CN101517112A - 改进的粉末冶金组合物 - Google Patents

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Abstract

一种粉末冶金混合物，所述混合物具有(除附带杂质之外的)55－90％铁基基质粉末和45－10％硬质相粉末的组成，其特征在于45－10％的硬质相具有(除附带杂质之外的)组合物，该组合物包括至少30％Fe和至少一些如下各元素，从如下范围选择重量％以便与wt.％Fe一起合计为100％：1－3％C、20－ 35％Cr、2－22％Co、2－15％Ni、8－25％W。在烧结成物品(理想的是阀座嵌入物)之前，用于混合物的最优选组成为(除附带杂质之外的)如下：35％硬质相、65％基质；硬质相组分为 2.2％C、29.1％Cr、4.9％Co、5.3％Ni、20.2％W，余量为Fe，并允许小于2％的一种或多种机械加工性助剂和固体润滑剂；基质组分为以下组分之一：高铬钢粉末(如18％Cr、12％Ni、2.5％Mo，余量为Fe)，低合金钢粉末(3％Cu、1％C、余量为Fe；3％Cr、0.5％Mo、1％C，余量为Fe；4％Ni、1.5％Cu、0.5％Mo、1％C，余量为Fe；4％Ni、2％Cu、1.4％Mo、1％C，余量为Fe)，或工具钢粉末(5％Mo、6％W、4％Cr、2％V、 1％C，余量为Fe)，或上述的低合金钢粉末但在烧结期间与铜熔渗法联合使用。如上所述烧结混合物提供可靠、耐磨的物品，该物品具有低钼含量，因此比具有相似耐磨性的传统烧结材料便宜很多。

Description

改进的粉末冶金组合物
本发明涉及改进的粉末冶金组合物，尤其是适用于烧结加工中使用的改进粉末冶金组合物，烧结加工适合制备汽车工业所用物品。下文描述的本发明与阀座、涡轮增压器衬套等的制备特别相关，但是当然，本发明不应认为限于将本文描述的组合物通过烧结最终形成的最终物品。
背景
按其最简单的形式，粉末冶金为混合不同数量的粉状元素金属、合金、或已经历扩散粘结以便烧结此类混合物时，可成本有效的制备物品的金属或合金的科学，所述物品具有理想的耐磨特性和最终成形的元件通常经历的升高的操作温度下的稳定性。
一般而言，粉末冶金是一种方法，该方法于非常大的负荷下压缩预定粉末冶金混合物来产生称为粉末压坯(green compact)的物品，然后加热粉末压坯至高温，该高温通常但不是必需地处于混合物中任一组分的最低熔点与最高熔点之间，以便引起一些组分熔融或者使混合物中的至少一种组分进行扩散或熔渗(infiltration)移动。冷却时(应提及加热和冷却阶段可以非常迅速或相当缓慢，这取决于最终产品所需的物理特性)，任何残留的熔融组分或更多的流体组分固化。
应提及，在这阶段尽管下面的描述一般涉及在保护性气体气氛中的烧结或真空烧结，但是本发明具有更广泛的应用，的确申请人考虑本发明同样可以应用于其他制备技术中，如粉末锻造、高速压制等。
烧结，且特别是用于形成预定高耐磨应用的烧结物品的粉末冶金混合物的一个基本方面为称为基质的物质与任何硬质相之间的关系，掺入硬质相以赋予增强的耐磨性。这种关系可能是原子的、结构的、机械的和化学的，所以在最终决定成品烧结物品将在侵袭性环境中如何表现十分重要。
基质主要为有效地将烧结物品中的全部成分粘结在一起的物质或组合物，所述硬质相随机的分散在整个基质中以提供其耐磨特性。因此，基质材料通常比硬质相软很多，通常(尽管不是必需取决于应用)，预压粉末混合物中基质的浓度(重量)通常会大于硬质相的相应浓度(重量)。
重要的是此处应注意，有时体积百分比用于表示粉末混合物中的组分浓度，但这些可能完全不同于相应的浓度(重量)，因为构成的金属或合金的密度可能显著不同，尤其是硬质相方面。
在本说明书的其余部分中，假定为重量百分比(wt.％)，除非另外具体说明。
通常，硬质相的wt.％很大程度上是由待制备的物品类型决定。由于内燃机汽缸附近区域中的侵袭性条件，阀座嵌入物(VSI)一般要求25-40wt.％的硬质相浓度，而涡轮增压器和其他衬套对耐磨性没有这么高的要求，因此对于这些应用8-18％的硬质相更常见。
应认为本发明涵盖所有这些应用。
在该特殊技术领域中有许多先有技术，如下讨论一些更相关的文件。
本文共有权的EP-A-0 418 943描述从压缩混合物烧成的烧结钢材，压缩混合物含有热加工工具钢粉末、铁粉和石墨形式的碳加入物。热加工工具钢通常基于那些称为AISI H11、H12和H13中的一种或多种。尤其是，该专利包括烧结铁材料，其具有如下组成(wt.％)：
C      0.7-1.3
Si     0.3-1.3
Cr     1.9-5.3
Mo     0.5-1.8
V      0.1-1.5
Mn     ≤0.6
Fe    余量，除附带杂质之外。
本文共有权的EP-A-0 312 161也描述从高速工具钢、铁粉和碳加入物被压实和烧结的混合物制备的烧结钢，高速工具钢形成多数硬质相，碳加入物为形成多数基质的石墨形式。考虑使用的高速工具钢通常基于本领域中熟知的M3/2类。EP-A-0 312 161中描述的烧结钢通常比EP-A-0 418 943中描述的那些具有更低的碳含量。这是由于EP0312161材料中形成主要碳化物的Mo、V和W元素的合金加入水平较高这一事实，并且这维持应用如阀座嵌入物中要求高度耐磨性。由于较低的碳水平，在烧结之后从结构中除去奥氏体也会有些小问题。然而，由于合金加入的相对高水平，EP-A-0 312 161中描述的合金问题为材料成本的问题之一。因此，EP0312161保护具有基质的铁基烧结材料，其含有压制烧结粉末，该粉末从包括两种不同铁基粉末的混合物压缩至大于80％的理论密度，所述混合物含有40-70wt.％的预制成合金的粉末，该预制成合金的粉末具有如下组成(wt.％)：
C     0.45-1.05
W     2.7-6.2
Mo    2.8-6.2
V     2.8-3.2
Cr    3.8-4.5
其他最大为3，余量为Fe。
60-30wt.％的铁粉，任选最高达5wt.％的一种或多种金属硫化物，任选最高达1wt.％的硫粉和碳粉，以便烧结材料的总碳含量在0.8-1.5wt.％的范围中。
从上可见，已知粉末冶金组合物中包含高速工具钢的概念。
上述提供一些情况的实例，其中需要非常特殊的组成以达到特定目的或得到具有预定耐磨性的特定烧结物品。
本发明的一个目的是提供用于烧结的粉末冶金组合物，和用粉末冶金法如烧结法由该组合物制备的物品，其采用可广泛得到的类属基质(generic matrices)以及某些特定硬质相材料组合物，以按合理的成本提供具有理想耐磨特性的烧结物品。
本发明的另一目的是提供烧结钢材，与先有技术的材料相比，该材料制备更容易、更经济、材料成本更低，同时在应用例如用于内燃机的阀座嵌入物中保持可比的性能水平。然而，这些标准也适用于要求抗研磨磨损和抗高温磨损的任何应用中。
发明内容简述
依照本发明的第一方面，提供粉末冶金混合物，该混合物具有以下组成(除附带杂质外)：
-55-90％的铁基基质粉末，和
-45-10％的硬质相粉末，
-其特征在于
-45-10％的硬质相具有以下组分的组合物(除附带杂质外)：
-至少30％Fe和至少一些如下各元素，其重量％从如下范围选择以便与Fe的wt.％一起合计为100％：
○1-3％C
○20-35％Cr
○2-22％Co
○2-15％Ni
○8-25％W。
优选，硬质相组合物也包括一种或多种大于痕量的如下元素，但任何所有这些元素的总和不大于5％：
-V
-Ni
-Ti
-Cu
优选，铁基粉末基质由如下材料之一制成：
-高铬钢，除附带杂质之外，具有16-20％Cr、10-15％Ni、0.1-5％Mo、0-2％C，余量为Fe，
-低合金钢，其中具有不大于19.6％的非铁总组分(除附带杂质外)，所述组分主要包括量≤2％的C，任选包括一种或多种以下组分：Mo 0-2％、Cu 0-5％、Cr 0-5％、Ni 0-5％以及Mn、P或S中的一种或多种0.6％。
-工具钢粉末，该工具钢为钨-钼类的工具钢，除附带杂质之外，具有0-2％C、3-7％Mo、4-8％W、2-6％Cr、0.5-4％V，余量为Fe。
在其中铁基粉末基质为工具钢粉末的情况，优选的组合物为1％C、5％Mo、6％W、4％Cr、2％V，其他元素各自＜0.5％，余量为Fe。
在其中铁基粉末基质为低合金钢粉末的情况，非铁组分可以：
i.在混合期间以元素加入，尤其是在C的情况下，
ii.与Fe组分预制成合金，作为预制成合金的Fe/非Fe金属粉末提供给混合物
iii.扩散粘结至Fe组分，作为扩散粘结的粉末提供给混合物，该粉末包含Fe和一种或多种非Fe金属
iv.上述的任何组合
在其中铁基粉末基质为低合金钢粉末或工具钢粉末的情况，优选在烧结期间使用铜熔渗技术，以制成物品组合物的百分比计，铜的存在量为5-30％，更优选8-22％，还更优选12-18％。
在最优选的实施方案中，当在具有低合金钢基质的材料上使用铜熔渗技术时，铁基粉末基质的组合物为3％Cr、0.5％Mo、混合期间以元素加入的1％C，余量为Fe，当以制成物品组合物百分比表示时，Cu的存在量为14％。
低合金钢的优选组合物如下：
i.3％Cu、1％C，余量为Fe
ii.3％Cr、0.5％Mo、1％C，余量为Fe
iii.4％Ni、1.5％Cu、0.5％Mo、1％C，余量为Fe，或者
iv.4％Ni、2％Cu、1.4％Mo、1％C，余量为Fe。
硬质相组分的最优选组合物如下：
-2％C、23.5％Cr、19.5％Co、10.6％Ni、10.3％W，余量为Fe
-2％C、23.8％Cr、14.7％Co、10.7％Ni、15.5％W，余量为Fe
-2％C、24.7％Cr、9.7％Co、5.3％Ni、15.3％W，余量为Fe
在最优选的实施方案中，硬质相组分的组合物为：
-1.8％C、29.8％Cr、5.1％Co、5.0％Ni、20.1％W，余量为Fe。
最优选，基质组分的组合物为：
与Fe预制成合金的3％Cr、与Fe预制成合金的0.5％Mo、和混合期间以元素加入的1％C，余量为Fe。
还更优选，也用机械加工性助剂如MnS提供任一上述组合物，任选MnS已被预制成合金，其中MnS在熔体中形成，形成基质组分或硬质相组分之一的粉末之一由该熔体制成，此外，需要向组合物中加入选自以下的固体润滑剂：CaF2、MoS2、滑石粉、游离石墨薄片、BN和BaF2。
机械加工性助剂和固体润滑剂各自都可以不大于5％的量提供，可减少上述提及组分的各种其他规定的百分比，以便在一种组合物中所有组分的所有百分比总和为100％。
依照本发明的第二方面，提供通过对上述组合物进行粉末冶金加工如通过烧结制备的物品。
预计上述硬质相组合物也可通过各种不同的方法制备，包括碾磨金属或合金铸锭，油、气体、空气或水雾化中的一种或多种，或者通过已知的ColdstreamTM法，尽管气体雾化是最优选的方法。
至于在烧结中使用的现有金属/合金粉末组合物，上述提及的发明具有很大优势，因为硬质相组分中缺少钼。众所周知，尽管已知Mo赋予最终烧结物品中的硬质相非常好的耐磨特性，但是Mo非常昂贵，因此上述提供的组合物相对耐磨，同时不是非常昂贵。
现在参阅附图，通过实施例描述本发明。
附图简述
图1显示穿过烧结元件的放大横断面图，该烧结元件由本发明混合物制备。
图2、3、4提供由本发明混合物和现在可得到的混合物/产品制备的元件的磨损统计比较图。
详述
首先参阅图1，图1显示从混合物制备的元件表面的高分辨率图像，该混合物包括63％低合金钢粉末，尤其是与Fe预制成合金的3％Cr、与Fe预制成合金的0.5％Mo以及混合期间以元素加入的1％C，余量为Fe；35％硬质相粉末，尤其是1.8％C、29.8％Cr、5.1％Co、5.0％Ni、20.1％W，余量为Fe；和2％MnS。在烧结过程期间该材料用铜熔渗。因此，将各个相标记为：
2-硬质相
4-基质
6-铜(熔渗的)
8-MnS，机械加工性助剂。
参阅图2，图2显示材料的磨损试验结果，该材料由84.5％高铬钢粉末，尤其是与Fe预制成合金的18％Cr、与Fe预制成合金的12％Ni、与Fe预制成合金的2.5％Mo和混合期间以元素加入的1.5％C，余量为Fe；15％硬质相粉末，尤其是1.8％C、29.8％Cr、5.1％Co、5.0％Ni、20.1％W，余量为Fe；和0.5％MnS形成。该材料被压缩至6.6g/cm3的密度并于1200℃温度下真空烧结30分钟。磨损试验包括用1/4″小球形式的不锈钢往复运动接触摩擦烧结材料的表面。该试验于600℃下空气中持续3小时，并施加了2kg负荷。可使用这个磨损试验比较不同涡轮增压器衬套材料的耐磨性。图2显示上述材料的质量损失情况，是与Federal-Mogul Sintered Products目前制备销售的涡轮增压器衬套材料的质量损失进行比较的。该目前的制备材料Federal-Mogul Sintered Products称为材料级2600，该材料不含任何有意的硬质相粉末加入物。硬质相粉末加入的益处显然可见。
参阅图3，图3显示材料的磨损试验结果，该材料由63％低合金钢粉末，尤其是与Fe预制成合金的3％Cr、与Fe预制成合金的0.5％Mo和混合期间以元素加入的1％C，余量为Fe；35％硬质相粉末，尤其是1.8％C、29.8％Cr、5.1％Co、5.0％Ni、20.1％W，余量为Fe；和2％MnS形成。该材料被压缩至7g/cm3的密度并于1110℃温度下在10％H2/90％N2气氛下烧结30分钟。在烧结过程期间用铜熔渗被压缩部分。然后将烧结物品以机械制成排气阀座嵌入物的形式，并安装至2L的内燃机汽缸盖上。然后将该汽缸盖安装在发动机并于混合试验周期内操作390小时。图3显示排气阀的平均沉陷情况，其中该沉陷是由于阀座嵌入物和阀门的联合磨损造成的。将阀门的沉陷水平也与目前的制备阀座嵌入物材料的沉陷进行比较，阀座嵌入物材料在该发动机中被用作原始设备。不完全知道该原始设备材料的组合物，因为它是专利制备产品，但是已知该组合物具有低合金钢基质，含有被认为含30％Mo的硬质相，并且也被铜熔渗过。显然可见本发明的优良性能。
参阅图4，图4显示材料的磨损试验结果，该材料由65％低合金钢粉末，尤其是混合期间以元素加入的3％Cu和混合期间以元素加入的1％C，余量为Fe；和35％硬质相粉末，尤其是1.8％C、29.8％Cr、5.1％Co、5.0％Ni、20.1％W，余量为Fe形成。该材料被压缩至7g/cm3的密度并于1110℃温度下在10％H2/90％N2的气氛下烧结30分钟。在烧结过程期间用铜熔渗被压缩部分。然后将烧结物品用机械制成阀座嵌入物的形式，并在阀座嵌入物的台架试验(rig test)中进行评估。在该台架试验中将阀座嵌入物和阀门装配在固定装置中，该固定装置被设计用于重现真实发动机中这些元件的布局和操作。阀门上下移动接触阀座嵌入物，其方式与传统汽缸盖中的一样。于150℃下进行试验并持续5小时，阀门以3000rpm的速度往复运动。图4显示阀座嵌入物接触面上的平均磨损深度。也显示目前由Federal-MogulSintered Products制备销售的阀座嵌入物材料的比较数据。Federal-Mogul Sintered Products将该目前的制备材料称为材料级3010，它不含任何有意的硬质相粉末加入物。硬质相粉末加入的益处显然可以看到。
为此，申请人认为上述烧结方法及其参数为本发明的一些方面。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种粉末冶金混合物，所述混合物具有以下组成(除附带杂质外)：
-55-90％铁基基质粉末，和
-45-10％硬质相粉末，
其特征在于所述硬质相粉末具有以下组分的组合物(除附带杂质外)：
-至少30％Fe，
○1-3％C
○20-35％Cr
○2-22％Co
○2-15％Ni
○8-25％W。
2.权利要求1的混合物，其中所述硬质相组合物也包括一种或多种大于痕量的如下元素，但任何所有这些元素的总和不大于5％：
-V
-Ti
-Cu。
3.权利要求1或2的混合物，其中所述铁基基质粉末为高铬钢，除附带杂质之外，该高铬钢具有16-20％Cr、10-15％Ni、0.1-5％Mo、0-2％C，余量为Fe。
4.权利要求1或2的混合物，其中所述铁基基质粉末为低合金钢粉末，该粉末具有不大于19.6％的非铁总组分：(除附带杂质外)，所述组分：主要包括量≤2％的C，并任选包括一种或多种以下组分：：Mo 0-2％、Cu 0-5％、Cr 0-5％、Ni 0-5％以及Mn、P或S中的一种或多种0.6％。
5.权利要求1或2的混合物，其中所述铁基基质粉末为工具钢粉末，该工具钢为钨-钼类的工具钢，除附带杂质之外，具有0-2％C、3-7％Mo、4-8％W、2-6％Cr、0.5-4％V，其余余量为Fe。
6.权利要求5的混合物，其中优选的组合物为1％C、5％Mo、6％W、4％Cr、2％V，其他各元素＜0.5％，余量为Fe。
7.权利要求4的混合物，其中所述非铁组分：
i.在混合期间以元素加入，尤其是在C的情况下，
ii.与Fe组分预制成合金，并作为预制成合金的Fe/非Fe金属粉末提供给混合物，
iii.扩散粘结至Fe组分，并作为扩散粘结的粉末提供给混合物，该粉末包含Fe和一种或多种非Fe金属，
iv.上述的任何组合。
8.权利要求4、5或其任一从属权利要求中任一项的混合物，所述混合物经历烧结过程，期间使用了铜熔渗技术，在完成烧结过程之后，以制成物品组合物的百分比计，铜以5-30％的量存在。
9.权利要求8的混合物，其中在完成烧结过程之后，以制成物品的百分比计，铜以8-22％的量存在。
10.权利要求8的混合物，其中在完成烧结过程之后，以制成物品的百分比计，铜以12-18％的量存在。
11.权利要求8-10从属于权利要求4时的混合物，其中所述铁基粉末基质的组成为3％Cr、0.5％Mo、混合期间以元素加入的1％C，余量为Fe，在完成烧结过程之后，当以制成物品组合物的百分比表示时，Cu以14％的量存在。
12.权利要求4及其任何从属权利要求中任一项的混合物，其中所述低合金钢的组合物选自以下组合物之一：
i.3％Cu、1％C，余量为Fe，
ii.3％Cr、0.5％Mo、1％C，余量为Fe，
iii.4％Ni、1.5％Cu、0.5％Mo、1％C，余量为Fe，或者
iv.4％Ni、2％Cu、1.4％Mo、1％C，余量为Fe。
13.前述权利要求中任一项的混合物，其中所述混合物中硬质相组分的组合物选自以下组合物：
-2％C、23.5％Cr、19.5％Co、10.6％Ni、10.3％W，余量为Fe，
-2％C、23.8％Cr、14.7％Co、10.7％Ni、15.5％W，余量为Fe，
-2％C、24.7％Cr、9.7％Co、5.3％Ni、15.3％W，余量为Fe。
14.权利要求13的混合物，其中所述硬质相组分的组合物为：
-1.8％C、29.8％Cr、5.1％Co、5.0％Ni、20.1％W，余量为Fe。
15.前述权利要求中任一项的混合物，其中所述基质组分的组合物为：
与Fe预制成合金的3％Cr，与Fe预制成合金的0.5％Mo，和混合期间以元素加入的1％C，余量为Fe。
16.前述权利要求中任一项的混合物，所述混合物也含有机械加工性助剂。
17.权利要求16的混合物，其中所述机械加工性助剂为MnS。
18.权利要求17的混合物，其中因为在熔体中形成MnS，所述MnS已经预制成合金，形成基质组分或硬质相组分之一的粉末之一由该熔体制成。
19.前述权利要求中任一项的混合物，其中向所述组合物中加入选自以下的固体润滑剂：CaF2、MoS2、滑石粉、游离石墨薄片、BN和BaF2。
20.权利要求16-19中任一项的混合物，其中所述机械加工性助剂和固体润滑剂各自以不大于5％的量提供。
21.前述权利要求中任一项的混合物，其中所述硬质相粉末组合物通过一种或多种以下方法制备：
-碾磨金属或合金铸锭，
-油、气体、空气或水雾化中的一种或多种，或者
-已知的ColdstreamTM法。
22.一种物品，所述物品通过压制、加热和冷却，由上述权利要求中任一项定义的粉末冶金混合物制备。
23.一种烧结物品如阀座嵌入物，所述物品由权利要求1-21中任一项定义的混合物制备。

Claims (23)

1.一种粉末冶金混合物，所述混合物具有以下组成(除附带杂质外)：
-55-90％铁基基质粉末，和
-45-10％硬质相粉末，
其特征在于45-10％的硬质相具有以下组分的组合物(除附带杂质外)：
-至少30％Fe和至少一些如下各元素，其重量％从如下范围选择以便与Fe的wt.％一起合计为100％：
○1-3％C
○20-35％Cr
○2-22％Co
○2-15％Ni
○8-25％W。
2.权利要求1的混合物，其中所述硬质相组合物也包括一种或多种大于痕量的如下元素，但任何所有这些元素的总和不大于5％：
-V
-Ni
-Ti
-Cu。
3.权利要求1或2的混合物，其中所述铁基基质粉末为高铬钢，除附带杂质之外，该高铬钢具有16-20％Cr、10-15％Ni、0.1-5％Mo、0-2％C，余量为Fe。
4.权利要求1或2的混合物，其中所述铁基基质粉末为低合金钢粉末，该粉末具有不大于19.6％的非铁总组分：(除附带杂质外)，所述组分：主要包括量≤2％的C，并任选包括一种或多种以下组分：：Mo 0-2％、Cu 0-5％、Cr 0-5％、Ni 0-5％以及Mn、P或S中的一种或多种0.6％。
5.权利要求1或2的混合物，其中所述铁基基质粉末为工具钢粉末，该工具钢为钨-钼类的工具钢，除附带杂质之外，具有0-2％C、3-7％Mo、4-8％W、2-6％Cr、0.5-4％V，其余余量为Fe。
6.权利要求5的混合物，其中优选的组合物为1％C、5％Mo、6％W、4％Cr、2％V，其他各元素＜0.5％，余量为Fe。
7.权利要求4的混合物，其中所述非铁组分：
v.在混合期间以元素加入，尤其是在C的情况下，
vi.与Fe组分预制成合金，并作为预制成合金的Fe/非Fe金属粉末提供给混合物，
vii.扩散粘结至Fe组分，并作为扩散粘结的粉末提供给混合物，该粉末包含Fe和一种或多种非Fe金属，
viii.上述的任何组合。
8.权利要求4、5或其任一从属权利要求中任一项的混合物，所述混合物经历烧结过程，期间使用了铜熔渗技术，在完成烧结过程之后，以制成物品组合物的百分比计，铜以5-30％的量存在。
9.权利要求8的混合物，其中在完成烧结过程之后，以制成物品的百分比计，铜以8-22％的量存在。
10.权利要求8的混合物，其中在完成烧结过程之后，以制成物品的百分比计，铜以12-18％的量存在。
11.权利要求8-10从属于权利要求4时的混合物，其中所述铁基粉末基质的组成为3％Cr、0.5％Mo、混合期间以元素加入的1％C，余量为Fe，在完成烧结过程之后，当以制成物品组合物的百分比表示时，Cu以14％的量存在。
12.权利要求4及其任何从属权利要求中任一项的混合物，其中所述低合金钢的组合物选自以下组合物之一：
v.3％Cu、1％C，余量为Fe，
vi.3％Cr、0.5％Mo、1％C，余量为Fe，
vii.4％Ni、1.5％Cu、0.5％Mo、1％C，余量为Fe，或者
viii.4％Ni、2％Cu、1.4％Mo、1％C，余量为Fe。
13.前述权利要求中任一项的混合物，其中所述混合物中硬质相组分的组合物选自以下组合物：
-2％C、23.5％Cr、19.5％Co、10.6％Ni、10.3％W，余量为Fe，
-2％C、23.8％Cr、14.7％Co、10.7％Ni、15.5％W，余量为Fe，
-2％C、24.7％Cr、9.7％Co、5.3％Ni、15.3％W，余量为Fe。
14.权利要求13的混合物，其中所述硬质相组分的组合物为：
-1.8％C、29.8％Cr、5.1％Co、5.0％Ni、20.1％W，余量为Fe。
15.前述权利要求中任一项的混合物，其中所述基质组分的组合物为：
与Fe预制成合金的3％Cr，与Fe预制成合金的0.5％Mo，和混合期间以元素加入的1％C，余量为Fe。
16.前述权利要求中任一项的混合物，所述混合物也含有机械加工性助剂。
17.权利要求16的混合物，其中所述机械加工性助剂为MnS。
18.权利要求17的混合物，其中因为在熔体中形成MnS，所述MnS已经预制成合金，形成基质组分或硬质相组分之一的粉末之一由该熔体制成。
19.前述权利要求中任一项的混合物，其中向所述组合物中加入选自以下的固体润滑剂：CaF2、MoS2、滑石粉、游离石墨薄片、BN和BaF2。
20.权利要求16-19中任一项的混合物，其中所述机械加工性助剂和固体润滑剂各自以不大于5％的量提供，并减少上述提及组分各种其他规定的百分比，以便在任何混合物组分中所有组分的所有百分比总和为100％。
21.前述权利要求中任一项的混合物，其中所述硬质相粉末组合物通过一种或多种以下方法制备：
-碾磨金属或合金铸锭，
-油、气体、空气或水雾化中的一种或多种，或者
-已知的ColdstreamTM法。
22.一种物品，所述物品采用上述权利要求中任一项描述的混合物并对所述混合物进行粉末冶金加工制备，所述加工至少涉及独立或组合的压制、加热和冷却。
23.一种物品，所述物品采用权利要求1-21中任一项描述的混合物并将所述混合物烧结制备。
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