製造微細的金屬粉末、合金粉末和複合材料粉末的方法

2024-04-01 20:01:05

專利名稱：製造微細的金屬粉末、合金粉末和複合材料粉末的方法
技術領域：
本發明涉及一種製造平均粒徑D50為至多25μm的金屬、合金或複合材料粉末的方法以及由此獲得的金屬，合金或複合材料粉末，其中首先將原料粉末形成片狀顆粒，然後這些片狀顆粒在有磨料的情況下被粉碎。
已知有許多製造金屬和合金粉末的冶金或化學方法。要製造微細粉末，已知的方法常常是從金屬或合金的熔料著手的。
如果熔料被通過噴霧法分散，則由所形成的熔料微滴通過凝固直接形成粉末顆粒。根據冷卻的方式(用空氣、惰性氣體、水處理)，所採用的工藝過程參數如噴嘴幾何形狀、氣體速度、氣體溫度或噴嘴材料，熔料的物質參數如熔點和凝固點、凝固特性、粘度、化學組成以及與處理介質的反應性，會產生許多的可能性，但同時也是對該工藝的限制(W.Schat，K.-P.Wieters，″Powder Metallurgy-Processing andMaterials″，EPMA European Powder Metallurgy Association，1997，10-23頁)。
由於通過噴霧製造粉末具有特別的工業和經濟意義，所以已經建立了各種噴霧方法。具體的方法選擇取決於所需的粉末性能如粒徑、粒徑分布、顆粒形態、雜質，所要噴霧的熔料的特性如熔點或反應性，以及可承受的成本。儘管如此，從經濟和工業的角度考慮要在合理的成本下獲得粉末的特定性能分布(粒徑分布、雜質含量、″規定粒度″產量、形貌燒結活性等等)仍常常存在限制(W.Schatt，K.-P.Wieters″Powder Metallurgy-Processing and Materials″，EPMA EuropeanPowder Metallurgy Association，1997，10-23頁)。
通過噴霧法製造粉末的主要缺點在於必須使用大量的能量和噴霧氣體，這使得該方法非常昂貴。特別是由熔點＞1400℃的高熔點合金製造微細粉末時不是非常經濟，因為，一方面高熔點使得必須提供非常高地能量來製造熔料，另一方面當所需粒徑減小時氣體消耗量會大大增加。此外，如果至少一種合金元素對氧具有非常高的親合力，也往往會出現困難。在製造特別是微細合金粉末時通過使用專門開發的噴嘴可以獲得一些成本優點。
除了通過噴霧法製造顆粒之外，還經常使用其它單步熔融冶金方法如所謂的「熔體紡絲」，即將熔料傾倒在冷卻的輥上，從而製造出薄且通常很容易粉碎的帶，或者是所謂的″坩堝熔料萃取″，即將高速旋轉的冷卻有槽軋輥浸入熔融金屬中，從而獲得顆粒或纖維。
粉末製造的另外一種重要變體就是藉助於金屬氧化物或金屬鹽還原的化學方法。不過，用這種方法不能獲得合金粉末(W.Schatt，K.-P.Wieters在″Powder Metallurgy-Processing and Materials″，EPMAEuropean Powder Metallurgy Association，1997，23-30頁)。
粒徑小於1微米的超微細顆粒也可以通過結合金屬和合金的蒸發與冷凝過程並藉助於氣相反應來製造(W.Schatt，K.-P.Wieters″Powder Metallurgy-Processing and Materials″，EPMA EuropeanPowder Metallurgy Association，1997，39-41頁)。不過，這些方法在工業上非常昂貴。
如果熔料的冷卻以相對較大的體積/塊發生，則要製造那些可以通過粉末冶金工藝處理的金屬或合金粉末就必需需要粗、細和特細粉碎這些機械方法步驟。W.Schatt，K.-P.Wieters在″Powder Metallurgy-Processing and Materials″，EPMA European Powder MetallurgyAssociation，1997，5-47頁中給出了機械法製造粉末的綜述。
機械粉碎，特別是在磨機中，作為最古老的粒徑調節方法，從工業角度考慮是非常有利的，因為它成本低並且可應用於大量材料。但是，它對處理的材料有一定要求，例如小片的尺寸和材料的脆性。此外，粉碎不能隨意地進行。其實是形成了研磨平衡形式，如果研磨過程以相對較細的粉末開始這也可能自行調節。如果對於各種研磨劑達到了粉碎能力的物理極限，則需要對普通的研磨方法進行改進，而某些現象如低溫脆化或助磨劑的作用則改善研磨特性或粉碎能力。
一種在很多情況下都非常適合的細磨相對較脆的預粉碎材料的方法按照氣體反噴射磨機(有很多工業供應商，例如Hosokawa-Alpine或Netzsch-Condux公司)的概念進行加工。此方法非常普遍，並且特別是在脆性材料的情形，從工業(雜質含量低、自動研磨)和經濟的角度考慮與傳統的利用純機械粉碎的磨機如球磨機或攪拌球磨機相比具有相當大的優勢。噴射磨機在粉碎韌性原料粉末，換句話說也就是難以粉碎的材料，和低規定粒徑時，會達到其工業和由此其經濟上的極限。這可以由在氣體噴射中被粉碎的粉末顆粒降低的動能來解釋。由於粉末顆粒的動能將只由載體氣體來提供，在特細粉碎時單位耗能量增加到經濟上不合理的範圍，因而在高韌性粉末的情況下實際上是不適用的。另外，如此粉碎的這些粉末的燒結活性也不能與通過普通研磨製造的粉末顆粒的燒結活性相比。
非常細的顆粒可以例如通過結合研磨步驟與加氫和脫氫反應來獲得，其中包括結合反應產物形成期望的粉末相組成(I.R.Harris，C.Noble，T.Bailey，Journal of the Less-Common Metals，106(1985)，L1-L4)。不過，此方法僅限於那些含有可以形成穩定氫化物的元素的合金。晶格缺陷或其它缺陷形式的對粉碎的機械影響由此可以儘可能地被消除。這在粉末顆粒的功能特性例如微晶嚴重影響粉末產品的性能時尤其重要，例如在NdFeB永磁體中。
如果是製造既具有對氧的高反應性又具有高燒結活性的韌性金屬或合金的非常微細的粉末，則上述這些方法始終會達到其限制。
為製造這類產品人們開發了冷流粉碎法，其中受到強烈冷卻的金屬顆粒在高達1馬赫的極高速度下通過文丘裡噴管被離心分離到到冷卻的板上。據說由此可以製造粒徑在5-10μm的產品(W.Schatt，K.-P.Wieters，″Powder Metallurgy-Processing and Materials″，EPMAEuropean Powder Metallurgy Association，1997，9-10頁)。將原料粉末加速到音速的操作使得在此方法中必須提供極高的能量。此外，還可能發生磨損問題，由於顆粒與相對板之間的相互作用，危險雜質被引入研磨劑中。
由韌性材料製造微細粉末的另一種方法是機械合金法。在此方法中，通過強烈的粉碎處理獲得了附聚物，這些附聚物由尺寸為約10-0.01μm的微晶構成。由於高機械應力金屬韌性材料以可能形成微細的單個顆粒的方式改變。這些顆粒包含典型的合金組成。但是，此方法的缺陷在於有時，主要是通過磨損，會引入非常多的雜質。但是，不受控制的磨損通常恰恰是工業應用的障礙。此外，只有在非常長的研磨時間之後才能製得分散的超細顆粒。所以僅通過機械合金法不能經濟地製造微細的金屬和合金粉末。
因此本發明的目的在於提供一種製造微細的、特別是有延展性的金屬、合金或複合材料粉末的方法，本方法尤其適合於製造合金即多物質體系，並允許對基本特性如粒徑、粒徑分布、燒結活性、雜質含量或顆粒形態進行有目的的調節或影響。
根據本發明，此目的是通過一種兩步方法實現的，其中首先原料粉末成型為片狀顆粒，然後這些片狀顆粒在助磨劑的存在下被粉碎。
因此本發明的主題在於一種由平均粒徑較大的原料粉末製造平均粒徑D50為至多25μm的金屬、合金或複合材料粉末的方法，所述平均粒徑D50使用顆粒測量儀器MicrotracX100根據ASTM C 1070-01測定，其中，a)原料粉末的顆粒在成型步驟中被加工成片狀顆粒，其粒徑對顆粒厚度的比在10∶1和10000∶1之間，b)在助磨劑的存在下對片狀顆粒進行粉碎研磨。
顆粒測量儀器MicrotracX100可以從Honeywell U.S.A購得。
為確定粒徑對顆粒厚度比，要使用光學顯微鏡測定粒徑和顆粒厚度。為此，首先將片狀粉末顆粒與一種粘稠的透明環氧樹脂以2體積份樹脂和1體積份碎片的比率混合。然後通過排空此混合物將混合中引入的氣泡排出。將無氣泡的混合物倒在平坦的基板上，然後用輥子輥平。優選地，片狀顆粒由此定向在輥子與基板之間的流場內。優選的位置是碎片的面法線取向平均起來與平面基板的面法線平行，換句話說碎片平均起來以層狀平置於基板上。固化之後，由基板上的環氧樹脂板加工具有適合尺寸的樣品。垂直和平行於基板顯微檢測樣品。使用具有帶刻度鏡頭的顯微鏡和考慮適當的粒子取向，測量至少50個顆粒並由所測得的值算出平均值。此平均值代表片狀顆粒的粒徑。在垂直切開基板和要測定的樣品之後，使用具有帶刻度鏡頭的顯微鏡測定顆粒厚度，其中上述顯微鏡也被用於測定粒徑。應當注意只測量那些位置儘可能平行於基板的顆粒。由於顆粒們完全被透明樹脂包圍，由此選擇適當取向的顆粒和可靠地指定所要評價的顆粒的界限不存在任何困難。同樣測量至少50個顆粒並用所測得的值算出平均值。此平均值代表片狀顆粒的顆粒厚度。由這些已確定的值計算出粒徑對顆粒厚度比。
使用根據本發明的方法可以製造特別是微細的有延展性的金屬、合金或複合材料粉末。在這裡，有延展性的金屬、合金或複合材料粉末是指那些受到機械應力直到達到屈服點時，在發生重大材料破壞(材料脆裂、材料折斷)之前先發生塑性拉伸或變形的粉末。此類塑性材料變化取決於材料，並且在基於起始長度的0.1％到幾個100％的範圍內。
延展性的程度，即材料在機械應力作用下發生塑性即永久性形變的能力，可以由機械拉伸或壓力測試來測定或描述。
為了通過機械拉伸測試測定延展性的程度，由待評定的材料製造所謂的拉伸試樣。它可以是，例如在沿長度的一半處在總試樣長度的大約30-50％的一段長度內直徑減小了大約30-50％的圓柱試樣。拉伸試樣被固定在電動機械或電動液壓拉伸試驗機的夾緊裝置上。在實際機械測試之前，長度傳感器被安裝在樣品中部的整個樣品長度的約10％的測量長度上。這些傳感器使得可以跟蹤施加機械拉伸應力期間所選擇的測量長度內的長度增加。提高應力直到樣品斷裂，使用拉伸應變記錄來評價長度變化的塑性部分。在此類測試中，那些能在至少0.1％範圍內實現塑料長度變形的材料，在本說明書的範圍內都被認為是有延展性的。
類似地，也可以使直徑對厚度比為大約3∶1的圓柱形材料樣品在可商購的壓力試驗機上經受機械壓應力。在此情形下，施加足夠的機械壓應力之後圓柱試樣也發生永久形變。一旦撤去壓力和取下樣品，就能測定直徑對厚度比的增加。在此類測試中，那些能在至少0.1％的範圍內實現塑料變形的材料，在本說明書的範圍內都被認為是有延展性的。
優選地通過根據本發明的方法製造延展性程度為至少5％的微細延展性合金粉末。
根據本發明，通過使用有目的添加的或在研磨過程中產生的機械地、機械化學地和/或化學地作用的助磨劑來改進那些本身不能進一步粉碎的合金或金屬粉末的粉碎能力。此方法的一個基本方面在於，總體而言不改變由此製造的粉末的化學″期望組成″，或者對其產生的影響甚至使得改善了工藝性能如燒結特性或流動性。
根據本發明的方法適於製造平均粒徑D50為至多25μm的各種微細的金屬、合金或複合材料粉末。
例如可以獲得式I組成的金屬、合金或複合材料粉末hA-iB-jC-kD(I)其中
A代表選自Fe、Co、Ni的一個或多個元素，B代表選自V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Ti、Si、Ge、Be、Au、Ag、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt的一個或多個元素，C代表選自Mg、Al、Sn、Cu、Zn的一個或多個元素，D代表選自Zr、Hf、稀土金屬的一個或多個元素，且h、i、j和k表示重量含量，其中在所有情況下h、i、j和k都彼此獨立地代表0-100重量％，條件是h、i、j和k的和為100重量％。
在式I中，優選地A代表選自Fe、Co、Ni的一個或多個元素，B代表選自V、Cr、Mo、W、Ti的一個或多個元素，C代表選自Mg、Al的一個或多個元素，D代表選自Zr、Hf、Y、La的一個或多個元素。
h優選地代表50-80重量％，特別優選地60-80重量％。i優選地代表15-40重量％，特別優選地18-40重量％。j優選地代表0-15重量％，特別優選地5-10重量％。k優選地代表0-5重量％，特別優選地0-2重量％。
根據本發明製造的金屬、合金或複合材料粉末的特徵在於其小的平均粒徑D50。平均粒徑D50優選地為至多15μm，根據ASTM C 1070-01測定(測量儀器MicrotracX 100)。
舉例來說，可以使用已經具有期望的金屬、合金或複合材料粉末組成的粉末作為原料粉末。但是，在根據本發明的方法中，也可以使用只有在適當選擇混合比率之後才能產生期望的組成的幾種原料粉末的混合物。此外，如果助磨劑殘存在產品中的話，也可以通過選擇助磨劑來影響所製造的金屬、合金或複合材料粉末的組成。
優選地，根據ASTM C 1070-01測定的平均粒徑D50大於25μm、優選地為30-2000μm、特別優選地為30-1000μm的球形或不規則形狀的顆粒被用作原料粉末。
所需要的原料粉末可以例如通過熔融金屬噴霧和，必要時，隨後篩選或篩分來獲得。
根據本發明首先對原料粉末進行變形步驟。變形步驟可以在已知的設備例如輥磨機、旋渦磨機、高能磨機或磨碎機或攪拌球磨機內進行。通過適合地選擇工藝過程參數，特別是由於足以實現材料或粉末顆粒的塑性變形的機械應力的作用結果，各個顆粒被變形，從而它們最終具有碎片狀外形，所述碎片的厚度優選為1-20μm。這可以例如通過在輥磨機或錘磨機內一次性加壓來進行，或在幾個″小″變形步驟中反覆加壓來進行，例如通過在旋渦磨機或Simoloyer內撞擊研磨，或通過結合撞擊研磨與摩擦研磨，例如在磨碎機或球磨機中進行。在此變形過程中的高材料應力可能會導致結構破壞和/或材料脆裂，它們可以在後序步驟中被用於粉碎材料。
已知的熔融冶金快速凝固方法也可被用於製造條或″薄片″。像機械製造的碎片一樣，這些隨後適合於如下所述的粉碎研磨。
優選地選擇執行變形步驟的設備、研磨介質和其它研磨條件使得由於磨損和/或與氧或氮反應而產生的雜質儘可能少並低於產品應用的臨界值或在材料的技術要求範圍之內。
這可以例如通過適當選擇研磨容器和研磨介質材料和/或在變形步驟中使用阻止氧化和氮化的氣體和/或加入保護溶劑來實現。
在根據本發明的方法的一個具體實施方案中，碎片狀顆粒是在快速固化步驟製造的，例如通過所謂的″熔體紡絲″直接由熔體通過在一個或多個優選地冷卻的輥子之上或之間冷卻，從而直接形成碎片薄片。
根據本發明，對在變形步驟中獲得的碎片狀顆粒進行粉碎研磨。在此過程中，一方面粒徑對顆粒厚度比發生變化，通常獲得粒徑對顆粒厚度比為1∶1到10∶1的一次顆粒。並且在不再產生難以粉碎的顆粒附聚物的情況下調節到至多25μm的期望平均粒徑。
粉碎研磨可以例如在磨機如偏心磨機中進行，也可以在Gutbett軋機、擠出機或能由於碎片內不同的運動和應力率而導致材料粉碎的類似裝置內進行。
根據本發明，粉碎研磨是在有助磨劑的情況下進行的。例如液體助磨劑、蠟類和/或脆性粉末可被用作助磨劑。在這種情況下，助磨劑可以機械地、化學地或機械化學地起作用。
舉例來說，助磨劑可以是石蠟油、石蠟、金屬粉末、合金粉末、金屬硫化物、金屬鹽、有機酸鹽和/或硬質材料粉末。
脆粉末或相可以充當機械助磨劑並可以例如以合金粉末、元素粉末、硬質材料粉末、碳化物粉末、矽化物粉末、氧化物粉末、硼化物粉末、氮化物粉末或鹽粉末的形式使用。例如，可以使用預粉碎的元素和/或合金粉末，它們與所用的難以粉碎的原料粉末一起可以產生產品粉末的期望組成。
所用脆性粉末優選地是包含所用起始合金中的元素A、B、C和/或D中二元、三元和/或更多組成的粉末，其中A、B、C和D的含義同上。
也可以使用液體和/或易變形的助磨劑，例如蠟類。可示例性提及烴，如己烷，醇、胺或水性介質。這些優選地是後序進一步處理步驟所需要的和/或在粉碎研磨之後很容易除去的化合物。
也可以使用在顏料生產中被用於穩定液體環境中不粘結的獨立碎片的已知的特殊有機化合物。
在一個具體實施方案中，使用了一種會參加與原料粉末的目標化學反應以實現研磨過程和/或以調整產物的某些化學成分的助磨劑。它們可以是例如可分解的化合物，其中只有一個或多個組分需要調整以達到期望組成，並且有可能通過熱處理儘可能地除去至少一種組分或組成。
在後續加工步驟和/或產品粉末的粉末冶金處理中被至少部分地從磨料中除去的可還原和/或可分解的化合物的例子包括氫化物、氧化物、硫化物鹽和糖，殘餘的殘渣以期望的方式化學地補充粉末組成。
也可以不單獨添加助磨劑，而是在粉碎研磨過程中就地產生。在這種情況下，可以為例如通過添加一種在粉碎研磨條件下與原料粉末發生反應並同時形成一種脆性相的反應氣體來產生助磨劑。優選地氫被用作反應氣體。
在用反應氣體處理過程中例如通過形成氫化物和/或氧化物而產生的脆性相，通常在粉碎研磨之後或在對所獲得的微細的金屬、合金或複合材料粉末進行加工的過程中可以通過適當的方法步驟再次除去。
如果所用助磨劑未從根據本發明製造的金屬、合金或複合材料粉末中除去或只被部分地除去，則優選地對它們進行選擇以使殘餘組分以期望的方式影響材料的性能，如改善機械性能、降低可腐蝕性、提高硬度和改善磨損特性或摩擦和滑動性能。這裡，舉例來說可以使用硬質材料，在隨後的步驟中它的含量被增加到硬質材料可以用合金組分進一步處理以形成硬質合金或硬質材料-合金複合材料的程度。
在變形步驟和粉碎研磨之後，產生的金屬、合金或複合材料粉末的一次顆粒根據本發明具有至多25μm的平均粒徑D50，通過ASTM C1070-01(MicrotracX 100)測定。
儘管使用了助磨劑，除了形成所需的微細一次顆粒之外，由於超細顆粒之間的已知相互作用會導致形成相對粗糙的二次粒子(附聚物)，其粒徑明顯大於至多25μm的期望平均粒徑。
因此優選地在粉碎研磨之後進行解附聚步驟，在此過程中附聚物被拆開並釋放出一次顆粒。解附聚可以例如通過施加機械和/或熱應力形式的剪切力和/或通過除去在處理中被引入到一次顆粒之間的分離層來進行。所採用的解附聚方法取決於附聚的程度、超細粉末的預定應用以及超細粉末的氧化敏感度和成品內可容許雜質。
解附聚可以例如通過機械法進行，比如通過在氣體反噴射磨機中處理、在粉碎機、捏合機或轉子-定子分散器中篩選、篩分或處理來進行。還可以使用如在超聲處理中產生的應力場，熱處理，例如通過低溫或高溫處理進行的先前在一次顆粒之間引入的分離層的溶解或轉化，或者是引入相或有意產生的相的化學轉化。
解附聚優選地在有一種或多種液體、分散助劑和/或粘結劑的存在下進行。由此可以獲得固體含量在1-95重量％的漿液、漿料、捏合物料或懸浮液。30-95重量％的固體含量可以由已知的粉末工藝處理過程如注塑法、薄膜注塑、塗覆和熱模塑直接處理，然後在適當的乾燥、釋放和燒結過程中反應形成最終產品。
優選地運轉於惰性氣體如氬氣或氮氣下的氣體反噴射磨機被用於特別是對氧敏感的粉末的解附聚。
根據本發明製造的金屬、合金或複合材料粉末與例如通過噴霧製造的具有相同平均粒徑和相同化學組成的傳統粉末在許多具體性能上都具有優勢。
因此本發明的主題還在於平均粒徑D50為至多25μm的金屬、合金或複合材料粉末，它可以通過根據本發明的方法獲得，其中所述平均粒徑D50使用顆粒測量儀器MicrotracX 100根據ASTM C 1070-01測定。
根據本發明的金屬、合金和複合材料粉末顯示例如出色的燒結特性。在低燒結溫度下就可以達到與例如通過噴霧製造的粉末相同的燒結密度。由規定壓縮密度的粉末壓製品出發，在相同的燒結溫度下可以達到更高的燒結密度。此提高的燒結活性還表現在例如，直到達到最大收縮，在燒結過程中的收縮大於常規製造的粉末。
因此本發明的主題還在於平均粒徑D50為至多25μm的金屬、合金或複合材料粉末，其中直到達到最大收縮，收縮是具有相同化學組成和相同平均粒徑D50的金屬、合金或複合材料粉末的至少1.05倍，其中所述平均粒徑D50是使用顆粒測量裝置MicrotracX 100根據ASTM C1070-01測得的，所述收縮是使用膨脹計根據DIN 51045-1測得的，在測量收縮前要研究的粉末被壓縮到理論密度的50％的壓縮密度。
要研究的粉末可以通過施加普通的壓縮促進劑如石蠟或其它蠟類或有機酸的鹽例如硬脂酸鋅來壓縮。
通過噴霧製造且根據本發明的粉末與之相比具有改善的燒結特性的金屬、合金或複合材料粉末，是指那些通過所屬領域技術人員已知的普通噴霧法製造的粉末。
根據本發明的金屬、合金或複合材料粉末的有利燒結特性還可以在例如圖7所示的在燒結曲線和收縮曲線過程中看出。
圖7顯示了比較粉末(V)和根據本發明的粉末(PZD)的收縮S或收縮速率AS(均以相對單位)作為歸一化到各自燒結溫度TS的溫度TN的函數的過程。
比較粉末(V)是一種通過在惰性條件下噴霧製造的產品，它具有與實施例1中所述材料相同的組成以及與此粉末相同的形態。粒徑分布(D50為大約8.4μm)對應於圖5所示的分布。所述根據本發明的粉末(PZD)是根據實施例1製造的具有圖6所示形態且氧含量為0.4重量％的粉末。
在與作為壓縮促進添加劑的3重量％的微晶蠟混合之後，在壓模中通過施加400-600MPa的單軸向壓力由上述兩種粉末製得粉末壓製品。在兩種情形下生坯密度都是理論密度的大約40％。這些壓製品分別在膨脹計中根據DIN 51045-1在保護性氣體條件下使用氬氣作工作氣體被燒結。在該過程中，加熱的速度為約1K/mm(相當於約6*10-4*TS/min，其中TS約1600K)。膨脹計的推桿(Fühlstempel)不在樣品上施加任何壓力，這為燒結所考慮的溫度範圍(約0.5TS-約0.95TS)內的燒結收縮提供了一個可測量的數值。
在直到大約0.45*TS的溫度下有機壓縮助劑被排出。此後通過以相同加熱速率從約0.5TS到約0.99TS進一步加熱，發生實際的燒結過程，得到緻密的坯體。
PZD粉末的優點導致了藉助圖7說明的以下觀察結果和一般規則。為此，應當首先引入所需的術語，以便對燒結過程進行概述。
VT90和PZDT90在約6*10-4*TS的加熱速率下，兩個燒結體的收縮達到基於達到的同一最終收縮(＝100)的90％時的溫度(以根據TN＝T/TS的歸一化單位)。
VT10和PZDT10在約6*10-4*TS的加熱速率下，兩個燒結體的收縮達到基於達到的同一最終收縮(＝100)的10％時的溫度(以根據TN＝T/TS的歸一化單位)。
VT1和PZDT1在約6*10-4*TS的加熱速度下，兩個燒結體的收縮達到基於達到的同一最終收縮(＝100)的1％時的溫度(以根據TN＝T/TS的歸一化單位)。收縮起始於這些溫度。
VTmax和PZDTmax達到最大收縮速率時的溫度(以TN＝T/TS的歸一化單位)。
VS(TN)，PZDS(TN)收縮作為歸一化溫度TN的函數。
VAS(TN)，PZDAS(TN)隨溫度而變的收縮速率d(S(TN))/dTN，由要進行比較的收縮曲線VS(TN)和PZDS(TN)決定。
VSmax和PZDSmax收縮速率最大值，由根據溫度VS(TN)和PZDS(TN)導出的收縮曲線決定。
與常規製造的噴霧粉末相比，根據本發明的粉末獲得了下列普遍產品性能(PZDTmax-PZDT10)/PZDTmax＞(VTmax-VT10)/VTmax(I)PZDTmax＜VTmax(II)PZDT10＜VT10(III)PZDT1＜VT1(IV)PZDSmax＜VSmax(V)(PZDTmax-PZDT10)＞(VTmax-VT10)(VI)(PZDTmax-PZDT1) ＞(VTmax-VT1) (VII)(PZDTmax-PZDT10)＞(VT90-VT10) (VIII)(PZDTmax-PZDT1) ＞(VT90-VT1) (IX)從這些不等式可以得出下列對根據本發明製造的粉末(P2D-粉末)和通過普通的噴霧法製造的比較粉末的不同特性的結論-PZD粉末的燒結溫度範圍更寬。
-收縮開始、基於同樣的最終收縮到達此最終收縮的10％和到達其收縮最高值的溫度對於PZD粉末來說更低。
-從圖7的標準化圖解獲得的收縮速率的峰值意味著PZD粉末在PZDTmax具有比比較粉末在VTmax更低的收縮速率。
-對於PZD粉末來說，直到收縮峰值的起始溫度範圍更寬。
-對於PZD粉末來說，從收縮開始直到最大收縮的溫度範圍更大。
-對於PZD粉末來說，在達到10％收縮的溫度與達到90％收縮的溫度之間的溫度範圍更大。
-對於PZD粉末來說，從收縮開始直到達到最終收縮的90％的溫度之間的溫度範圍更大。
這些結論與粉末的單相起始狀態有關。如果存在其它相則並非所有不等式(I)-(IX)都一定總是同時滿足，特別是由於液體相的特別燒結活性造成PZD粉末壓製品的局部位置上可以產生非常高的收縮速率，這些收縮速率構成關於加工能力的又一個優點。但是，在這種情況下不等式(III)、(IV)、(VIII)和(IX)的有效性也未受影響。
根據本發明的金屬、合金和複合材料粉末的特徵還在於由於帶有粗糙顆粒表面的特別顆粒形態所導致的突出的壓縮性能，和由於相對較寬的粒徑分布所導致的高壓縮密度。用噴霧粉末製造的壓製品，在其它方面都相同的製造條件下，與用根據本發明的具有相同化學組成和相同平均粒度D50的粉末製造的壓製品相比具有較低的彎曲強度，也可以說明這一點。如果使用含有1-95重量％的根據本發明的金屬、合金或複合材料粉末和99-5重量％的噴霧粉末的粉末混合物，壓縮特性可以得到進一步改善。
根據本發明製造的粉末的燒結特性還可以通過選擇助磨劑來有目的地加以影響。由此一種或多種合金可被用作助磨劑，其中所述一種或多種合金由於其熔點比起始合金低所以在加熱過程中形成液體相，這些液體相會改善顆粒重新排列和材料擴散，並由此改善燒結特性和收縮特性，並從而使得與使用比較粉末相比可以在相同的燒結溫度下可以達到更高的燒結密度或在更低的燒結溫度下達到相同的燒結密度。還可以使用化學可分解的化合物，其分解產物與原始材料產生能促進壓縮的液體相或具有提高的擴散係數的相。
與通過噴霧法獲得的具有相同平均粒徑和相同化學組成的粉末的X射線反射相比，根據本發明的金屬、合金或複合材料粉末的X射線分析顯示了X射線反射的變寬。所述變寬是通過半值寬的變寬表現出來的。X射線反射半值寬的通常變寬＞1.05的因數。這是由顆粒的受機械應力狀態、較高錯位密度的存在即在原子範圍內對固體的幹擾、以及顆粒內的微晶尺寸導致的。對於複合材料粉末的情況，除了主相的X射線反射變寬之外在衍射圖中還存在合金和/或方法導致的相，這些相對於收縮性能非常重要。
根據本發明的方法使得可以製造金屬、合金和複合材料粉末，其中氧、氮、碳、硼和矽含量被有目的地調整。在引入氧或氮的情況下，由於施加的高能量，所以可以形成氧化物和/或氮化物相。這類相對於某些特定應用來說可能是期望的，因為它們可以導致材料的強化。這種效果被稱為″顆粒分散強化″效果(PDS效果)。但是，上述這些相的引入常常是與加工性能的(例如壓縮性、燒結活性)的劣化相聯繫的。由於分散質對合金組分通常呈惰性的性能，後者由此可能具有抑制燒結作用。
由於將根據本發明進行的粉碎研磨的結果，所述相被立即超細地分布在所製造的粉末中。因此所形成的相(例如氧化物、氮化物、碳化物、硼化物)與通常製造的粉末中相比更加細微和均勻地分布在根據本發明的金屬、合金和複合材料粉末中。這再一次導致了與分離地引入的同類相相比提高的燒結活性。
根據本發明的金屬、合金和複合材料粉末的加工性能，例如壓縮和燒結特性，以及用金屬粉末注塑法(MIM)、漿液基方法或刮刀成形處理的能力，還常常可以通過添加通常製造的並特別是通過噴霧法製造的金屬、合金或複合材料粉末得到進一步提高。
因此本發明的主題還在於含有1-95重量％的根據本發明的金屬、合金或複合材料粉末和99-5重量％的通常製造的金屬、合金或複合材料粉末的混合物。
根據本發明的混合物優選地含有10-70重量％的根據本發明的金屬、合金或複合材料粉末和90-30重量％的通常製造的金屬、合金或複合材料粉末。
根據本發明，所述通常製造的金屬、合金或複合材料粉末優選地是通過噴霧法製造的粉末。
通常製造的金屬、合金或複合材料粉末可以與混合物中含有的PZD粉末具有相同的化學組成。此類混合物與純PZD粉末的不同特別在於壓縮特性的進一步改善。
不過，也可能在混合物中PZD粉末和通常製造的粉末具有不同的化學組成。在這種情況下，可以有目的地改變組成並從而可以有目的地調節具體的粉末性能和由此調節材料的性能。
以下實施例用以更詳細地說明本發明，其中這些實施例是用來促進對根據本發明的原理的理解的，而不應被理解為是對其的限制。
實施例實施例中所給的平均粒徑D50是用美國Honeywell公司的MicrotracX 100根據ASTM C 1070-01測定的。
實施例1使用藉助於氬氣霧化的組成為Ni20Cr16Co2.5Ti1.5Al的Nimonic90型合金熔料作原料粉末。將獲得的合金粉末被篩選到53-25μm。密度為約8.2g/cm3。原料粉末具有很大程度上呈球狀的顆粒，這可以在

圖1(放大300倍的掃描電子顯微鏡圖像(SEM圖像))明顯看出。
在立式攪拌球磨機(Netzsch Feinmahltechnik公司；PR 15型)中對原料粉末進行變形研磨，從而最初的球狀顆粒成為片狀形式的。其中特別是使用了以下參數·研磨容器容積5l·轉速400轉/分·圓周速率2.5m/s·球填充80vol.％(球松堆體積)·研磨容器材料100Cr6(DIN 1.3505約1.5重量％Cr、約1重量％C、約0.3重量％Si、約0.4重量％Mn、＜0.3重量％Ni、＜0.3重量％Cu、餘量的Fe)·球材料硬質合金(WC-10Co)·球直徑約6mm(總質量25kg)·粉末的初始重量500g
·處理持續時間2h·溶劑乙醇(約2l)圖2是在變形步驟中製造的碎片被放大300倍的掃描電鏡圖像。可以看出與原料粉末相比由所述指定的研磨處理所造成的材料的高度變形。也可以明顯看出對材料結構的破壞(裂紋形成)。
然後進行粉碎研磨。使用了所謂的偏心振動研磨機(SiebtechnikGmbH，ESM 324)，其中採用了以下工藝過程參數·研磨容器容積5l以行星磨操作(直徑20cm，長約15cm)·球填充80vol.％(球松堆體積)·研磨容器材料100 Cr6(DIN 1.3505約1.5重量％Cr、約1重量％C、約0.3重量％Si、約0.4重量％Mn、＜0.3重量％Ni、＜0.3重量％Cu、餘量的Fe)·球材料100Cr6·球直徑10mm·粉末的初始重量150g·助磨劑2g石蠟·振幅12mm·研磨環境氬氣(99.998％)。
在2小時的研磨持續時間之後，獲得超細顆粒附聚物。圖3是所獲得的產物放大1000倍的掃描電鏡圖像。可以看到附聚物(二次顆粒)的菜花狀結構，一次顆粒的粒徑遠小於25μm。
在解附聚的第三個方法步驟中，在超聲波設備TG 400(SonicUltraschallanlagenbau GmbH)中於異丙醇內利用超聲處理對所述一次顆粒或超細顆粒附聚物的試樣進行，在最大功率的50％下持續10分鐘以獲得分離的一次顆粒。
使用MicrotracX 100(製造商Honeywell，US)根據ASTM C1070-01測定解附聚的樣品的粒徑分布。圖4顯示了由此獲得的粒徑分布。原料粉末的D50值為40μm，被根據本發明的處理降低到約15μm。
對來自粉碎研磨的殘餘量的一次顆粒在解附聚的可供選擇的第三方法步驟中，通過在氣體反噴射磨機中處理和隨後在超聲波設備TG400(Sonic Ultraschallanlagenbau GmbH)中的超聲處理進行，其中所述超聲處理在最大功率的50％下於異丙醇中進行。再次使用MicrotracX100測定粒徑。圖5顯示了所獲得的粒徑分布。D50值僅有8.4μm。這證明了通過高能後處理進一步提高根據本發明製造的粉末中的細顆粒部分的可能性。
圖6顯示了在氣體反噴射磨機中處理之後粉末的SEM圖像(600倍放大倍數)。通過使用適當的篩選方法，相應地可能獲得具有更窄粒徑分布的合金粉末。以該方式可以工業和經濟地達到小於約8μm的D50值。
引入的助磨劑石蠟在合金粉末的粉末冶金進一步處理中可以通過熱分解和/或蒸發除去，並且可被用作壓制助劑。
實施例2在不改變原料粉末的組成的情況下使用機械助磨劑製造Fe24Cr10Al1Y超細粉末對500g平均粒徑D50為40μm的球形Fe24Cr10Al1Y合金原料粉末在變形階段進行處理，以形成碎片，其中條件與實施例1中所述類似。
然後如實施例1中所述在偏心振動研磨機中進行粉碎研磨。添加平均粒徑為約40μm的粉碎的脆性Fe70Cr、Fe60Al和Fe16Y粉末與平均粒徑D50為10μm的細Fe粉的混合物，作為助磨劑。
粉碎研磨使用15g助磨劑。約10vol.％的機械作用助磨劑的加入是此步驟的典型用量。根據指定的目的，也可以使用更少量的助磨劑。所用助磨劑的組成被總結在表1中。獲得了包含65重量％Fe、24重量％Cr、10重量％Al和1重量％Y的混合物。因此原料粉末的化學組成未被選擇給定的合金含量改變。由本發明的生產而獲得的複合材料粉末中有所用組分(原料粉末、助磨劑)的一個具體分布，因此複合材料粉末在進一步的處理，例如通過燒結或另一個熱處理，過程中經歷了金相變化。
表1機械助磨劑的組成
在粉碎研磨和在超聲場中解附聚之後，獲得了平均粒徑D50為15μm的複合材料粉末。在冶金意義上通過熱力學後處理可以由這類複合材料粉末獲得一種合金。
實施例3在使用機械助磨劑和與原料粉末相比改變了組成的情況下製造Fe24Cr10Al1Y超細粉末與實施例2不同，在研磨操作過程中，化學組成的變化是期望的或允許的。對平均粒徑D50為40μm且組成為Fe25，6Cr10，67Al的噴霧合金在實施例1所述的條件下進行一個變形步驟。獲得平均粒徑D50為70μm的片狀顆粒，其外觀與實施例1中的無明顯不同。
然後進行粉碎研磨。步驟與實施例1中的相同，但使用10g平均粒徑D50為40μm的Fe16Y粉末作助磨劑且研磨持續2小時。
表2給出了片狀起始合金和為粉碎研磨而加入的助磨劑的組成和量。
表2碎片狀起始合金和所用機械助磨劑的組成
如從表2可以看出，獲得的複合材料粉末組成為Fe24Cr10Al1Y。對複合材料粉末進行超聲處理，處理之後獲得平均粒徑D50為13μm的複合材料粉末。
實施例4
步驟同實施例3，但使用許多脆性材料與純鐵粉的混合物作助磨劑。
表3包括原料粉末和助磨劑的組成和稱重。脆性助磨劑Fe60Al、Fe70Cr和Y2，2H在使用之前在分離的研磨步驟中被處理到平均粒徑D50為40μm。所用Fe粉的平均粒徑D50為10μm。
表3碎片狀起始合金和所用機械助磨劑的組成
如從表3可以看出，獲得的複合材料粉末組成為Fe24Cr10Al1Y。對複合材料粉末進行超聲處理，處理之後獲得平均粒徑D50為15μm的複合材料粉末。
實施例5使用Fe16Y作為單獨的脆性機械助磨劑，由兩種FeCrAl母合金製造Fe24Cr10Al1Y超細粉末在類似於實施例1的分離的變形步驟中，由平均粒徑D50為40μm的兩種組成為Fe19，9Cr24，8Al和Fe27，9Cr5Al的噴霧合金製造平均粒徑D50為70μm的碎片，其外觀與圖2中示出的粉末無明顯不同。
在隨後的粉碎研磨中，特別脆的Fe16Y合金被用作唯一的助磨劑，該合金已預先被粉碎到了約40μm的平均粒徑D50。步驟同實施例1，研磨持續2.5小時。
表4包括兩種碎片狀FeCrAl起始合金和脆性助磨劑(Fe16Y)的組成和稱量。
表4碎片狀起始合金和所用機械助磨劑的組成
如從表3可以看出，獲得的複合材料粉末組成為Fe24Cr10Al1Y。對複合材料粉末進行超聲處理，處理之後獲得平均粒徑D50為12μm的複合材料粉末。
實施例6就地產生助磨劑對霧化的Ni15Co10Cr5，5Al4，8Ti3Mo1V合金(可商購，商品名為IN100)如實施例1所述在惰性氣氛下進行變形步驟。
在隨後的粉碎研磨過程中未添加脆性助磨劑，相反它是在研磨過程中就地形成的。為此，用一種由94vol.％氬氣和6vol.％氫氣組成的氣體混合物填充偏心振動研磨機。研磨容器是絕熱的，從而在研磨過程中由於施加了能量調節為約300℃的處理溫度。其餘研磨條件與實施例1中所述的步驟相對應。提高的溫度和工藝氣體中提高的氫含量導致了脆性的Ti-H和V-H化合物的形成，它們以與實施例1-5中引入的助磨劑相同的方式作用，並由此導致粉碎。在持續3小時的在含氫環境下研磨之後，獲得平均粒徑D50達13μm的合金粉末。
生成的超細粉末的化學組成與原料粉末的只是稍有不同。氫含量上升到＜1000ppm。在根據本發明製造的合金粉末的進一步處理過程中，通過在真空下燒結氫含量再次降低到約50ppm以下。
實施例7Si粉末作機械助磨劑對平均粒徑D50為40μm的球形霧化的Ni38Cr8，7Al1，09Hf，如實施例1所述，進行變形步驟。
對在粉碎機中製造的150g碎片狀粉末，如實施例1所述，在偏心振動研磨機中進行粉碎研磨，其中添加了13g平均粒徑D50為40μm的Si粉末作助磨劑。在持續2小時的研磨之後，獲得平均粒徑D50為10.5μm且具有期望的組成Ni35Cr8Al8Si1Hf的合金粉末。所用矽從合金工藝處理角度考慮是合乎需要或必需的。在可能的脆性助磨劑中，Si由於其性能，尤其適合。處理後，氧含量為約0.4重量％。
實施例8使平均粒徑D50為40μm的球狀噴霧Ni38Cr8，7Al1，09Hf，如實施例7中所述通過使用磨碎機(攪拌球磨機)，進行變形步驟。
隨後在有Si粉末(13g)作助磨劑的情況下進行粉碎研磨，也在攪拌球磨機內進行，採用以下工藝參數·研磨容器容積5l·球填充80vol.％·研磨容器材料100Cr6·球材料100Cr6·球直徑3.5mm·粉末稱量150g Ni38Cr8，7Al1，09Hf·圓周速率4.2m/s·研磨液體乙醇·研磨持續時間1.5h·助磨劑13g Si粉末(D50約40μm)在持續1.5小時的研磨和隨後的超聲解附聚之後，獲得平均粒徑D50為13μm的合金粉末，由MicrotracX100測得。在這裡使用的矽，從合金工藝方面看為調節最終組成為Ni35Cr8Al8Si1Hf和從工藝過程方面看為獲得期望的研磨效果，都是合乎需要或必需的。在可以考慮的元素中，矽由於其脆性最適合作助磨劑。此研磨處理導致了粉末中氧含量的增加。在研磨處理結束時氧含量為0.4重量％。
實施例9使平均粒徑D50為40μm的球狀霧化的Ni17Mo15Cr6Fe5W1Co合金(可商購，商品名為Hastelloy)如實施例1中所述經受變形步驟。
將獲得的碎片狀顆粒在有碳化鎢作助磨劑和以下條件下在偏心振動研磨機中粉碎研磨·研磨容器容積5l·球填充80vol.％·研磨容器材料100Cr6·球材料WC-10Co硬質合金材料·球直徑6.3mm
·粉末稱重150g·振幅12mm·研磨環境氬氣(99.998％)·研磨持續時間90分鐘·助磨劑3.5g WC粉末(D50 1.8μm)粉碎研磨的結果，形成一種合金-硬質材料複合材料粉末，其中合金組分已經被粉碎到約5μm的平均粒徑D50，而硬質材料組分已經被粉碎到約1μm的平均粒徑D50。硬質材料顆粒儘可能均勻地分布在合金粉末容積內。
所述合金-硬質材料複合材料粉末可以通過常規處理步驟處理形成噴塗粉末。為此將797g根據ASTM B 330(FSSS)測得的平均粒徑D50為1μm的WC、乙醇、PVA(聚乙烯醇)和懸浮穩定劑添加到163g根據本發明製造的合金-硬質材料複合材料粉末中用於分散和產生懸浮液。產生由25vol.％的金屬粘合相和75vol.％的WC硬質材料相構成的懸浮液。通過噴霧粒化和分級對此懸浮液進一步處理，形成粒徑為20-63μm的初始噴塗粉末。首先有機添加劑被通過在100-400℃脫氣從這種初始噴霧粉末除去，然後在惰性氣氛下於約1300℃發生燒結。在該過程中，在噴霧顆粒中產生了緊固的連接並且在各小顆粒之間形成了較不緊固的連接。最後進行解附聚並分級成期望的顆粒部分(例如15-45μm)。由此獲得的粉末可以通過以已知方式熱噴射進一步處理，形成塗有硬質合金或合金-硬質材料複合材料的零件。
實施例10根據本發明，與實施例1類似地對平均粒徑D50為100μm的鈦粉末進行處理，以形成碎片。
然後將所述碎片在與實施例1類似的粉碎步驟中進一步處理，其中向所用Ti碎片(稱量150g)中添加了10g TiH2作研磨劑。在粉碎研磨之後，得到平均粒徑D50為約15μm的微細鈦粉末。
根據本發明製造的鈦粉末可以通過常規方法步驟進一步處理形成模塑體。為防氧化，根據本發明製造的鈦粉末被保存在有機溶劑如正己烷中。在粉末冶金進一步處理之前添加了長鏈烴，如鏈烷烴或胺。為此，將鏈烷烴溶解在例如正己烷中，並添加到粉末中，然後通過不斷地循環粉末將正己烷蒸發。從而獲得了對不受控制的氧吸收的表面密封並獲得了壓縮性的改善。此步驟使得可以在空氣中處理鈦粉末。
在經過粉末工藝處理以通過單軸壓縮形成模塑體之後，在熱處理中進行了有機組分的脫除、進行了助磨劑的熱分解和燒結形成儘可能緻密的模塑體。
實施例11將類似於實施例1由合金17-4PH(Fe17Cr12Ni4Cu2.5Mo0.3Nb)製造的碎片在反噴磨機中處理。所述碎片的粒徑對顆粒厚度比為約1000∶1，且平均粒徑D50為150μm。反噴磨機運轉在惰性氣體下。粒徑在100-63μm的同一合金的未預處理的噴霧球形材料被用作助磨劑。研磨室(容積約5 1)內充入2.5l(67重量％的助磨劑和33重量％的碎片)總體積的粉末並啟動研磨處理。通過磨機下遊連接的篩子的相應調節，分離出所製造的10μm的微細部分。
與前面的實施例不同，通過所述步驟，在一個步驟中進行粉碎研磨和通常需要的解附聚。此步驟的特徵在於使用了不能或幾乎不能被磨細的特殊的或合金狀的粉末，它導致了在研磨過程施加更大的能量並由此導致了改善的研磨效果。
實施例12在高能磨機(偏心振動式磨機)內，對平均粒徑為100-63μm的霧化Ni17Mo15Cr6Fe5W1Co合金(可商購，商品名為Hastelloy)在下列條件下進行機械處理·研磨容器容積5l(直徑20cm，長約15cm)·球填充80vol.％·研磨容器材料100Cr6·球材料WC-Co硬質合金·球直徑10mm·粉末稱量300g·振幅12mm·研磨環境氬氣(99.998％)·研磨持續時間2h所製造的碎片直徑對厚度比為1∶2，且碎片厚度為約20μm。
然後在氣體反噴射磨機中進行粉碎研磨。在粉碎過程中，通過適當調節下遊連接的篩子，將粒徑＜20μm的顆粒除去。由此，在超聲處理之後，製造出平均粒徑D50為12μm且D90值為20μm的微細合金粉末，上述平均粒徑值使用MicrotracX 100測得。
權利要求
1.由平均粒徑較大的原料粉末製造平均粒徑D50為至多25μm的金屬粉末、合金粉末和複合材料粉末的方法，所述平均粒徑D50使用顆粒測量儀MicrotracX 100根據ASTM C 1070-01測定，所述方法的特徵在於a)原料粉末的顆粒在變形步驟中被加工成碎片狀顆粒，其粒徑對顆粒厚度的比在10∶1和10000∶1之間，和b)在助磨劑的存在下對碎片狀顆粒進行粉碎研磨。
2.權利要求1的方法，其特徵在於，在粉碎研磨後進行解附聚步驟。
3.權利要求1或2的方法，其特徵在於，所述金屬粉末、合金粉末或複合材料粉末具有式(I)的組成hA-iB-jC-kD (I)其中A代表選自Fe、Co、Ni的一個或多個元素，B代表選自V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Ti、Si、Ge、Be、Au、Ag、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt的一個或多個元素，C代表選自Mg、Al、Sn、Cu、Zn的一個或多個元素，和D代表選自Zr、Hf、稀土金屬的一個或多個元素，且h、i、j和k表示重量含量，其中在所有情況下h、i、j和k都彼此獨立地代表0-100重量％，前提是h、i、j和k的和為100重量％。
4.權利要求3的方法，其特徵在於A代表選自Fe、Co、Ni的一個或多個元素，B代表選自V、Cr、Mo、W、Ti的一個或多個元素，C代表選自Mg、Al的一個或多個元素，和D代表選自Zr、Hf、Y、La的一個或多個元素。
5.權利要求3或4的方法，其特徵在於h代表50-80重量％，i代表15-40重量％，j代表0-15重量％，k代表0-5重量％，前提是h、i、j和k的和為100重量％。
6.權利要求1-5中任何一項的方法，其特徵在於，製造的金屬粉末、合金粉末或複合材料粉末具有至多15μm的平均粒徑D50，所述平均粒徑D50使用MicrotracX 100根據ASTM C 1070-01測定。
7.權利要求1-6中任何一項的方法，其特徵在於，所述原料粉末是平均粒徑D50大於25μm的球形或不規則形狀粉末，所述平均粒徑D50使用MicrotracX 100根據ASTM C 1070-01測定。
8.權利要求1-7中任何一項的方法，其特徵在於，所述變形步驟在輥磨機、旋渦磨機、高能磨機或磨碎機中進行。
9.權利要求1-8中任何一項的方法，其特徵在於，在粉碎研磨過程中添加了液體助磨劑、蠟類和/或脆性粉末作助磨劑。
10.權利要求9的方法，其特徵在於，所述助磨劑是石蠟油、石蠟、金屬粉末、合金粉末、金屬硫化物、鹽和/或硬質材料粉末。
11.權利要求1-10中任何一項的方法，其特徵在於，所述助磨劑是在粉碎研磨過程中就地形成的。
12.權利要求11的方法，其特徵在於，所述助磨劑是通過添加一種在粉碎研磨條件下與原料粉末反應並同時形成脆性相的反應氣體來形成的。
13.權利要求2-12中任何一項的方法，其特徵在於，所述解附聚在氣體反噴射磨機、超聲浴、捏合機或轉子-定子系統中進行。
14.權利要求2-13中任何一項的方法，其特徵在於，所述解附聚是在有一種或多種液體、分散助劑和/或粘結劑存在的情況下進行的。
15.平均粒徑D50為至多25μm的金屬粉末、合金粉末和複合材料粉末，其通過權利要求1-14中的任何一項的方法獲得，其中所述平均粒徑D50使用顆粒測量儀MicrotracX 100根據ASTM C 1070-01測定。
16.平均粒徑D50為至多25μm的金屬粉末、合金粉末或複合材料粉末，其中所述平均粒徑D50使用顆粒測量儀MicrotracX 100根據ASTM C 1070-01測得，其特徵在於，直到達到最大收縮，其收縮是通過噴霧製備的、具有相同化學組成和相同平均粒徑D50的金屬粉末、合金粉末或複合材料粉末的至少1.05倍，所述收縮使用膨脹計根據DIN 51045-1測得，要研究的粉末在測量收縮前被壓縮到理論密度的50％的壓縮密度。
17.含有1-95重量％的權利要求15或16的金屬粉末、合金粉末或複合材料粉末和噴霧法製造的99-5重量％的金屬粉末、合金粉末或複合材料粉末的混合物。
全文摘要
本發明涉及一種由平均粒徑較大的原料粉末製造平均粒徑D50為至多25μm的金屬、合金或複合材料粉末的方法以及由此獲得的金屬，合金或複合材料粉末，其中原料粉末的顆粒在變形步驟中被加工成片狀顆粒，其粒徑對顆粒厚度的比在10∶1和10000∶1之間，在助磨劑的存在下對片狀顆粒進行粉碎。
文檔編號B22F9/04GK1863628SQ200480026042
公開日2006年11月15日 申請日期2004年7月6日 優先權日2003年7月11日
發明者R·肖爾, D·菲斯特, C·斯佩克, L·N·迪恩哈 申請人:H.C.施塔克股份有限公司