CN104513646B - 硬质材料以及由水性硬质材料研磨浆液制备硬质材料的方法 - Google Patents

硬质材料以及由水性硬质材料研磨浆液制备硬质材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于对水性浆液中的硬质材料粉末组分进行水性研磨的水乳液。所述水乳液包括含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约0.3重量％和约1.2重量％之间的氧化抑制剂。所述水乳液还包含石蜡，对于真空干燥的粉末，所述石蜡的含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约0.25重量％和约0.75重量％之间，而对于喷雾干燥的粉末，所述石蜡的含量最高至所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约2.75重量％。所述水乳液还包括含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约0.10重量％和约0.50重量％之间的肉豆蔻酸。所述水乳液的剩余量为水。

Description

硬质材料以及由水性硬质材料研磨浆液制备硬质材料的方法
技术领域
本发明涉及硬质材料和由硬质材料粉末组分(例如，碳化物和金属粘合剂)的水性浆液制备硬质材料的方法。更具体地讲，本发明涉及硬质材料诸如烧结(钴)碳化钨，以及由硬质材料粉末组分(例如，碳化物和金属粘合剂)的水性浆液制备此类烧结(钴)碳化钨的方法。该硬质材料具有的特性实质上满足或超出由基于溶剂的硬质材料浆液形成的硬质材料的那些特性。
背景技术
迄今人们一直关注的是，使用水性浆液作为研磨硬质材料组分诸如硬质碳化物和金属粘合剂的研磨介质。如下文所述，与在研磨浆液中使用溶剂诸如丙酮相比，使用水性研磨浆液存在某些固有的优势。Nebelung和Thiele于2009年11月26-27日在PowderMetallurgical Symposium at Hagen(哈根粉末冶金研讨会)上发表的名称为“Technologyof Aqueous Hard Metal Processing”(水性硬质金属处理的技术)的论文列出了多个涉及水性硬质金属处理的专利文献。其他涉及水性硬质材料处理的出版物包括Laarz等人的“Dispersng WC-Co powders in aqueous media with polyethylenimine”，International Journal of Refractory Metals&Hard Materials,18(2000),pp.281-286(“将碳化钨-钴粉末分散到具有聚乙烯亚胺的水性介质中”，《难熔金属与硬质材料国际杂志》，2000年，第18卷，第281-286页)和Doctoral Thesis from the Royal Institute ofTechnology,Stockholm,Sweden(2004)entitled“Aqueous Processing of WC-CoPowders”by Karin M.Andersson(来自瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院Karin M.Andersson的名称为“碳化钨-钴粉末的水处理”的博士论文)，该论文包括以下文章：Andersson和的“Oxidation and Dissolution of Tungsten Carbide Powder to Water”，International Journal of Refractory Metals&Hard Materials,18,pp.121-129(2000)(“碳化钨粉末在水中的氧化和溶解”，《难熔金属与硬质材料国际杂志》，2000年，第18卷，第121-129页)；Andersson和的“DI,VO Interactions of Tungsten Oxide andCobalt Oxide Surfaces Measured with Colloidal Probe Technique”，Journal of Colloid and Interface Science,246,pp.309-315(2002)(“用胶体探针技术测量的氧化钨和氧化钴表面的DI、VO相互作用”，《胶体与界面科学杂志》，2002年，第246卷，第309-315页)；Andersson和的“Effect of the Cobalt Ion and PolyethyleneimineAdsorption on the Surface Forces between Tungsten Oxide and Cobalt Oxide inAqueous Media”，Journal of the American Ceramic Society,85,[10],pp.2404-2408(2002)(“钴离子和聚乙烯亚胺吸附对水性介质中氧化钨和氧化钴之间的表面力的影响”，《美国陶瓷学会杂志》，2002年，第85卷，第10期，第2404-2408页)；Laarz、Jonsson和Andersson的“The Effect of Dispersant Addition and Binder Content on theProperties of Spray-Dried WC-Co Granules”，manuscript in preparation(“分散剂添加和粘合剂含量对喷雾干燥的碳化钨-钴颗粒的特性的影响”，准备稿)；Andersson和的“Density Measurements of Single Granules using the Atomic ForceMicroscope”，submitted to the Journal of the American Ceramic Society(“使用原子力显微镜测量单个颗粒的密度”，供稿给《美国陶瓷学会杂志》)；以及Andersson和的“Friction and Adhesion of Single Spray-Dried Granules containinga Hygroscopic Polymeric Binder”，submitted to Powder Technology(“包含吸湿聚合物粘合剂的单个喷雾干燥颗粒的摩擦力和粘合力”，供稿给《粉末技术》)。
一篇示例性专利文献是授予Foley等人的美国专利No.3,846,126(提交于1973年1月15日)，该专利公开了使用水作为溶剂和使用聚乙烯醇作为粘合剂。Foley等人的专利在第3栏第53-62行公开了其他粘合剂的使用，其中这些粘合剂包括樟脑、甲醇、对二氯苯、氯乙酸、萘、苯甲酸、邻苯二甲酸酐、甘油、阿克蜡C、以商品名Carbowax销售的环氧乙烷聚合物，以及合成树胶诸如丙烯酰胺和金属硬脂酸盐。在Foley等人的专利中，水是用于研磨的优选的载体，除非关注到氧含量的增加，在这种情况下教导溶剂的使用。当氧含量至关重要时，使用溶剂作为建议的组分。下文指出并讨论了其他专利文献。
授予Scheithauer等人的美国专利No.4,070,184关注于水溶性的相对长链的聚乙二醇添加剂的使用。Scheithauer等人的专利在第3栏第37-45行陈述了该专利与当时的现有技术之间的基本差异：
本发明是对现今用于制备碳化物等级粉末的最现代操作的改进。其涉及与通用操作偏离的三个基础和根本的方面。
1.与易燃的有机物不同，使用水作为研磨液。
2.不同于封闭系统，使用开式循环喷雾干燥系统。
3.使用水溶性的长链聚乙烯醇而不是石蜡作为混合助剂。本发明的方法的基本优势在于成本、安全性、操作灵活性和产品改良。
Scheithauer等人的专利在第5栏第36-46行描述了喷雾干燥方法：接下来，将浆液转移到喷雾干燥器加料槽。将其加热至约50℃并搅拌，同时添加Carbowax 6000。该添加通常为1-3％。就该等级而言，其优选地为2％。此时喷雾干燥处理开始。合适的喷雾干燥器为具有双流顶喷嘴雾化的Proctor-Schwartz喷雾塔。一些重要的干燥参数为20psi的气压、200℃-230℃的入口干燥温度和100℃-130℃的出口干燥温度。
公开了在硬质材料的研磨中使用水的另一个专利包括授予Benjamin等人的美国专利No.4,397,889(提交于1982年4月5日)。授予Benjamin等人的美国专利No.4,478,888在第4栏第33-54行公开了喷雾干燥：
可以使用可商购获得的喷雾干燥设备进行喷雾干燥。入口和出口空气温度应分别保持在约370℃和190℃以下，以防止浆液成分大量氧化或脱碳。在一定条件下进行喷雾干燥，以产生基本上由金属碳化物、金属粘合剂和蜡的团聚颗粒组成的团聚粉末混合物。团聚颗粒的尺寸范围通常为约20至约150微米。在喷雾干燥过程中，通常将浆液加热到约50℃并搅拌。合适的喷雾干燥器为具有双流顶喷嘴雾化的Protco-Schwartz喷雾干燥器。当水为研磨液时，典型的干燥参数可为20psi的气压、200℃-230℃的干燥温度和100℃-130℃的出口温度。当使用有机溶剂作为研磨液时，优选地在不存在空气的情况下进行喷雾干燥。喷雾干燥温度取决于溶剂的挥发性。可以通过筛选将喷雾干燥的团聚体分类，以获得所需的级分。
授予Penkunas等人的美国专利No.4,886,638提及了在用于制备硬质材料的浆液中使用水。授予Penkunas等人的美国专利No.4,902,471公开了具有有机添加剂的浆液(参见第3栏，第16-17行)：
有机化合物可为脂肪酸的酯。一些优选的酯为蜂蜡和巴西棕榈蜡。一些优选的脂肪酸为月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和它们的组合。
授予Penkunas等人的美国专利No.5,007,957(和授予Penkunas等人的美国专利No.5,045,277)提及了使用水和酯化的蜡(参见第2栏，第24-29行)：
形成该等级粉末的第一步是将粘合剂金属粉末与固体酯化蜡混合，以形成第一混合物。优选的蜡为纯蜂蜡、卡洛巴蜡、小烛树蜡和它们的组合，但可使用其他酯化的蜡。
授予Carroll的美国专利No.5,922,978在第4栏第10-16行公开了使用脱氧水作为具有优选的组合物的浆液的液体组分：
在最优选的实施例中，该方法包括在基本脱氧的水中混合碳化钨粉末、钴和上述有机粘合剂。碳化钨优选地具有亚微米粒径。钴优选地具有亚微米粒径。有机粘合剂优选地为石蜡。更优选地，有机粘合剂为以水乳剂形式提供的石蜡。
Carrol的‘978专利还提及了作为抗蚀剂的三乙醇胺(第4栏，第17-28行)：
根据第一粉末和附加组分，可以使用抗蚀剂，例如本领域中已知的那些(例如，可用于锅炉、机械加工和热交换器领域中的抗蚀剂)。如果添加抗蚀剂，则其应当是例如不妨碍由可压制粉末压制的部分的致密化的抗蚀剂。优选地，抗蚀剂不包含碱金属、碱土金属、卤素、硫或磷。抗蚀剂的例子包括在美国专利No.3,425,954、3,985,503、4,202,796、5,316,573、4,184,991、3,895,170和4,315,889中描述的那些。优选的抗蚀剂包括苯并三唑和三乙醇胺。
授予Carroll的美国专利No.6,245,288还使用脱氧水以避免氧吸收，并且还公开了喷雾干燥为优选的干燥方法。参见第4栏，第60-64行。
授予Kruse的欧洲专利申请1440956 A1(瑞典山高刀具公司(Seco Tools AB))关注于在水和/或醇中使用基于聚乙烯亚胺的高分子电解质。一般来讲，Kruse的专利申请公开了通过粉末冶金法制备基于碳化钨并具有基于钴或钴、镍和铁的组合或镍和铁的组合的粘结相的烧结碳化物团粒的方法，所述方法包括：在醇或水或它们的混合物中湿磨粉末和压制剂以形成浆液，通过喷雾干燥使浆液干燥以形成颗粒，压制颗粒以形成所需形状和尺寸的团粒，并且最后进行烧结。
授予Knünz等人的美国专利No.6,852,274以及其欧洲对应专利欧洲专利No.1 373586 B1公开了包括以下步骤的喷雾干燥处理：形成由硬质材料、金属粘合剂和水形成的可喷射浆液，并在没有水溶性长链聚乙二醇辅助的情况下喷射浆液。可喷射浆液的参数为：含水的可喷射浆液为液相，并且固体颗粒浓度在65-85重量％范围内。喷雾干燥的参数为：气体入口温度大体为160℃至220℃，气体出口温度在大体85℃至130℃的范围内，随浆液添加的水(升/小时)与喷雾塔的塔体积(m3)的比率在0.5和1.8之间，并且使得每m3的引入干燥气体雾化最多0.17kg浆液。授予Knünz等人的美国专利No.6,733,562(其具有欧洲对应专利欧洲专利No.1 373 585 B2)公开了形成由硬质材料、金属粘合剂和水组成的浆液所要求的方法，其中在形成浆液之后，该方法需要形成非水溶性压制剂和乳化剂以及水的乳液，然后将该乳液与浆液混合。
授予Bergstrom等人的美国专利No.6,656,976(其具有欧洲对应专利欧洲专利No.1 153 652 B1)涉及良好分散的基于碳化钨和基于钴的颗粒与水的混合物的浆液，其中一个特征是分散剂的其他组分包含0.1-10重量％的基于聚乙烯亚胺的高分子电解质。授予Grearson等人的美国专利No.7,387,658(其具有欧洲对应专利欧洲专利1 739 197 B1)公开了使用水和以下物质作为液体介质：等于或小于约90重量％的PEG(聚乙二醇)以及等于或大于约10重量％的长链(C≥20)脂肪酸的约1至约3重量％的压制剂、它们的酯和盐。授予Kruse的美国专利No.6,878,182公开了一种方法，该方法包括在水中湿磨粉末和压制剂，其中浆液被配制为包含0.02-0.06重量％的基于聚乙烯亚胺的高分子电解质在含有碳化钨和钴的烧结碳化物浆液中。
授予等人的美国专利No.7,539,637 B2涉及制备团聚的烧结碳化物粉末的方法，该方法包括优选地在包含水和/或醇或水和醇的混合物的研磨液中对包含一种或多种硬质成分粉末和金属粘合剂的粉末混合物以及压制剂进行湿磨，以及喷雾干燥浆液。在研磨之前，添加约0.05至约0.50重量％的复合成型剂和/或减小/增大pH的添加剂诸如三乙醇胺、氢氧化物或酸，以及约0.01至约0.10重量％的增稠剂。
授予Laarz等人的美国专利No.7,666,349 B2(欧洲专利No.1 806 175 B1是其对应专利)涉及凝胶注模成型烧结碳化物团粒的方法。该方法的一个步骤是形成碳化钨-钴的水性浆液。该专利文本在第4栏第22-27行给出了一般描述：
更具体地讲，根据本发明的方法包括浆液的形成，该浆液在水性介质中包含碳化钨-钴烧结碳化物粉末和分散剂，向该浆液添加单官能单体、交联剂和对于该体系合适的引发剂。
有关该方法的更多详细内容在第4栏第28-61行中陈述。
授予Puide的美国专利No.7,285,241 B2涉及注模或挤出硬质材料组分。该方法的一个步骤是在水、醇或它们的组合(优选地80重量％乙醇和20重量％水)中与环氧乙烷聚合物一起对原材料进行湿磨。更多详细内容在第2栏第55行至第3栏第2行中陈述。
授予Bruhn等人的美国专利No.7,303,722 B2公开了使用粉末注模或挤出法制备硬质金属制品的方法。该方法包括在水或醇或水和醇的组合中进行湿磨以及干燥浆液的步骤。该专利文本在第3栏第3-7行给出了关于湿磨的基本描述：
1.在水或醇或它们的组合(优选地80重量％乙醇和20重量％水)中与作为成粒剂的0.4-0.8重量％、优选地0.5-0.7重量％硬脂酸一起对原材料进行湿磨，以用于后续的喷雾干燥。
授予Qvick等人的美国专利No.6,363,951 B1公开了制备亚微米碳化钨刀具刀片的方法。该方法包括使用乙醇和水作为研磨液进行湿磨。参见第2栏，第23-35行。
授予山特维克公司(Sandvik AB)的PCT公开WO98/00256涉及喷雾干燥粉末混合物的方法，该方法包括喷雾干燥烧结碳化物浆液，该浆液由醇水溶液中的烧结碳化物粉末组成，该粉末包含硬质成分。第3页第31行至第4页第28行的文本描述了这种浆液。
授予山特维克公司(Sandvik Akiebolag)的欧洲专利No.0 963 454 B1涉及通过粉末注射成型制备烧结碳化物的方法。根据该专利，在烧结碳化物的研磨步骤中使用表面活性剂使得烧结部件中的孔隙率水平降低。表面活性剂可为在乙醇、丙酮、苯中与粉末混合的单脂肪酸，例如十六烷酸、十四烷酸、9,10十八烷酸、9,12辛二烯酸或9,12,5十八碳三烯酸。此外，表面活性剂可为某种有机金属化合物、硬脂酸锌或脂肪酸的对应醇诸如1-十六醇。其还可为胺，例如十八烷胺。所有这些表面活性剂可在乙醇中研磨。段落[0011]至[0015]提供了有关该方法的更多详细内容。
授予Quirmbach等人的美国专利No.7,531,022(其具有欧洲对应专利欧洲专利No.1 666 616 B1)公开了在制备基于硬质金属的粉末混合物的过程中使用液体的方法。该方法包括以下步骤：(a)提供由水和抑制剂组成的研磨液，其中抑制剂为聚乙烯基内酰胺或聚乙烯基内酰胺和蜡乳液的混合物；(b)提供由至少一种硬质金属组成的粉末金属；(c)在磨碎机中将所述液体与所述粉末金属混合，以形成湿润的粉末混合物；以及(d)在喷雾干燥装置中雾化所述湿润的粉末混合物，从而得到粉末混合物。
授予Boden等人的美国专利公开No.US2007/0259970 A1涉及在水和水性介质中分散和钝化粒状粉末的方法。水溶性聚乙烯胺和/或其初始产物例如聚乙烯甲酰胺用于将粒状粉末分散于水和/或水性介质中，而且用于在水中钝化非氧化性粒状粉末。
虽然上述文献显示了其他使用水作为研磨硬质材料的研磨介质，但使用水作为硬质材料诸如烧结(钴)碳化钨的研磨介质存在缺点。这些缺点包括水性浆液的硬质材料组分的氧吸收，水性浆液的硬质材料组分的过度沉淀和过度分离，以及促进所得的硬质材料粉末的压制的添加剂在硬质材料水性浆液中不够均匀分布。解决上述缺点中的一些，尤其是水性浆液的硬质材料组分的过度沉淀和过度分离以及促进所得的硬质材料粉末的压制的添加剂在硬质材料水性浆液中不够均匀分布，导致所得的硬质材料粉末的压实压力降低。压实压力的降低避免了坯件中的裂缝、凹点或任何其他压实缺陷。
因此，非常需要提供硬质材料诸如烧结(钴)碳化钨，以及由水性硬质材料研磨浆液制备此类烧结(钴)碳化钨的方法，其中浆液包含一种或多种添加剂，并且使硬质材料吸收的氧最小化。此外，非常需要提供硬质材料诸如烧结(钴)碳化钨，以及由水性硬质材料研磨浆液制备此类烧结(钴)碳化钨的方法，其中浆液的组分不经历过度沉淀或过度分离而导致所得的硬质材料粉末的压实压力降低，这有助于避免坯件中的裂缝、凹点或任何其他压实缺陷。另外，非常需要提供硬质材料诸如烧结(钴)碳化钨，以及由水性硬质材料研磨浆液制备此类烧结(钴)碳化钨的方法，其中可用于促进所得的硬质材料粉末的压制的添加剂均匀分散，从而导致所得的硬质材料粉末的压实压力降低，这有助于避免坯件中的裂缝、凹点或任何其他压实缺陷。
发明内容
本发明的一个形式是用于对水性浆液中的硬质材料粉末组分进行水性研磨的水乳液。水乳液包含氧化抑制剂，所述氧化抑制剂的含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0.6重量％和约1.4重量％之间；石蜡，所述石蜡的含量最高至水性浆液中硬质材料粉末组分的约2.75重量％；肉豆蔻酸，所述肉豆蔻酸的含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0.10重量％和约0.50重量％之间；并且剩余量为水。
本发明的另一个形式为制备用于研磨硬质材料粉末组分的水性浆液的水乳液的方法，该方法包括以下步骤：在加热条件下将含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0.6重量％和约1.4重量％之间的氧化抑制剂和水混合在一起，以形成氧化抑制剂-水混合物；将含量最高至水性浆液中硬质材料粉末组分的约2.75重量％的石蜡和含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0.10重量％和约0.50重量％之间的肉豆蔻酸熔融，以形成石蜡-肉豆蔻酸溶液；将氧化抑制剂-水混合物加入到石蜡-肉豆蔻酸溶液中，以形成预混乳液；以及混合预混乳液而形成水乳液。
本发明的另一个形式为制备硬质材料粉末组分的水性浆液的方法，该方法包括以下步骤：在加热条件下将含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0.6重量％和约1.4重量％之间的氧化抑制剂和水混合在一起，以形成氧化抑制剂-水混合物；将含量最高至水性浆液中硬质材料粉末组分的约2.75重量％的石蜡和含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0.10重量％和约0.50重量％之间的肉豆蔻酸熔融，以形成石蜡-肉豆蔻酸溶液；将氧化抑制剂-水混合物加入到石蜡-肉豆蔻酸溶液中，以形成预混乳液；混合预混乳液而形成水乳液；将水乳液和硬质材料粉末组分混合，其中硬质材料粉末组分包含硬质碳化物粉末和金属粘合剂粉末；向水乳液和硬质材料粉末组分的组合中添加水，以形成浆液；以及将该浆液研磨预选的时间，以形成经研磨浆液。
本发明的另一个形式为制备硬质材料粉末的方法，该方法包括以下步骤：在加热条件下将含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0.6重量％和约1.4重量％之间的氧化抑制剂和水混合在一起，以形成氧化抑制剂-水混合物；将含量最高至水性浆液中硬质材料粉末组分的约2.75重量％的石蜡和含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0.10重量％和约0.50重量％之间的肉豆蔻酸熔融，以形成石蜡-肉豆蔻酸溶液；将氧化抑制剂-水混合物加入到石蜡-肉豆蔻酸溶液中，以形成预混乳液；混合预混乳液而形成水乳液；将水乳液和硬质材料粉末组分混合，其中硬质材料粉末组分包含硬质碳化物粉末和金属粘合剂粉末；向水乳液和硬质材料粉末组分的组合中添加水，以形成浆液；将该浆液研磨预选的时间，以形成经研磨浆液；以及干燥经研磨浆液以形成硬质材料粉末，其中所述干燥在包括真空干燥和喷雾干燥的组中选择。
本发明的另一个形式为制备硬质材料制品的方法，该方法包括以下步骤：在加热条件下将含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0.6重量％和约1.4重量％之间的氧化抑制剂和水混合在一起，以形成氧化抑制剂-水混合物；将含量最高至水性浆液中硬质材料粉末组分的约2.75重量％的石蜡和含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0.10重量％和约0.50重量％之间的肉豆蔻酸熔融，以形成石蜡-肉豆蔻酸溶液；将氧化抑制剂-水混合物加入到石蜡-肉豆蔻酸溶液中，以形成预混乳液；混合预混乳液而形成水乳液；将水乳液和硬质材料粉末组分混合，其中硬质材料粉末组分包含硬质碳化物粉末和金属粘合剂粉末；向水乳液和硬质材料粉末组分的组合中添加水，以形成浆液；将该浆液研磨预选的时间，以形成经研磨浆液；干燥经研磨浆液以形成硬质材料粉末，其中所述的干燥在包括真空干燥和喷雾干燥的组中选择；以及将硬质材料粉末固结而形成硬质材料制品。
附图说明
以下是形成本专利申请的一部分的附图说明：
图1是针对通过不同制备方法制备的THM粉末等级的模具系数(DF)对于压制压力(吨/平方英寸(tsi))的曲线图；
图2是针对通过不同制备方法制备的GT30粉末等级的模具系数(DF)对于压制压力(吨/平方英寸(tsi))的曲线图；
图3是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的模具系数(DF)对于压制压力(吨/平方英寸(tsi))的曲线图；
图4是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的以奥斯特(Oe)为单位的矫顽力(HC)的箱线图；
图5是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的4πσ(μ-Tm3/kg)值的箱线图；
图6是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的比重(克/立方厘米[gr/cm3])的箱线图；
图7是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的维氏硬度(Hv30)的箱线图；
图8是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的制备态粉末(as-producedpowder)的氧含量(氧百分比)的区间图；
图9是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的制备态粉末的残余水分百分比的区间图；
图10是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的W.L.F.的箱线图；
图11是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末的模具系数(DF)对于压制压力(吨/平方英寸(tsi))的曲线图，其中一个方法使用丙酮作为研磨液(批号Cp 770)并且另一个方法使用水性浆液作为研磨液(批号FW302)；
图12是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末的模具系数(DF)对于压制压力(吨/平方英寸(tsi))的曲线图；
图13是针对GT30粉末等级批号FW-503A的压制和烧结之间的延迟(以天测量)与4πσ(μ-Tm3/kg)值的曲线图；
图14是针对GT30粉末等级的模具系数对于压制压力(吨/平方英寸(tsi))的曲线图，其中一个方法使用丙酮作为研磨液(批号Cp 1787)并且另一个方法使用水性浆液作为研磨液(批号FW 503A)；以及
图15是对制备进行比较得到的针对BN45粉末等级的以MPa为单位的横向断裂强度(TRS)的箱线图，其中一种方法使用丙酮作为研磨液(批号Cp341)而另一种方法使用水性浆液作为研磨液(批号FW 202)。
具体实施方式
本发明涉及硬质材料和由硬质材料粉末组分(例如，碳化物和金属粘合剂)的水性浆液制备硬质材料的方法。更具体地讲，本发明涉及硬质材料诸如烧结(钴)碳化钨，以及由硬质材料粉末组分(例如，碳化物和金属粘合剂)的水性浆液制备此类烧结(钴)碳化钨的方法，其中该浆液包含一种或多种添加剂。该硬质材料具有的特性满足或超出由基于溶剂的硬质材料浆液形成的硬质材料的那些特性。
在本发明中，硬质材料粉末包含烧结碳化钨等级，其中粘合剂为单独的钴或钴、镍和铬的组合。下表A示出了这些硬质材料等级的具体组合物和烧结材料的粒径。使用如ASTME112-10标准中所述的截线法测量平均粒径(微米(μm))。
表A
烧结碳化钨粉末等级的具体组合物
在使用钴、镍和铬的组合物中，钴和镍为主要元素，而铬的含量较小。
制备烧结碳化钨硬质材料粉末的方法包括两个基本部分。第一部分是形成水性浆液，其包含烧结碳化钨硬质材料粉末的组分。第二部分包括通过真空干燥或喷雾干燥来干燥水性浆液，以形成烧结碳化钨硬质材料粉末。作为替代形式，可仅使用DM水或与抗氧化剂(例如，METAMAX I-15)一起使用DM水作为研磨液，将硬质材料粉末在水性浆液中再加工。如本文所用，术语“DM水”意指脱矿质水或去离子水。可将再加工的水性浆液喷雾干燥，以形成再加工的硬质材料粉末。
参见包含烧结碳化钨硬质材料粉末的组分的水性浆液的形成，该方法的基本步骤如下。第一基本步骤是形成包含以下组分的蜡乳液：METAMAX I-15和肉豆蔻酸和IGI蜡以及DM水。作为一种替代形式，可使用三乙醇胺(TEA)代替METAMAX I-15作为氧化抑制剂(或抗氧化剂)。此外，可使用六亚甲基四胺代替METAMAX I-15作为替代的抗氧化剂或氧化抑制剂。六亚甲基四胺的学名为环六亚甲基四胺、乌洛托品和胺仿。
就这些组分的具体特性和特征而言，METAMAX I-15为胺在水溶液中的制剂，其具有以下特征：外观：清浊，无色液体；水溶性为在水中可无限制溶解；密度为大约1.05克/立方厘米(gm/cm3)，而水含量为大约88％。METAMAX I-15可在约200℃和约450℃之间的温度下分解。METAMAX I-15用于降低水性浆液中的硬质金属组分的氧吸收。METAMAX I-15在司马化工有限公司(Zschimmer&Schwarz GmbH Co.KG)的名称为“Oxidation inhibitor foraqueous preparation of hard metals”(《用于硬质金属的水性制备的氧化抑制剂》)的手册中有所描述，并且由德国拉恩施泰因的Max-Scharz-Strafle 3-5，邮编56112，司马化工有限公司(Zschimmer&Schwarz GmbH Co.KG,Max-Scharz-Strafle 3-5,56112,Lahnstein,Germany)以商品名METAMAX I-15销售。
肉豆蔻酸的IUPAC名称为十四烷酸并且为具有式C14H28O2的饱和14碳脂肪酸，并且分子量等于228.37092。在本文所述的具体例子中，肉豆蔻酸来源于默克公司(Merck andCo.)或西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Co.LLC)，并且可以名称肉豆蔻酸获得。肉豆蔻酸具有表面活性剂的功能。
IGI蜡为美国国际集团公司(International Group,Inc.,of USA)销售的全精炼石蜡。特定的IGI蜡为IGI蜡-1236。IGI蜡-1236的熔点等于约55.6℃。如上所述，DM水为脱矿质水或去离子水。
三乙醇胺(TEA)的IUPAC名称为2-[双(2-羟乙基)氨基]乙醇。其分子式为：C6H15NO3，分子量等于149.1882。
制备蜡乳液的第一步骤是将METAMAX I-15(氧化抑制剂)和DM水混合在一起。METAMAX I-15为液体形式，其中加热METAMAX I-15和DM水的混合物直至其温热，其为约50℃和约60℃之间的温度。加热固态的IGI蜡(石蜡)和固态的肉豆蔻酸直至它们熔融。一旦METAMAX I-15和DM水的溶液达到上述温度，一起添加METAMAX I-15-DM水溶液和IGI蜡-肉豆蔻酸(熔融的)溶液。此时，重要的是应注意，将METAMAX I-15-DM水溶液加入到IGI蜡-肉豆蔻酸(熔融的)溶液中，而不是颠倒地将IGI蜡-肉豆蔻酸(熔融的)溶液加入到METAMAX I-15-DM水溶液中。已发现，将IGI蜡-肉豆蔻酸(熔融的)溶液加入到METAMAX I-15-DM水溶液中的颠倒过程无法导致乳液的成功形成。因此，添加组分以形成乳液的顺序对成功形成乳液是重要的。一旦将全部METAMAX I-15-DM水溶液加入到IGI蜡-肉豆蔻酸溶液中，用高速搅拌机混合乳液。然后根据其中将使用蜡乳液的具体应用，将余量的DM水加入到混合乳液中。
下表B示出了用于立式磨机或球磨机的蜡乳液的具体组合物。
表B
使用1千克(kg)硬质材料粉末组分的用于立式磨机和球磨机的蜡乳液的示例性组 成
表C
使用250千克(kg)硬质材料粉末组分的用于立式磨机的蜡乳液的示例性组成
参见表B和表C，术语“按粉末重量计”意指硬质材料组分的重量，其中这些硬质材料粉末组分包含一种或多种碳化物粉末和一种或多种粘合剂合金粉末。
仍然参见水性浆液的形成，首先将DM水(例如，全部DM水含量的约80％)加载进立式磨机或球磨机。然后将蜡乳液加载进立式磨机或球磨机。启动立式磨机或球磨机，并且将硬质材料组分(例如，粉末)加载进立式磨机或球磨机。将DM水加载进粉末，或者覆盖搅拌器或研磨球，其中添加DM水至预选的容积。将该浆液研磨预选的时间，然后通过排出泵卸载浆液并经过湿法筛分。
然后通过喷雾干燥器或真空干燥器处理筛分浆液，得到成品硬质材料(例如，烧结碳化钨)粉末。就具体工艺而言，使用三个不同的真空干燥器中的一个来干燥浆液。真空干燥器No.1(Nauta干燥器)是一次装料可干燥50千克(kg)浆液形式的碳化物粉末的真空干燥器。典型的干燥参数是：温度在约130℃至约140℃范围内；真空度等于约1托；加热和驻留的持续时间在约6小时和约8小时之间；并且搅拌器速度等于约20转/分钟(RPM)。
真空干燥器No.2(IKA干燥器)是由IKA制造的台式实验室旋转真空干燥器，其在一次装料可干燥至多500克(gm)浆液形式的碳化物粉末。典型的干燥参数是：温度在约160℃至约170℃范围内；真空度等于约0.5托；加热和驻留的持续时间等于约4小时；并且烧瓶旋转速度在约20RPM和约40RPM之间。
真空干燥器No.3(Ross干燥器)是一次装料可干燥250千克(kg)浆液形式的碳化物粉末的真空干燥器。典型的干燥参数是：温度在约125℃至约135℃范围内；真空度等于大于约-550mm Hg；加热和驻留的持续时间在约10小时和约12小时之间；并且搅拌器速度在约20RPM和约40RPM之间。
参见硬质材料粉末的烧结，表D示出了烧结和/或热等静压烧结(sinter-HIPping)参数。
表D
烧结和/或热等静压烧结参数
等级 烧结温度(℃) 烧结驻留时间(小时) 热等静压(温度和压力)
THM 1470-1500℃ 1小时 无
GT30 1390-1430℃ 1小时 无
BN45 1390-1430℃ 1小时 在1330-1340℃&1150-1250巴下
BN55 1390-1430℃ 1小时 在1330-1340℃&1150-1250巴下
BN65 1390-1430℃ 1小时 在1330-1340℃&1150-1250巴下
表D示出了以摄氏度(℃)测量的烧结温度的范围，在烧结温度下的时间(小时)，以及热等静压参数(温度(℃)和压力(巴))。
使用水性浆液处理特定批次的硬质材料，其中水性浆液经过干燥，从而生成硬质材料粉末。将硬质材料粉末固结(即，烧结或热等静压烧结)，以生成最终制品。表E至表I示出了不同批料的组合物。
表E
用于THM粉末等级的乳液的组合物
在表E至表I中(包括表I)，陈述“全部单独添加”意指将组分单独添加到研磨机中，并且术语“它们均以乳液形式使用”意指根据具体组分，将TEA-DM水溶液加入到IGI蜡-肉豆蔻酸(熔融的)溶液中以形成乳液，或者将METAMAX I-15-DM水溶液加入到IGI蜡-肉豆蔻酸(熔融的)溶液中以形成乳液。
就表E而言，当以体积百分比计时，添加剂组分的组成加注全部水性研磨浆液中存在的水量的体积百分比，并且重量百分比加注包含一种或多种碳化物粉末(即，碳化钨)和一种或多种粘合剂合金粉末(即，钴)的硬质材料粉末组分的含量的重量百分比。
表F
GT30粉末等级的浆液的特性
就表F而言，当以体积百分比计时，添加剂组分的组成加注全部水性研磨浆液中存在的水量的体积百分比，并且重量百分比加注包含一种或多种碳化物粉末(即，碳化钨)和一种或多种粘合剂合金粉末(即，钴)的硬质材料粉末组分的含量的重量百分比。
表G
BN55粉末等级的浆液的特性
就表G而言，当以体积百分比计时，添加剂组分的组成加注全部水性研磨浆液中存在的水量的体积百分比，并且重量百分比加注包含一种或多种碳化物粉末(即，碳化钨)和一种或多种粘合剂合金粉末(即，钴和镍以及铬)的硬质材料粉末组分的含量的重量百分比。
表H
BN45粉末等级的浆液的特性
就表H而言，以重量百分比为单位的添加剂组分的组成加注包含一种或多种碳化物粉末(即，碳化钨)和一种或多种粘合剂合金粉末(即，钴和镍以及铬)的硬质材料粉末组分的含量的重量百分比。
表I
BN65粉末等级的浆液的特性
就表I而言，以重量百分比为单位的添加剂组分的组成加注包含一种或多种碳化物粉末(即，碳化钨)和一种或多种粘合剂合金粉末(即，钴和镍以及铬)的硬质材料粉末组分的含量的重量百分比。
表J示出了由GT30粉末等级制成的烧结制品的选定特性。
表J
GT30粉末等级的固结制品的特性
在上表J中，Hc是以奥斯特为单位测量的矫顽力(HC)，4πσ以μ-Tm3/kg为单位测量，比重(Sp.Gr.)以克/立方厘米为单位测量，而维氏硬度(Hv30)(无单位)根据压痕技术进行测量。FW503A批料的所有特性均在本说明书范围内。可仅以DM水作为研磨溶剂对粉末进行重新研磨，以用于碳校正。
表K示出了由BN45粉末等级制备的烧结制品的特性，其中评估压制和烧结之间延迟天数的影响。
表K
浆液延迟对BN45等级的固结制品的特性的影响
在上表K中，Hc是以奥斯特为单位测量的矫顽力(HC)，4πσ以μ-Tm3/kg为单位测量，比重(Sp.Gr.)以克/立方厘米为单位测量，而维氏硬度(Hv30)无单位。表K示出当将粉末保持在具有所有添加剂的水性浆液中16天后，BN45等级粉末中不存在碳损失和氧吸收(根据磁饱和4πσ测量)。
图1、2、3、11、12和14为包括模具系数的曲线图，模具系数定义为模具直径与圆柱形测试样品的烧结后直径的比率。这基本上是沿着直径的相对于模具直径的收缩率。该图示出了收缩率对以TSI(吨/平方英寸)测量的压制压力的影响。该图还用于在具体模具系数下比较不同类型的粉末之间的压制压力。
参见图1，就THM粉末等级而言，在等于1.18的模具系数下，水研磨的(水性浆液)粉末批料(FW402和FW403和FW404)的压制压力(TSI)高于丙酮研磨的粉末(Cp2510)。就这些粉末而言，在相同的收缩率下用水研磨的粉末产生更高的压实压力。然而，在1.18的模具系数下，水研磨的粉末批料(FW405)的压制压力(TSI)低于丙酮研磨的粉末(Cp2510)。这些结果显示，水研磨的粉末FW405的压制行为不同于其他水研磨的粉末FW402、FW403和FW404。似乎这种区别是因为肉豆蔻酸的添加和以乳液形式使用所有添加剂。此外，应注意的是，使用METAMAX I-15而非TEA的粉末FW404的压制压力低于粉末FW402和FW403。概括地说，通过以乳液形式使用肉豆蔻酸和所有添加剂(即，IGI蜡、氧化抑制剂、肉豆蔻酸)降低了压制压力。还显现出，在1.18的模具系数下，用METAMAX I-15取代TEA导致更低的压制压力。可观察在其他模具系数下的相对压制压力，然后得出合适的结论。
参见图2(其涉及粉末等级GT30)，存在用丙酮处理过的两种粉末(F+Cp1763和F+Cp1769)。在等于1.18的模具系数下，水研磨的(水性浆液)粉末批料FW501的压制压力(TSI)比丙酮处理的粉末和另一种水性粉末FW502的压制压力都大。水研磨的粉末批料中的一者(FW502)的压制压力(TSI)低于丙酮研磨的粉末中的一者(F+Cp1769)并且相当于另一种丙酮研磨的粉末F+Cp1763。概括地说，就粉末FW502而言，压制压力通过以乳液形式使用肉豆蔻酸和所有添加剂(即，IGI蜡、氧化抑制剂、肉豆蔻酸)而降低。值得注意的是，一种水研磨的粉末(FW502)具有与一种丙酮研磨的粉末(F+Cp1763)相当的压制压力。参见图14(其也涉及粉末等级GT30)，在图14示出的所有模具系数下，与丙酮研磨的粉末批料Cp1787相比，水性研磨的粉末批料FW503A显示了降低的压制压力。FW503A包括通过仅使用水的水性研磨对FW503粉末批料进行再加工。
参见图3(其涉及粉末等级BN55)，在等于1.18的模具系数下，水研磨的(水性浆液)粉末批料(FW300)的压制压力(TSI)高于一种丙酮研磨的粉末(Cp738)并且低于另一种丙酮研磨的粉末(Cp725)。在相同的收缩率下，用水研磨的粉末得到与一种丙酮研磨的粉末相比更高的压实压力，并且在相同的收缩率下，得到与另一种丙酮研磨的粉末相比降低的压实压力。在不以乳液形式使用肉豆蔻酸和所有其他添加剂的情况下，水性研磨的粉末的行为类似于丙酮研磨的粉末。BN55等级与上述THM和GT30等级之间的主要区别在于在BN55的组合物中存在Ni和Cr，它们可能降低了粉末的氧化。
参见图11，对于等级BN55，在等于1.18的模具系数下，水研磨的(水性浆液)粉末批料(FW302)的压制压力(TSI)低于丙酮研磨的粉末(Cp770)。在相同的收缩率下，用水研磨的粉末导致了降低的压实压力。概括地说，通过以乳液形式使用METAMAX I-15和所有其他添加剂降低了压制压力。参见图12(其涉及BN55粉末等级)，与丙酮研磨的粉末F778相比，在粉末批料FW304和FW305中以乳液形式使用所有添加剂似乎获得了类似的结果。在等于1.18的模具系数下，水性研磨的粉末批料达到了低于丙酮研磨的粉末批料的压制压力。粉末批料的每一种以乳液形式使用METAMAX I-15和所有其他添加剂。
图4至图10涉及粉末等级BN55并且反映粉末等级的不同特性的测试。图4至图10示出了5个批次的BN55粉末等级的结果。FW302和FW303组合物以每批50千克研磨并且FW304、FW305和FW310组合物以每批250千克研磨。参见图4，在具有乳液的水性介质中处理的5个批次的矫顽力(Hc(奥斯特))均在合格范围内。因此，这些结果显示，由在具有乳液的水性介质中处理的批料制成的制品表现出该特性(即，矫顽力(Hc(奥斯特)))的满意范围，从而证明与基于溶剂的研磨介质相比，使用水性介质的有效性。
参见图5，在具有乳液的水性介质中处理的5个批次的磁饱和(4πσ(μ-Tm3/kg))均在合格范围内。因此，这些结果显示，由在具有乳液的水性介质中处理的批料制成的制品表现出该特性(即，磁饱和)的满意范围，从而证明与基于溶剂的研磨介质相比，使用水性介质的有效性。
参见图6，在具有乳液的水性介质中处理的5个批次的比重(Sp.Gr(g/cm3))均在合格范围内。因此，这些结果显示，由在具有乳液的水性介质中处理的批料制成的制品表现出该特性(即，比重)的满意范围，从而证明与基于溶剂的研磨介质相比，使用水性介质的有效性。
参见图7，在具有乳液的水性介质中处理的5个批次的维氏硬度(Hv)均在合格范围内。因此，这些结果显示，由在具有乳液的水性介质中处理的批料制成的制品表现出该特性(即，硬度)的满意范围，从而证明与基于溶剂的研磨介质相比，使用水性介质的有效性。
参见图8，在具有乳液的水性介质中处理的5个批次的氧含量百分比(％)均在合格范围内。因此，这些结果显示，由在具有乳液的水性介质中处理的批料制成的制品表现出该特性(即，氧含量)的满意范围，从而证明与基于溶剂的研磨介质相比，使用水性介质的有效性。
参见图9，在具有乳液的水性介质中处理的5个批次的残余水分百分比(％)均在合格范围内。因此，这些结果显示，由在具有乳液的水性介质中处理的批料制成的制品表现出该特性(即，残余水分)的满意范围，从而证明与基于溶剂的研磨介质相比，使用水性介质的有效性。
参见图10，在具有乳液的水性介质中处理的5个批次的重量损失率(W.L.F.)均在合格范围内。因此，这些结果显示，由在具有乳液的水性介质中处理的批料制成的制品表现出该特性(即，W.L.F.)的满意范围，从而证明与基于溶剂的研磨介质相比，使用水性介质的有效性。
参见图13(其涉及GT30粉末等级和批料FW503A)，表现出压制和烧结之间的延迟不影响4πσ(以μ-Tm3/kg测量)的值。保存在环境空气中的生压坯是稳定的，并且未观察到显著的碳损失。因此，这些结果显示，由在具有乳液的水性介质中处理的批料制成的制品表现出这些特性(即，磁饱和和碳损失)的满意范围，从而证明与基于溶剂的研磨介质相比，使用水性介质的有效性。
参见图15(其涉及BN45粉末等级、批料FW202)，表现出烧结制品的横向断裂强度(TRS)在水性研磨的粉末批料(FW202)和丙酮研磨的批料Cp341之间是类似的。因此，这些结果显示，由在具有乳液的水性介质中处理的批料制成的制品证明了与基于溶剂的研磨介质相比，使用水性介质的有效性。
变得显而易见的是，本发明提供了硬质材料诸如烧结(钴)碳化钨，以及由水性硬质材料研磨浆液制备此类烧结(钴)碳化钨的方法，其中浆液包含一种或多种添加剂，并且使硬质材料吸收的氧最小化。另外显而易见的是，本发明提供了硬质材料诸如烧结(钴)碳化钨，以及由水性硬质材料研磨浆液制备此类烧结(钴)碳化钨的方法，其中浆液的组分不经历过度沉淀或过度分离而导致所得的硬质材料粉末的压实压力降低，这有助于避免坯件中的裂缝、凹点或任何其他压实缺陷。此外，同样显而易见的是，本发明提供了硬质材料诸如烧结(钴)碳化钨，以及由水性硬质材料研磨浆液制备此类烧结(钴)碳化钨的方法，其中可用于促进所得的硬质材料粉末的压制的添加剂均匀分散，从而导致所得的硬质材料粉末的压实压力降低，这有助于避免坯件中的裂缝、凹点或任何其他压实缺陷。
本专利和本文确认的其他文献据此以引用方式并入本文。根据对本说明书的考虑或实施本文所公开的发明，本发明的其他实施例对于本领域的技术人员将是显而易见的。本说明书和实例仅是示例性的，无意限制本发明的范围。本发明的真实范围和精神由以下权利要求书指出。

Claims (20)

1.一种用于对水性浆液中的硬质材料粉末组分进行水性研磨的水乳液，所述水乳液包含：
氧化抑制剂，所述氧化抑制剂的含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.6重量％和1.4重量％之间；
石蜡，所述石蜡的含量最高至所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的2.75重量％；
肉豆蔻酸，所述肉豆蔻酸的含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.10重量％和0.50重量％之间；并且
剩余量为水。
2.根据权利要求1所述的水乳液，其中所述水乳液包括含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.8重量％和1.2重量％之间的所述氧化抑制剂；以及含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.13重量％和0.30重量％之间的所述肉豆蔻酸。
3.根据权利要求1所述的水乳液，其中所述水乳液包括含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.25重量％和0.75重量％之间的所述石蜡。
4.根据权利要求1所述的水乳液，其中所述水乳液包括含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.40重量％和0.60重量％之间的所述石蜡。
5.根据权利要求1所述的水乳液，其中所述水乳液包括含量等于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的1.0重量％的所述氧化抑制剂；含量等于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.50重量％的所述石蜡；含量等于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.15重量％的所述肉豆蔻酸；并且剩余量为水。
6.根据权利要求1所述的水乳液，其中所述水乳液包括含量等于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的1.0重量％的所述氧化抑制剂；含量等于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的2.50重量％的所述石蜡；含量等于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.15重量％的所述肉豆蔻酸；以及余量水。
7.根据权利要求1所述的水乳液，其中所述氧化抑制剂选自包括聚乙烯基内酰胺、三乙醇胺和六亚甲基四胺的组。
8.根据权利要求1所述的水乳液，其中所述水选自包括脱矿质水和去离子水的组。
9.一种制备用于研磨硬质材料粉末组分的水性浆液的水乳液的方法，所述方法包括以下步骤：
在加热条件下将含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.6重量％和1.4重量％之间的氧化抑制剂和水混合在一起，以形成氧化抑制剂-水混合物；
将含量最高至所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的2.75重量％的石蜡和含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.10重量％和0.50重量％之间的肉豆蔻酸熔融，以形成石蜡-肉豆蔻酸溶液；
将所述氧化抑制剂-水混合物加入所述石蜡-肉豆蔻酸溶液中，以形成预混乳液；以及
混合所述预混乳液，以形成所述水乳液。
10.根据权利要求9所述的制备水乳液的方法，其中在被加入到所述石蜡-肉豆蔻酸溶液中时，所述氧化抑制剂-水混合物处于50℃和60℃之间的温度。
11.根据权利要求9所述的制备水乳液的方法，其中所述石蜡的含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.25重量％和0.75重量％之间。
12.根据权利要求9所述的制备水乳液的方法，其中所述氧化抑制剂选自包括聚乙烯基内酰胺、三乙醇胺和六亚甲基四胺的组。
13.一种制备硬质材料粉末组分的水性浆液的方法，所述方法包括以下步骤：
在加热条件下将含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.6重量％和1.4重量％之间的氧化抑制剂和水混合在一起，以形成氧化抑制剂-水混合物；
将含量最高至所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的2.75重量％的石蜡和含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.10重量％和0.50重量％之间的肉豆蔻酸熔融，以形成石蜡-肉豆蔻酸溶液；
将所述氧化抑制剂-水混合物加入到所述石蜡-肉豆蔻酸溶液中，以形成预混乳液；
混合所述预混乳液，以形成水乳液；
将所述水乳液和硬质材料粉末组分混合，其中所述硬质材料粉末组分包含硬质碳化物粉末和金属粘合剂粉末；
向所述水乳液和硬质材料粉末组分的组合中添加水，以形成浆液；以及
将所述浆液研磨预选的时间，以形成经研磨浆液。
14.根据权利要求13所述的制备水性浆液的方法，其中所述石蜡的含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的0.25重量％和0.75重量％之间。
15.一种由硬质材料粉末组分制备硬质材料粉末的方法，所述方法包括以下步骤：
在加热条件下将含量介于所述硬质材料粉末组分的0.6重量％和1.4重量％之间的氧化抑制剂和水混合在一起，以形成氧化抑制剂-水混合物；
将含量最高至所述硬质材料粉末组分的2.75重量％的石蜡和含量介于所述硬质材料粉末组分的0.10重量％和0.50重量％之间的肉豆蔻酸熔融，以形成石蜡-肉豆蔻酸溶液；
将所述氧化抑制剂-水混合物加入到所述石蜡-肉豆蔻酸溶液中，以形成预混乳液；
混合所述预混乳液，以形成水乳液；
将所述水乳液和硬质材料粉末组分混合，其中所述硬质材料粉末组分包含硬质碳化物粉末和金属粘合剂粉末；
向所述水乳液和硬质材料粉末组分的组合中添加水，以形成浆液；
将所述浆液研磨预选的时间，以形成经研磨浆液；以及
干燥所述经研磨浆液以形成所述硬质材料粉末，其中所述干燥选自包括真空干燥和喷雾干燥的组。
16.根据权利要求15所述的制备硬质材料粉末的方法，其中当所述干燥为真空干燥时，所述石蜡的含量介于所述硬质材料粉末组分的0.25重量％和0.75重量％之间。
17.根据权利要求15所述的制备硬质材料粉末的方法，其中当所述干燥为喷雾干燥时，所述石蜡的含量最高至所述硬质材料粉末组分的2.75重量％。
18.一种由硬质材料粉末组分制备硬质材料制品的方法，所述方法包括以下步骤：
在加热条件下将含量介于所述硬质材料粉末组分的0.6重量％和1.4重量％之间的氧化抑制剂和水混合在一起，以形成氧化抑制剂-水混合物；
将含量最高至所述硬质材料粉末组分的2.75重量％的石蜡和含量介于所述硬质材料粉末组分的0.10重量％和0.50重量％之间的肉豆蔻酸熔融，以形成石蜡-肉豆蔻酸溶液；
将所述氧化抑制剂-水混合物加入到所述石蜡-肉豆蔻酸溶液中，以形成预混乳液；
混合所述预混乳液，以形成水乳液；
将所述水乳液和硬质材料粉末组分混合，其中所述硬质材料粉末组分包含硬质碳化物粉末和金属粘合剂粉末；
向所述水乳液和硬质材料粉末组分的组合中添加水，以形成浆液；
将所述浆液研磨预选的时间，以形成经研磨浆液；
干燥所述经研磨浆液以形成所述硬质材料粉末，其中所述干燥选自包括真空干燥和喷雾干燥的组；以及
固结所述硬质材料粉末以形成所述硬质材料制品。
19.根据权利要求18所述的制备硬质材料制品的方法，其中当所述干燥为真空干燥时，所述石蜡的含量介于所述硬质材料粉末组分的0.25重量％和0.75重量％之间。
20.根据权利要求18所述的制备硬质材料制品的方法，其中当所述干燥为喷雾干燥时，所述石蜡的含量最高至所述硬质材料粉末组分的2.75重量％。
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