JP2003518195A - 粉末混合物と複合粉末、その製造方法、及び複合材料におけるその使用 - Google Patents
粉末混合物と複合粉末、その製造方法、及び複合材料におけるその使用Info
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Abstract
Description
粒子複合材料用の前駆体として、あるいは表面コーティング用の噴霧粉末として
使用される粉末混合物、及び複合粉末に関する。組成に関しては、これらの複合
粉末は、一方では高融点金属(例えば、W及びMoなどの)または硬質材料(例
えば、WC、TiC、TiN、Ti(C,N)、TaC、NbC及びMo2Cな
どの)またはセラミック粉末(例えば、TiB2及びB4Cなどの)を含んでなり
、他方では結合金属(例えば、Fe、Ni、Co、Cu及びSnなどの)または
これらの結合金属の混合結晶及び合金を含んでなる。
これらを使用することに関する。粒子複合物としての最も重要な用途は、硬質合
金、サーメット、重金属及び特別な電気的性質(接点及び表面材料)及び熱的性
質(ヒートシンク)を有する機能性材料である。
及び熱伝導性などのこれらの粒子複合物の有効な特性は、これらの相の性質と比
率のほかに、特に、これらの相の分散度、均一性及び形態(topology)により、ま
た構造欠陥(孔、不純物)により決定される。粒子複合物のこれらの構造特性は
、それ自身粉末前駆体とこれらの粉末金属の冶金加工(プレス、燒結)により決
定され、緻密な材料を与える。
の混合物を製造する種々な技術を含む。従来技術、これに関連する欠点及び本発
明のエッセンスが硬質合金とW/Cu及びMo/Cu複合物の例を用いて、一般
性を制約することなく記述される。
相焼結時にCoの中にWとCを溶解させることにより生成し、WC粒子を結合す
るCo/W/Cの共晶結合金属相(3−30モル%)を含んでなる粒子複合物で
ある。用途(鋼、鋳鋼及びねずみ鋳鉄、非鉄金属、コンクリート、石材及び木材
または磨耗及び建設部品用の切断工具)に依って、この硬質合金は、1〜15m
%の割合で炭化物を混合した、立方晶の(W,Ti)と(W,Ta/Nb)など
の更なる硬質材料相を含んでなることができる。この硬質合金が特に強い腐蝕性
の攻撃にさらされる場合には、Coベースの結合剤の全部あるいは一部は、Ni
、Cr(Fe)合金により置き換えられ、そして微粒の硬質合金では、例えばV
C及びCr3C2(≦1モル%)などのドーパント添加物を使用して、粒の成長と
構造形成を制御する。
ものであり、結合金属は、主として破壊靭性、熱衝撃安定性及び曲げ強度を決定
する。硬質合金は、特に、硬さと靭性の極めて有利な組み合わせ並びに高温安定
性と磨耗/腐食抵抗性により特徴付けられる。硬質材料粒子が結合金属中に完全
に分散した形で結合されるか、あるいは硬質材料と結合剤の2つの相互拡散相の
領域が結合金属含量の減少と共に生成することにより、これは達成される。燒結
の場合、この構造形成は、圧縮体の緻密化と平行して進行する。燒結工程時の緻
密化は、固相燒結の段階で70−85%の範囲で密度の増加が起こる。すなわち
このWC粒は、粘性流動する結合金属の作用の下にエネルギー的に優先した層の
中に移動し、そして濡れを提供する。例えば、GILLE,SZESNY,LE
1TNER;Proc.第14回国際プランセー(Plansee)セミナー,
2巻,Reutte 1997を見られたい。最終的に、W及びCのCo粒子と
結合金属の融液中への同時拡散により、この共晶組成物が得られる。次に、更な
る粒子転位と液体結合剤による孔の充填により、残りの15−30%の緻密化が
起こる。緻密化と構造形成の最終相は、オストワルド熟成(OSTWALD r
ipening)により生じる。すなわち、高溶解圧力により小さい硬質材料粒
子が液体結合剤中に溶解し、より大きな、隣接の硬質材料粒子上に再沈澱する。
この再溶解の結果、粒径が増加し、そして最終の硬質材料/結合剤の形態が決定
される。本発明に関して特に重要なのは、85%までの緻密化と構造形成が固相
燒結の段階で起こるという事実であり、そしてこれは、ひるがえって、前駆体、
すなわち複合粉末の性質と品質により大きく特徴づけられる。
l fur den Praktiker[実務家のための硬質合金],Dus
seldorf,1988に記述されている。最初に、硬質合金組成にしたがっ
て別々に製造された硬質材料と結合金属粉末を秤取し、混合し、粉砕する。硬質
合金のタイプに依って、このWC出発粉末は、0.5−50μmの範囲の粒径を
有するものであり、通常、若干凝集し、そして化学的純度を有しなければならな
い。WC粒径と3から30モル%の間の結合金属含量の変動によって、硬さ、靭
性及び耐摩耗性などの重要な特性は、大きく変えることができ、特定の用途に合
致させられる。
変換される。使用される粉砕液は、例えば、ヘキサン、ヘプタン、ベンジン、テ
トラリン、アルコールまたはアセトンなどの有機液体である。粉砕液と媒体(硬
質金属ボール)によって、粉末粒子の高分散分布が可能となるが、有機粉砕液で
あるにも拘わらず、湿気及びガスの吸収と粉末の酸化が起こり、粉末度と分散度
の増大と共に、程度が増大する。粉砕後、粉砕ボールを篩分けし、蒸発、乾燥し
、場合によっては顆粒とすることにより、この粉末混合物を粉砕液から分離する
。この粉砕は、主に磨砕機とボールミルで、時には振動ミルでも行なわれる。約
20年間業界で使用されてきた今日の乾燥の主要な形式は、同時に複合粉末を顆
粒化する不活性ガス下の噴霧乾燥である。乾燥し、場合によっては顆粒化したこ
の混合物をプレスし、押し出し、射出成形(MIM)により成形物とし、引続い
て燒結する。実際の緻密化工程では、脱ロウ、すなわちプレス助剤の追い出し、
そして脱酸素と予備圧縮のための予備燒結がその前にある。この燒結は、減圧下
、あるいは100バールまでの不活性ガスの圧力下、1350と1500°Cの
間の温度で行なわれる。
による混合物の製造(複合粉末の製造)に関して次の欠点を有する。 ・この工程は時間がかかり、エネルギー集約的で、高費用である。この粉砕時間
は、通常、磨砕機で8−15時間、ボールミルで50−120時間であり、そし
て有機粉砕液は、防爆プラント技術が必要であることを意味する。加えて、粉砕
容器の約20%の容積のみが粉末混合物により使用され、残りは何もない空間、
粉砕ボール及び粉砕液により占められるので、このプラント技術は極めてかさ高
のものである。 ・高価な粉砕ボール(硬質合金)と粉砕容器(V2A鋼)の磨耗によって、高コ
ストとこの混合物の汚染が引き起こされる。 ・湿気とガスの吸収の結果、粉末が酸化され、燒結挙動が妨害され、そして多孔
性となり、そのために性質、特に強度が損なわれることがあり得る。予備燒結及
び燒結時の相応して複雑な手段により、例えば緻密燒結の前にH2を用いる脱酸
素及び適当な脱ガスにより、これを抑えなければならない。 ・結合金属が延性である結果、粉砕時に解凝集し、あるいは更に細かく分散した
粉末だけでなく、それと対照的に、可塑変形し、成形されたフレークまたは他の
タイプの不利な形状が生じることもある。これは、特に良好な可塑変形性を有す
るfcc構造を有する結合金属の場合に適用され、その結果、燒結した硬質合金
中の不均質な結合剤分布と強さを低減する孔が生成し得る。 ・この湿式粉砕は、最良の場合には、完全な解凝集、一次粒子の部分的な破砕及
び粉末成分の均質で、微小分散な分布をもたらすことができる。しかしながら、
例えば結合金属(複合した球)による硬質材料粒子のコーティングなどの更なる
加工に有利である、特定の相形態を達成することは不可能である。
点により、種々の提案がなされ、これらの欠点を除くための技術が開発された。
結合金属のコーティングにより電解法で被覆することがGB−A346,473
において提案されている。しかしながら、この工程は、ハンドリングが不便なた
めに工業的規模には好適でなく、加えて、異なる金属は一般に異なる電気化学的
堆積ポテンシャルを有するために、硬質材料粒子に均質に混合された複数の金属
を適用することができず、単一の金属しか適用することができないという欠点を
有する。
4)は、可溶性コバルトあるいはニッケル塩の添加により還元性を有する、例え
ばエチレングリコールなどのポリオール中に硬質材料粒子を分散する方法を記述
している。溶媒の沸騰温度において、そして5時間の還元時間により、コバルト
またはニッケルが硬質材料粒子上に堆積する。実際、得られる複合粉末は、硬質
金属合金中で緻密な粒構造を生成する。しかしながら、添付のSEM写真は、そ
れぞれ一つの結合金属によるコーティングに3−5μmの直径を有する比較的に
粗い硬質材料粒子が使用されたことを示している。
には、1モルの金属成分当り5−40モルの還元剤の使用が必要とされ、反応(
アルカナール,アルカノン,アルカン酸)時に生成する揮発性化合物を留去しな
ければならない。望ましくない副生成物の廃棄と副生成物を含む大量の過剰な還
元剤の行方について情報は提供されていない。長い還元時間が必要であるために
、この方法の処理能力は制限される。これらの条件の結果、工程コストが不可避
的に高くなる。
るために、WO95/26843に記載のポリオールによる還元工程が改変され
ている。望ましくない副生成物の生成を抑制し、過剰のポリオールを再循環する
ことを可能とするために、金属の使用量基準で化学量論量のポリオールを消費し
た後、液相中での還元反応が停止される。この硬質材料/金属中間体を濾過し、
引続き550°Cと約24時間の極めて長い還元時間での水素下での乾燥手段に
より還元して、完成した複合粉末を得る。代替の態様においては、この硬質材料
は、Co含有あるいはNi含有水溶液中に懸濁され、アンモニアまたは水酸化物
の添加により、金属化合物は硬質材料粒子の表面上に沈澱する。この溶液を分別
した後、この中間体は水素下高温で還元される。水素下高温で極めて長時間この
中間体を後還元することにより、溶媒及び還元剤として使用される低減された量
のポリオールと副反応の抑制を補償しなければならない。
たは合金粉末に還元するか、あるいは溶媒中に分散された基質上に金属または合
金粉末を金属膜として沈澱させるために、同様にアルコールが使用されている。
使用される基質は、なかんずくガラス粉末、テフロン(登録商標)、グラファイ
ト、アルミニウム粉末及びファイバーである。
述されている。鉄族からの金属塩、例えば酢酸Coを極性溶媒、例えばメタノー
ル中に溶解し、例えばトリエタノールアミンなどの錯化剤を添加する。場合によ
っては、例えば、砂糖などの炭素キャリアーを添加することができる。良解凝集
された硬質材料をこの溶液中に分散し、引続いて溶媒を蒸発した後、金属含有有
機層より被覆する。引続く加熱工程の段階において、この硬質材料粒子の有機被
覆は、窒素及び/または水素下400−1100°Cで焼き尽くされ、次に、最
終段階において約700°Cで、好ましくは水素下で、そして120−180分
の焼成時間で複合粉末に還元される。水素の代わりに、他の還元性ガスあるいは
ガス混合物を使用することも可能である。このようにして生成した複合粉末を使
用して、孔のない粒構造を有する燒結体を慣用の条件下で得ることができること
が述べられている。この方法の欠点は、溶媒の比較的多い損失、相当する安全対
策と二重の熱処理、溶媒の蒸発時の高粘性混合物の取り扱いによる技術的な問題
、及び第1の加熱工程段階において有機被覆を焼き尽くす時の分解生成物の複雑
な精製/廃棄である。
を記述している。この方法によれば、例えばWとCoを好適な濃度と比率で含有
し、例えばメタタングステン酸アンモニウムと塩化コバルトから製造された水溶
液が最初に噴霧乾燥される。工程で生成した非晶質の前駆体粉末に、金属Wおよ
Coが原子レベルで混合される。引続いてH2/CH4、H2/CO及びCO/C
O2ガス雰囲気下で炭素熱還元及び浸炭を行う時、20−50nmの粒子寸法を
有する微結晶性のWC粒子が生成するが、これらの粒子は高度に凝集し、コバル
ト領域による浸透を受け、あるいはコバルト領域と結合し、そして中空ボール形
状の集合体として約70μmの直径を有する。このWC及びCo粒子はこの噴霧
転化工程では別々に生成せず、この工程の終わりでは既に混合物の形になってい
るが、それにも拘わらず、相分布の均質性と特にプレス及び収縮挙動を改善する
ために粉砕が必要である。しかしながら、これらの複合粉末の決定的な欠点は、
工程に関連する技術的な理由により必要である低浸炭温度(≦1000°C)の
結果、高欠陥のWC結晶格子が生成し、ひるがえって、その結果、燒結時に強い
粒成長が起こることである。結合金属の存在により、更に完全な結晶格子を形成
するために浸炭温度を上げることは不可能である。なぜならば、そうでないとす
れば、燒結工程がWCとCoの間で既に始まるであろうからである。
は、硬質合金複合粉末について最近記述された特許と類似の方法がW/Cu複合
粉末とそれから製造された複合材料について記述されている。5−30モル%の
Cuを含有するこれらのW/Cu複合物は、電気接点とスイッチに、あるいはヒ
ートシンクに使用され、多孔性Wの燒結したスケルトン体を液体Cuで含浸する
ことにより、従来、主として製造されてきた。引用された特許は、現時点で純粋
な粉末金属冶金工程になお関連する困難を低減し、改善されたW/Cu複合粉末
を使用することによって、この技術をブレークスルーとする一助とすることをク
レームしている。
て、最初に、W酸化物とCu酸化物粉末を相互に粉砕し、引続いてH2を用いて
金属混合物に還元する。US−A5,468,457及び5,470,549に
よれば、金属成分W及びCuの更に良好な混合を得るために、最初に、例えばタ
ングステン酸銅(CuWO4)のような複合酸化物が強熱により製造される。H2 を用いて引き続き還元する時、原子レベルで酸化物中に存在するWとCuの混合
物を使用して、金属混合物中に高分散したWとCuの領域または粒子を得る(W
とCuは相互に実質的に不溶である)。この工程によれば、粉末の粉末度と分散
度及びそれから製造されるW/Cu複合物は、含浸工程におけるよりも著しく良
好であるが、比較的に複雑で、費用のかかる工程により、すなわちタングステン
酸塩合成、還元及び粉末金属冶金の更なる加工によりこれが得られる。加えて、
例えば、メタタングステン酸アンモニウムなどの高価な出発材料を使用しなけれ
ばならない。
法はなお、工業的規模で実施することができず、及び/または不釣合いに大量の
還元剤を必要とし、多数の大量の望ましくない副生成物を生成し、そして長い工
程時間を必要とするという欠点を有する。この副生成物は、廃棄問題とコストが
発生する結果となる。この長い工程時間により、製品が高価となる。GB−A3
46,473によれば、結合金属による硬質材料粒子のコーティングなどの特別
な形態を達成することができるが、工程とコストの理由により工業的規模で実施
されたことはない。
既に含有している、最初に導入された懸濁液中で、所望の結合金属の粉末(相)
をシュウ酸塩として沈澱させることにより、極めて良好な均質性、分散度及びま
た場合によっては成分/相の特別な形態を有する複合粉末を製造することができ
ることがこゝに見出された。
C粒子と沈澱されたCo、Fe、Ni、CuまたはSn結合剤金属を有する多成
分の懸濁液が得られる。この反応生成物を、洗浄し、乾燥し、還元雰囲気下で熱
的に被覆し、次に、場合によっては凝集した後に、プレスし、更に複雑な粉砕な
しで燒結することができる。このように製造される燒結生成物は、多孔性、粒形
成及び機械的性質に関して慣用の工程により製造される製品に少なくとも同等で
あるか、あるいは優れている。
とも一つの第1のタイプの粉末と、結合金属、結合金属の混合結晶及び結合金属
の合金の群からの少なくとも一つの第2のタイプの粉末を含んでなる粉末混合物
または複合粉末の製造方法であって、第1のタイプの粉末の水性懸濁液中で水溶
性塩の形の前駆体化合物からシュウ酸塩として沈澱させ、母液を除去し、そして
金属に還元することにより第2のタイプの粉末を製造することを特徴とする方法
に関する。
たはレニウムなどの2000°C以上の融点を有する金属である。特に、モリブ
デンとタングステンが工業的な重要性を得ている。好適な硬質材料は、特に、場
合によっては炭化バナジウムと炭化クロムを添加した、炭化タングステン、炭化
チタン、窒化チタン、炭窒化チタン、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化モリブデ
ン及び/またはこれらの混合炭化金属及び/または混合炭窒化金属である。好適
なセラミック粉末は、特にTiB2またはB4Cである。更には、高融点金属、硬
質材料及び/またはセラミック粉末の粉末及び混合物を使用することも可能であ
る。
粉砕された粉末の形で第1のタイプの粉末を使用することができる。好適な結合
金属は、特に、コバルト、ニッケル、鉄、銅及びすず、ならびにこれらの合金で
ある。
前駆体化合物として使用される。好適な塩は、塩化物、硫酸塩、硝酸塩あるいは
複塩である。入手が容易であることにより、塩化物と硫酸塩が一般に好ましい。
モニウムもしくはシュウ酸ナトリウムなどの水溶性のシュウ酸塩である。このシ
ュウ酸成分は、水溶液または懸濁液として使用され得る。
水溶液中に懸濁し、このシュウ酸成分の水溶液または懸濁液を添加することがで
きる。更には、粉末の形のこのシュウ酸成分を攪拌して、第1のタイプの粉末を
含有する懸濁液とすることが可能である。
溶液または懸濁液中に懸濁し、そして第2のタイプの粉末用の前駆体化合物の水
溶液を添加することも可能である。この2つの懸濁液の混合またはこの溶液とこ
の懸濁液の混合は、好ましくは激しい攪拌により行なわれる。
去することにより、沈澱を連続的に行うことができる。更には、最初に第1のタ
イプの粉末を含有する懸濁液を導入し、そして第2の沈澱の相手方を導入するこ
とにより、沈澱をバッチで行うこともできる。沈澱反応器の容積にわたって均一
な沈澱を確保するためには、沈澱がこの溶解により起こる前に、このシュウ酸塩
成分を均一に分配することができるように、固体粉末の形のこのシュウ酸塩成分
を攪拌して、第1のタイプの粉末の懸濁液と第2のタイプの粉末のための前駆体
化合物の溶液とすることが有利であり得る。更には、固体シュウ酸塩成分の使用
の堆積(depot)作用により沈澱生成物に対する粒径を制御することもでき
る。
準で1.02から1.2倍の化学量論量で使用される。
.05モル/l、特に好ましくは0.6モル/lよりも大きく、特に好ましくは
0.8モル/lよりも大きくすることができる。
母液から分離される。濾過、遠心分離またはデカンテーションにより、これを行
うことができる。
に、分離した後脱イオン水による洗浄を行う。
物は、還元性気体雰囲気下、好ましくは350から650°Cまでの温度で処理
される。使用される還元性気体は、好ましくは水素または水素/不活性ガス混合
物、更に好ましくは窒素/水素混合物である。この操作においてこのシュウ酸塩
は、一部が還元を促進する気体成分(H2O,CO2,CO)に完全に分解され、
第2のタイプの粉末が金属に還元される。
たは静止床中で、例えば管状炉または回転管状炉または押し込み(push−t
hrough)炉中で還元性気体を流しながら行うことができる。また、固体/
ガス反応を行うのに好適である、例えば流動床炉などの所望のいかなる反応器も
好適である。
第2のタイプの粉末は、一部は分離した形(「粉末混合物」)であり、そして一
部は本質的に凝集体を形成せずに極めて均一な分布の相互に粘着した成分(「複
合粉末」)の形である。更なる処理をせずに、これらを加工することができる。
特に、電気工業において、この粉末は、燒結により、場合によっては燒結可能な
素地の製造に有機結合剤を使用して硬質合金、サーメット、重金属、金属結合ダ
イアモンド工具または機能性材料を製造するのに好適である。更には、これらは
、例えば熱あるいはプラズマ噴霧による部品及び工具の表面コーティングに、そ
して押出しまたは金属射出成形(MIM)による加工に好適である。
した5リットルの溶液中に5.02kgの炭化タングステン(タイプWC DS
80,H.C.Starckにより供給)を分散した。13リットルの脱イオン
水中の1.361kgのシュウ酸二水和物の溶液を一定の攪拌と共に室温で20
分の時間にわたって添加し、沈澱を完結させるために、この混合物を更に60分
間攪拌した。この沈澱物を吸引濾過器により濾過し、流出する濾液中に塩化物が
検出不能になるまで脱イオン水により洗浄し、引き続いて噴霧乾燥した。引続い
て、この噴霧乾燥した粉末を管状炉中水素下500°Cで90分間還元し、この
複合粉末の化学組成と物理的性質を測定した:Co9.51%;全C5.52%
;遊離C0.04%(DIN ISO3908による);O0.263%;FS
SS0.76μm(ASTM B330);レーザー回折法による粒径分布d1
0=1.01μm、d50=1.83μm、d90=3.08μm(ASTM
B822)。エネルギー分散評価(図2)によるSEM分析(図1)は、炭化タ
ングステン粒間のコバルトの均一分布を示す。
行った:150MPaのプレス圧力により素地を製造し、素地を減圧下20K/
分の速度で1100°Cまで加熱し、この温度で60分間保持し、20K/分の
速度で1400°Cまで更に加熱し、この温度で45分間保持し、1100°C
まで冷却し、この温度で60分間保持し、次に室温まで冷却する。この焼結体に
ついて次の物性を測定した:密度14.58g/cm3;保磁力19.9kA/
mまたは250Oe;硬さHV301580kg/mm2またはHRA91.7;
磁気飽和169.2Gcm3/gまたは16.9μTm3/kg;ASTMB27
6による多孔度A00 B00 C00(光学顕微鏡下200倍の倍率で視認可
能な多孔度がない)と欠陥のないミクロ分散した粒構造。この焼結体の線収縮を
19.06%と測定した。実施例2 代替の態様においては、2000gのタイプDS80(H.C.Starck
により供給)の炭化タングステンと1gのカーボンブラックを1.6リットルの
脱イオン水中の465.4gのシュウ酸二水和物の懸濁液中で60分間均一に分
散した。次に、893.4gのCoCl2・6H2Oを含有する2リットルのCo
溶液を迅速に添加し、そして沈澱を完結させるために、この混合物を更に10分
間攪拌した。この沈澱物を濾過し、流出液中で塩化物が検出不能になるまで脱イ
オン水により洗浄し、この混合物を噴霧乾燥し、引続いて、この噴霧乾燥した粉
末を管状炉の中で4容積%の水素と96容積%の窒素を含んでなる雰囲気中42
0°Cで90分間還元した。得られた複合粉末は、8.24%のCo、5.63
%の全炭素、0.06%の遊離炭素(DIN ISO3908による)、0.3
95%の酸素及び0.0175%の窒素を含んでいた。この物理的性質をFSS
S0.7μmと、そしてレーザー回折法による粒度分布をd10=0.87μm
、d50=1.77μm及びd90=3.32μmと測定した。SEM顕微鏡写
真は、SEIモードで良解凝集の混合物(図3)を示し、そしてエネルギー分散
方式評価で複合粉末中のコバルトの極めて均一な分布(図4)を示す。実施例1
におけるのと類似の条件下で硬質金属試験をこの粉末について行い、得られた焼
結体について次の物性を測定した:密度14.71g/cm3、保磁力19.1
kA/mまたは240Oe、硬さHV301626kg/mm2またはHRA92
.0、磁気飽和157.8Gcm3/gまたは15.8μTm3/kg、低多孔度
A00 B02 C00、及び均一なミクロ分散した粒構造。実施例3 357.7gのCoCl2・6H20、266.04gのNiSO4・6H20及
び180.3gのFeCl2・2H2Oを脱イオン水に溶解して、2リットルの混
合塩溶液を得、そしてタイプDS80(H.C.Starckにより供給)の2
kgの炭化タングステンと1gのカーボンブラックをその中に60分間分散した
。480.2gの(COOH)2・2H2Oを含有する5リットルのシュウ酸溶液
を沈澱剤として添加し、引続き、この混合物を更に10分間攪拌して、沈澱を完
結させた。次に、この混合物を濾過し、沈澱物を脱イオン水によりアニオンがな
くなるまで洗浄し、引続き管状炉の中で96容積%の窒素と4容積%の水素を含
んでなる雰囲気中500°Cで90分間還元した。主成分の炭化タングステンの
ほかに、得られた複合粉末は、3.60%のCo、2.50%のNi、2.56
%のFe、5.53%の全炭素、0.07%の遊離炭素、0.596%の酸素及
び0.0176%の窒素からなっていた。この粒度をFSSS0.7μmと測定
し、そしてレーザー回折法による粒度分布をd10=1.69μm、d50=3
.22μm及びd90=5.59μmと測定した。SEM分析は、良解凝集の複
合粉末(図5)を示し、Fe、Co及びNiが均一に分布していた(図6−8)
。実施例4 2kgのタイプDS80の炭化タングステンと1gのカーボンブラックを、3
00.4gのFeCl2・2H2Oと443.4gのNiSO4・6H20を含有す
る2リットルの溶液中に激しく攪拌しながら60分間分散した。FeとNiを沈
澱させるために、1.7リットルの脱イオン水中に溶解した489.3gの(C
OOH)2・2H2Oを添加し、沈澱を完結させるために、この混合物を更に10
分間攪拌した。この沈澱物を濾過し、アニオンがなくなるまで脱イオン水により
洗浄し、噴霧乾燥した。引続き、この前駆体粉末を管状炉の中で96容積%の窒
素と4容積%の水素の混合物中500°Cで90分間還元した。得られた複合粉
末は、次の化学組成を示した:4.46%のNi、4.26%のFe、5.52
%の全炭素、0.08%の遊離炭素、0.653%の酸素、0.0196%の窒
素、残余のタングステン。この粒度をFSSS0.74μmと測定し、そしてレ
ーザー回折法による粒度分布をd10=1.92μm、d50=3.55μm及
びd90=6.10μmと測定した。SEM分析は、良解凝集の粉末(図9)を
示し、FeとNiが均一に分布していた(図6及び11)。実施例5 1.6kgのタングステン金属粉末(タイプHC100,H.C.Starc
kにより供給)を3.05リットルの脱イオン水中の872gのシュウ酸二水和
物の懸濁液中に導入し、この混合物を15分間の攪拌時間にわたって均一に分散
した。6リットルの脱イオン水中の1.592kgのCuSO4・5H2Oの溶液
を添加し、沈澱を完結させ、懸濁液を均質化するために、得られた沈澱懸濁液を
更に30分間攪拌した。引続き、この沈澱物を濾過し、アニオンがなくなるまで
脱イオン水により洗浄し、次に噴霧乾燥し、そして管状炉の中で水素下、500
°Cで120分間還元した。得られた複合粉末は、0.37%の残存酸素含量に
加えて、80.78%のWと18.86%のCuからなっていた。粒度をFSS
S法により測定して1.12μmと求め、そしてレーザー回折法を用いる粒度分
布をd10=1.64μm、d50=5.31μm、d90=12.68μmと
求めた。SEM分析は、極めて微細粒の粉末(図12)とエネルギー分散方式評
価によりタングステン粉末マトリックス中の銅の均一な分布(図13)を示す。
Claims (11)
- 【請求項1】 高融点金属、硬質材料及びセラミック粉末からなる群からの
少なくとも一つの第1のタイプの粉末と結合金属、結合金属の混合結晶及び結合
金属の合金の群からの少なくとも一つの第2のタイプの粉末を含んでなる粉末混
合物または複合粉末の製造方法であって、シュウ酸塩として沈殿させ、母液を除
去し、そして金属に還元することにより第1のタイプの粉末の水性懸濁液中で水
溶性塩の形の前駆体化合物から第2のタイプの粉末を生成させることを特徴とす
る方法。 - 【請求項2】 使用される第1のタイプの粉末がMo及び/またはWなどの
高融点金属、及び/またはWC、TiC、TiN、Ti(C,N)、TaC、N
bC及びMo2C、などの炭化物あるいは窒化物の硬質材料、及び/またはその
混合金属の炭化物及び/またはTiB2またはB4Cなどのセラミック粉末である
ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 第2のタイプの粉末の前駆体を溶解した塩の形で含有する水
性懸濁液の中に第1のタイプの粉末を最初に導入し、そしてシュウ酸塩及び/ま
たはシュウ酸溶液をこの懸濁液に添加することを特徴とする、請求項1あるいは
2に記載の方法。 - 【請求項4】 第1のタイプの粉末をシュウ酸塩及び/またはシュウ酸溶液
の中に懸濁し、そして第2のタイプの粉末の前駆体をその水溶性塩の溶液の形で
この懸濁液に添加することを特徴とする、請求項1あるいは2に記載の方法。 - 【請求項5】 使用される該前駆体化合物がCo、Ni、Fe、Cu及び/
またはSnの水溶性化合物であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか
1項に記載の方法。 - 【請求項6】 該シュウ酸成分を第2のタイプの粉末の前駆体化合物を基準
にして、化学量論量の1から2倍、好ましくは1.02から1.2倍で使用する
ことを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項7】 該沈澱懸濁液が0.05から1.05モル/lのシュウ酸成
分の濃度を有することを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載の方
法。 - 【請求項8】 該沈澱が激しい攪拌により行なわれることを特徴とする、請
求項1から7のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項9】 第1のタイプの粉末と該沈澱物の混合物または複合物を該還
元の前に凝集させることを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の
方法。 - 【請求項10】 請求項1から9のいずれか1項に記載されたように製造さ
れた粉末混合物または複合粉末。 - 【請求項11】 硬質合金、サーメット、重金属、金属結合ダイアモンド工
具及び特別の電気及び/または熱特性を有する複合材料の製造、及び表面コーテ
ィングに対する請求項10に記載の粉末混合物または複合粉末の使用。
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