W和Cu區域或顆粒在金屬混合物中的高度分散(W和Cu相互之間實際上是不溶解的)。根據該方法，雖然粉末的細度和分散度和因此製備的W-Cu複合材料明顯優於滲透方法，但是這些是通過相對複雜的和昂貴的方法即鎢酸鹽的合成、還原和粉末金屬的進一步加工來實現的。此外，必須使用昂貴的原材料，例如偏鎢酸銨等。
所有的這些替換方法儘管避免了複雜的研磨，但是它們仍然存在如下缺陷，它們在工業規模上或者是不能實現的和/或要求不合比例地大量使用還原劑，形成各種不同的大量的所不希望的副產物以及需要長的工藝時間。該副產物導致除去問題和除去費用。長的工藝時間使產品的成本更高。雖然根據GB-A 346 473可以實現特殊的拓撲結構例如採用粘結金屬塗覆硬質材料顆粒，但是出於工藝和成本上的理由從未轉化為工業規模。
現在已經發現，如下可以製備具有非常好的均勻性、分散性和任選組分/相的特殊拓撲結構的複合粉末使所需的粘結金屬粉末(相)在已經包括複合粉末的其它組分例如高熔點的金屬或硬質材料或陶瓷粉末的製備好的懸浮液中作為草酸鹽沉澱出。
在共沉澱之後，形成具有至少二種不同固體相(例如預懸浮的WC顆粒和沉澱出的Co、Fe、Ni、Cu、Sn粘結金屬)的多組分懸浮液。將該反應產物洗滌並乾燥，在還原氣氛下熱處理，然後，任選在聚結(Agglomerierung)之後，無需昂貴的進一步研磨即可壓制和燒結。這樣製備的燒結產品在孔隙率、晶體形成和機械-物理性能方面至少與常規製備的產品相同或更好。
本發明涉及製備粉末混合物或複合粉末的方法，所述的粉末混合物包括至少一種選自高熔點金屬、硬質材料和陶瓷粉末的第一種粉末和至少一種選自粘結金屬、粘結金屬混合晶體和粘結金屬合金的第二種粉末，其特徵在於，第二種粉末是由水溶性鹽形式的前體化合物在第一種粉末的水懸浮液中通過作為草酸鹽沉澱、分離母液和還原為金屬而形成的。
高熔點金屬是熔點高於2000℃的金屬，例如鉬、鎢、鉭、鈮和/或錸。獲得工業意義的特別是鉬和鎢。硬質材料特別是碳化鎢、碳化鈦、一氮化鈦、碳氮化鈦、碳化鉭、碳化鈮、碳化鉬和/或其混合金屬碳化物和/或混合金屬碳氮化物，任選加入一碳化釩和碳化鉻。適合的陶瓷粉末特別是TiB2或B4C。此外，可以使用由高熔點金屬、硬質材料和/或陶瓷粉末組成的粉末和混合物。
第一種粉末特別地以平均顆粒直徑在納米範圍至大於10微米的細分散粉末的形式使用。適合的粘結金屬特別是鈷、鎳、鐵、銅和錫以及它們的合金。
根據本發明，粘結金屬以其水溶性鹽和其在水溶液中的混合物形式被用作前體化合物。適合的鹽是氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽或複合鹽。由於易於獲得通常優選氯化物和硫酸鹽。
適合於作為草酸鹽沉澱的是草酸或水溶性草酸鹽如草酸銨或草酸鈉。草酸組分可以作為水溶液或懸浮液使用。
根據本發明，將第一種粉末懸浮在第二種粉末的前體化合物的水溶液中，並加入草酸組分的水溶液或懸浮液。此外，可以將粉末形式的草酸組分攪拌摻入包含第一種粉末的懸浮液中。
根據本發明，第一種粉末也可以懸浮在草酸組分的水溶液或懸浮液中，加入第二種粉末的前體化合物的水溶液。優選二種懸浮液或懸浮液與溶液的混合在劇烈攪拌下進行。
沉澱可以通過在連續地除去沉澱產物下同時、連續地向流動反應器中加料而連續的進行。此外，沉澱也可以通過先加入含第一種粉末的懸浮液和第二種沉澱組分的引入而間歇地進行。因此，為了保證在沉澱反應器在整個體積內均勻地沉澱，合理地是將固體粉末狀的草酸鹽成分攪拌入第一種粉末的懸浮液和第二種粉末的前體化合物的溶液中，這樣在通過草酸鹽組分溶解而進行沉澱之前，該草酸鹽組分可以均勻地分布。此外，通過使用固體草酸鹽的存儲作用控制沉澱產物的粒度。
優選基於第二種粉末的前體化合物，加入1.02至1.2倍化學計算量的草酸組分。
在沉澱懸浮液中草酸組分的濃度，以沉澱開始計算，可以是0.05至1.05mol/l，特別優選是大於0.6，更優選是高於0.8mol/l。
在沉澱結束之後，從母液中分離出包括沉澱物和第一種粉末的固體混合物。這可以通過過濾、離心分離或潷析來完成。
隨後，優選用去離子水洗滌以除去粘附的母液，特別是前體化合物的陰離子。
在任選分離的乾燥步驟之後，在還原氣氛下，在優選350至650℃的溫度下，處理由第一種粉末和沉澱物組成的固體混合物。優選使用氫氣或氫氣/惰性氣體混合物，更優選氮氣/氫氣混合物作為還原氣體。在這種情況下草酸鹽完全分解為氣態的、部分促進還原反應的組分(H2O、CO2、CO)，並且第二種粉末通過還原反應生成金屬。
草酸鹽分解和還原反應可以在移動床或靜止床中，例如在管狀爐或旋轉管狀爐或Durchschuboefen中連續或間歇地並在流動的還原氣體下進行。此外，適合於進行固體-氣體反應的反應器例如流化床也是適合的。
本發明獲得的粉末混合物或複合粉末中，第一和第二種粉末以部分是分離的(「粉末混合物」)組分，部分是相互粘附的(「複合粉末」)的組分的形式特別均勻地分布，基本上沒有形成聚結。其無需任何其它處理即可進一步加工。特別地，該粉末通過燒結適合於製備硬質金屬、金屬陶瓷、重金屬、金屬結合金剛石工具或電器工程中的功能材料，任選在使用有機粘合劑下用於製備可燒結的坯體。此外它們還適合於例如通過熱或等離子體噴射塗覆部件和工具的表面或適合於通過擠壓或金屬注模法(MIM)加工。
下面的實施例用於詳細說明本發明，而不是普遍意義上的限制。
採用該粉末無需任何其它處理按照下面的步驟進行硬質金屬試驗在150MPa的壓制壓力下製備坯體，在真空中以20K/分鐘的速度將坯體加熱至1100℃，在該溫度下保持60分鐘，以20K/分鐘的速度進一步加熱至1400℃，在該溫度下保持45分鐘，冷卻至1100℃，在該溫度下保持60分鐘，然後冷卻至室溫。下面測定燒結體的性能密度14.58g/cm3；矯磁力19.9kA/m或250 Oe；硬度HV301580kg/mm2或HRA91.7；磁性飽和度169.2Gcm3/g或16.9μTm3/kg；孔隙率A00 B00C00(根據ASTM B 276，在放大200倍時在光學顯微鏡下未見孔隙)具有無缺陷的、細微分散的晶粒結構。測定的該燒結體的線性收縮是19.06％。實施例2在另一實施方案中，在60分鐘，將2000克碳化鎢(型號DS 80，供應商H.C.Starck)和1克碳黑均勻地懸浮在465.4克草酸二水合物於1.6升去離子水的懸浮液中。然後快速地加入2升包括893.4克CoCl2·6H2O的Co溶液，並再攪拌10分鐘以便完全沉澱。在過濾和用去離子水洗滌沉澱物(直至檢測流出物中不再有氯化物)之後，將該混合物噴霧乾燥，隨後在管狀爐中在420℃下在由4體積％氫氣和96體積％氮氣組成的氣氛中還原90分鐘。該獲得的複合粉末包括8.24％Co，5.63％總碳量，0.06％游離碳(根據DIN ISO 3908)，0.395％氧和0.0175％氮。物理性能FSSS 0.7微米；顆粒尺寸分布(按照雷射衍射方法)d10＝0.87微米，d50＝1.77微米，d90＝3.32微米。在SEI-方法中REM-照片表明非常好的解聚結混合物(附圖3)和能量分散測定表明鈷均勻地分布在複合粉末中(附圖4)。在類似於實施例1的條件下採用該粉末進行硬質金屬試驗並測定獲得的燒結體的下述性能密度14.71g/cm3；矯磁力19.1kA/m或240 Oe；硬度HV30 1626kg/mm2或HRA92.0；磁性飽和度157.8Gcm3/g或15.8μTm3/kg；低的孔隙率A00 B02 C00和均勻的細微分散的晶粒結構。實施例3將357.7克CoCl2·6H2O、266.04克NiSO4·6H2O和180.3 FeCl2·2H2O用去離子水溶解獲得2升混合鹽溶液，在60分鐘，將2000克碳化鎢(型號DS 80，供應商H.C.Starck)和1克碳黑均勻地懸浮在上述混合鹽溶液中。然後加入5升包括480.2克(COOH)2·2H2O的草酸溶液，並再攪拌10分鐘以便完全沉澱。然後過濾和用去離子水洗滌沉澱物除去陰離子，隨後在管狀爐中在500℃下在由4體積％氫氣和96體積％氮氣組成的氣氛中還原90分鐘。獲得的複合粉末除主要組分碳化鎢外包括3.60％Co，2.50％Ni，2.56％Fe，5.53％總碳量，0.07％游離碳，0.596％氧和0.0176％氮。顆粒尺寸FSSS 0.7微米；顆粒尺寸分布(按照雷射衍射方法)d10＝1.69微米，d50＝3.22微米，d90＝5.59微米。REM-分析表明非常好的解聚結複合粉末(附圖5)並且Fe、Co和Ni均勻分布(附圖6至8)。實施例4在劇烈攪拌下，在60分鐘，將2000克碳化鎢(型號DS 80)和1克碳黑分散到2升包含300.4克FeCl2·2H2O和443.4克NiSO4·6H2O的溶液中。為了沉澱Fe和Ni，將489.3克(COOH)2·2H2O溶解在1.7升去離子水中，加入並再攪拌10分鐘以便完全沉澱。過濾沉澱物，用去離子水洗滌除去陰離子並噴霧乾燥。隨後將前體粉末在管狀爐中在500℃下在由4體積％氫氣和96體積％氮氣組成的氣氛中還原90分鐘。獲得的複合粉末具有下列化學組成4.46％Ni，4.26％Fe，5.52％總碳量，0.08％游離碳，0.653％氧，0.0196％氮，其餘是鎢。顆粒尺寸FSSS 0.74微米；顆粒尺寸分布(按照雷射衍射方法)d10＝1.92微米，d50＝3.55微米，d90＝6.10微米。REM-分析表明非常好的解聚結粉末(附圖9)並且具有均勻的Fe和Ni分布(附
圖10和11)。實施例5將1600克鎢金屬粉末(型號HC100，供應商H.C.Starck)加入872克草酸二水合物於3.05升去離子水的懸浮液中，並經15分鐘攪拌均勻。向其中加入1.592千克CuSO4·5H2O於6升去離子水的溶液，並將產生的沉澱懸浮液再攪拌30分鐘以便完全沉澱並使懸浮液均勻。隨後過濾沉澱物，用去離子水洗滌除去陰離子，然後噴霧乾燥，並在管狀爐中在500℃下在氫氣中還原120分鐘。獲得的複合粉末除剩餘的0.37％的氧含量外包括80.78％W和18.86％Cu。採用FSSS方法測定的顆粒尺寸是1.12微米；顆粒尺寸分布(按照雷射衍射方法)d10＝1.64微米，d50＝5.31微米，d90＝12.68微米。REM-分析表明顆粒非常細的粉末(附圖12)並在能量分散評價中銅均勻地分布在鎢粉末基體中(附圖13)。
權利要求
1.製備粉末混合物或複合粉末的方法，所述的粉末混合物或複合粉末包括至少一種選自高熔點金屬、硬質材料和陶瓷粉末的第一種粉末和至少一種選自粘結金屬、粘結金屬混合晶體和粘結金屬合金的第二種粉末，其特徵在於，第二種粉末是在第一種粉末的水懸浮液中由水溶性鹽形式的前體化合物通過作為草酸鹽沉澱、分離母液和還原為金屬而製成的。
2.權利要求1的方法，其特徵在於，用作第一種粉末的是高熔點金屬例如Mo和/或W和/或碳化或氮化的硬質材料例如WC、TiC、TiN、Ti(C，N)、TaC、NbC和Mo2C和/或其混合金屬碳化物和/或陶瓷粉末例如TiB2或B4C。
3.權利要求1或2的方法，其特徵在於，將第一種粉末加入包含溶解鹽形式的第二種粉末的前體的水懸浮液中，並向該懸浮液中加入草酸鹽溶液和/或草酸溶液。
4.權利要求1或2的方法，其特徵在於，將第一種粉末懸浮在草酸鹽和/或草酸溶液中，並將第二種粉末的前體以其水溶性鹽的溶液形式加入該懸浮液中。
5.權利要求1至4任一項的方法，其特徵在於，使用Co、Ni、Fe、Cu和/或Sn的水溶性化合物作為前體化合物。
6.權利要求1至5任一項的方法，其特徵在於，基於第二種粉末的前體化合物，按1至2倍，優選按1.02至1.2倍的化學計算量使用草酸組分。
7.權利要求1至6任一項的方法，其特徵在於，沉澱懸浮液中包含濃度為0.05至1.05mol/l的草酸組分。
8.權利要求1至7任一項的方法，其特徵在於，所述沉澱在劇烈攪拌下進行。
9.權利要求1至7任一項的方法，其特徵在於，在還原反應之前，將由第一種粉末和沉澱物組成的混合物或複合物聚結。
10.粉末化合物或複合粉末，其是根據權利要求1至9任一項的方法製備的。
11.權利要求10的粉末混合物或複合粉末的用途，其用於製備硬質金屬、金屬陶瓷、重金屬、結合金屬的金剛石工具和具有特殊電和/或熱性能的複合材料以及用於表面塗覆。
全文摘要
本發明涉及製備粉末混合物或複合粉末的方法，所述的粉末混合物包括至少一種選自高熔點金屬、硬質材料和陶瓷粉末的第一種粉末和至少一種選自粘結金屬、粘結金屬混合晶體和粘結金屬合金的第二種粉末，其中第二種粉末是在第一種粉末的水懸浮液中由水溶性鹽形式的前體化合物通過作為草酸鹽沉澱、分離母液和還原為金屬而製成的。
文檔編號B22F9/26GK1413268SQ00817643
公開日2003年4月23日 申請日期2000年12月11日 優先權日1999年12月22日
發明者B·門德, G·吉勒, I·拉姆普雷希特 申請人:H.C.施塔克股份有限公司