JPH11512783A - 金属複合材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の方法にしたがって、Ｍｅ_n(ＮＯ₃)_mと、Ｍｅ_n(ＳＯ₄)_mと、低炭素または無炭素の含有量のＸ基好ましくはＭｅ−硝酸塩を含有する他類似のＭｅ_n−Ｘ_m配合物と、の少なくとも１種が溶解され、且つＯＨまたはＮＲ₃(ＲはＨまたはアルキル)の形の官能基を含む少なくとも１種の錯体形成剤を有する少なくとも１種の極性溶剤中で錯結合させる。硬質構成物質粉末が溶液に添加される。溶剤が蒸発され且つ残留粉末が不活性及び／または還元雰囲気で熱処理される。結果として、被膜硬質抗生物質粉末が得られ、加圧成形剤添加後に標準手法にしたがって加圧成形することができ且つ焼結される。

Description

【発明の詳細な説明】 金属複合材料の製造方法 本発明は超硬合金のような金属複合材料を製造する方法に関する。 米国特許第５，５０５，９０２号は、有機基を含有する少なくとも１種の鉄基 金属の金属塩を１種または複数種溶解し、且つ少なくとも１種の極性溶剤中で、 ＯＨまたはＮＲ₃（ＲはＨまたはアルキル）の形の官能基を含む少なくとも１種 の錯体形成剤と錯結合させることが開示されている。硬質構成物質粉末及び、任 意に、可溶性炭素源が、溶液に添加される。溶剤が蒸発されて、残留粉末が不活 性及び／または還元雰囲気中で熱処理される。結果として、被膜硬質構成物質粉 末が得られ、粉末は加圧成形剤の添加後に標準手法にしたがって加圧成形及び焼 結が行われ、バインダー相中に硬質構成物質を含有する固形物が得られる。 前記方法は、超硬合金のためには非常に狭い範囲に維持する必要のある所望炭 素含有量を得るために、大量（＞１ｋｇ）の被膜粉末の熱処理を、純粋水素中及 び／または必要以上に多くのガス流量でもって実施する必要があることが問題で ある。 すなわち、本発明の目的は、水素還元が本質的に省かれた上記米国特許の代替 方法を提供することにある。 本発明の方法にしたがい、上記特許の少なくとも１種の有機塩が、炭素を含ま ないかまたは僅かに含む塩で部分的にまたは完全に置き換えられる。 本発明にしたがう方法は次の工程を含み、Ｍｅが、Ｃｏ、Ｎｉ及び／またはＦ ｅ、好ましくはＣｏである。 １．Ｍｅ_n(ＮＯ₃)_mと、Ｍｅ_n(ＳＯ₄)_mと、少量の＜５ｗｔ−％好ましくは＜２ ｗｔ−％もっとも好ましくは無炭素含有量であるＸ基好ましくはＭｅ−硝酸塩を 含有する他の類似Ｍｅ_n−Ｘ_m配合物と、の少なくとも１種を、単独で、または、 カルボオキシレートと、アセチルアセトネートと、シッフ塩基のような有機基 好ましくはＭｅ−酢酸塩を含有する窒素のような有機基と、を含む少なくとも１ 種のＭｅ−塩とともに、 エタノール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミドまたはジメチルスルホキ シド、及びメタノール−エタノール及び水−グリコール好ましくはメタノールの ような溶剤の組合せ、のような少なくとも１種の極性溶剤の中に 溶解する。 低炭素または無炭素含有量のＭｅ−塩量は、Ｍｅ−塩総量で＞１０％好ましく は＞５０％にする必要がある。トリエタノールアミンまたは他の錯形成剤、特に 二つ以上の官能基即ちＯＨまたはＮＲ₃(ＲがＨまたはアルキル)を含有する分子 （０．１〜２．０モル錯形成剤／モル金属、好ましくは約０．５モル錯形成剤／ モル金属）が、攪拌中に添加される。 ２．ＷＣ、（Ｔｉ、Ｗ）Ｃ、（Ｔａ、Ｎｂ）Ｃ、（Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ）Ｃ、（ Ｔｉ、Ｗ）（Ｃ、Ｎ）、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＶＣ及びＣｒ₃Ｃ₂のような硬 質構成物質粉末が、好ましくは例えばジェット粉砕等によって解凝集させて、穏 やかな攪拌を行いつつ添加され、且つ温度を上昇させて溶剤の蒸発を促進させる 。混合物がさらに粘性を持ったときに、練り粉状の混合物が混練され、そしてほ とんど乾燥したときに穏やかに粉砕して蒸発を促進する（溶剤が介在することを 避けるため）。 ３．前工程で得られたばらばらにされた粉末塊が、不活性及び／ またはわずかに還元性の雰囲気で、約４００〜１１００℃好ましくは５００〜９ ００℃で熱処理される。十分に還元された粉末を達成するために、保持温度が必 要である。熱処理時間は、粉末ベッド厚さ、バッチサイズ、ガス組成及び熱処理 温度のような処理因子に影響され、実験によって決定する必要がある。窒素及び ／または水素を通常使用するが、ヘリウム及びアンモニア（または、それらの混 合物）を使用することができ、それによって、被膜の組成及び微細組織を変更す ることができる。 ４．熱処理のあと、被膜された粉末は、エタノール中で加圧成形剤とともにス ラリーへと単独で混合されるか、または、他の被膜された硬質構成物質粉末及び ／または被膜されていない硬質構成物質粉末及び／またはバインダー相金属、及 び可能であるならば炭素またはタングステンとともに混合され、所望の組成を達 成する。このスラリーは、その後乾燥され、加圧成形され、且つ通常の方法で焼 結され、バインダー相中に焼結された固形物状の硬質構成物質が得られる。 最良の溶剤の回収は、工業的製法に規模を拡大する場合は非常に重要である。 代わりに、加圧成形剤は、工程２にしたがって硬質構成物質粉末とともに添加 することができ、直接乾燥し、加圧し且つ工程３にしたがう条件を考慮して焼結 される。実施例１ ＷＣ−６％Ｃｏ超硬合金粉末混合物を、本発明にしたがい次の方法で製造した 。すなわち、 硝酸塩／酢酸塩の比が７対６の７２．６３ｇの硝酸コバルト六水和物（Ｃｏ( ＮＯ₃)₂・６Ｈ₂Ｏ）及び６２．２６ｇの酢酸コバル ト四水和物（Ｃｏ(Ｃ₂Ｈ₃Ｏ₂)₂・４Ｈ₂Ｏ）の混合物を、８００ｍｌのメタノー ル（ＣＨ₃ＯＨ）に溶解した。３６．１ｍｌのトリエタノールアミン（（Ｃ₂Ｈ₅ Ｏ）₃Ｎ（０．５モルＴＥＡ／モルＣｏ）を攪拌しつつ添加した。その後、ジェ ット粉砕したＷＣ粉末を５００ｇ添加し、且つ温度を約７０℃に上昇した。注意 深く攪拌を連続的に行い、その間に混合物が粘性を持つまでメタノールを蒸発さ せた。練り粉状の混合物を作り、それがほぼ乾燥したとき軽圧力でもって粉砕し た。 得られた粉末は、約１ｃｍ厚みの多孔質床の炉内で、種々のバッチサイズで焼 成され、且つ流れガス雰囲気（ガス流量：２０００リットル／ｈ）を変化させ、 １０℃／ｍｉｎの速度で７００℃まで加熱し、保持時間は３時間で、１０℃／ｍ ｉｎで冷却した。 粉末バッチはコバルト及び炭素に関して分析し、実施した熱処理プログラムの 結果を以下に要約する。 ＊化学量論的炭素含有量：５．７９重量％ 参照バッチを作成し、そして硝酸塩／酢酸塩の混合物の置き換えを除外し、１ ３４．８９ｇの酢酸コバルト四水和物（Ｃｏ(Ｃ₂Ｈ₃Ｏ₂)₂・４Ｈ₂Ｏ）だけを上 記にしたがい同一の熱処理を施した。粉末バッチはコバルト及び炭素に関して分 析し、実施した熱処理プログラムの結果を以下に要約する。 ＊化学量論的炭素含有量：５．７９重量％

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも鉄基金属Ｍｅで被膜した硬質構成物質粉末の製造方法であって 、 −Ｍｅ_n(ＮＯ₃)_mと、Ｍｅ_n(ＳＯ₄)_mと、低炭素または無炭素の含有量でＸ基好 ましくはＭｅ−硝酸塩を含有する他類似のＭｅ_n−Ｘ_mとの配合物と、の少なくと も１種を、単独で、または ＯＨまたはＮＲ₃(ＲはＨまたはアルキル)の形の官能基を含む少なくとも１種 の錯体形成剤を有する少なくとも１種の極性溶剤中に有機基を含有する少なくと も１種のＭｅ−塩とともに、 低炭素または無炭素の含有量でＭｅ−塩量が＞１０％、好ましくはＭｅ−塩総 量が＞５０％で、 溶解して溶液を形成し且つ錯結合する工程、 −硬質構成物質粉末を前記溶液に添加する工程、 −前記溶剤を蒸発させて前記粉末を回収する工程、 −前記粉末を不活性ガスまたはわずかに還元性の雰囲気で熱処理して、前記少 なくとも１種の鉄基金属で被膜された前記硬質構成物質粉末を得る工程、 を備える硬質構成物質粉末の製造方法。 ２．５ｗｔ−％Ｃ未満、好ましくは２ｗｔ−％Ｃ未満の低炭素または無炭素の 含有量でＭｅ−塩を特徴とする請求項１記載の方法。 ３．有機溶剤が、エタノール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメ チルスルホキシド、またはこれらの好ましくはメタノールの組合せ、を含むこと を特徴とする請求項２記載の方法。 ４．前記硬質構成物質粉末が、ＷＣ、（Ｔｉ、Ｗ）Ｃ、（Ｔａ、Ｎｂ）Ｃ、（ Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ）Ｃ、（Ｔｉ、Ｗ）（Ｃ、Ｎ）、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ｖ Ｃ及びＣｒ₃Ｃ₂またはこれらの組合せ を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 ５．前記熱処理が、４００〜１１００℃、好ましくは５００〜９００℃の温度 であることを特徴とする請求項１記載の方法。 ６．熱処理雰囲気が、窒素、水素、アルゴン、ヘリウム、アンモニアまたはこ れらの混合物を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 ７．被膜及び／または無被膜の硬質構成物質粉末及び／またはバインダー相金 属及び、可能なかぎり炭素またはタングステンとともに被膜粉末を混合すること によって、被膜粉末が混合物を形成し、且つ前記混合物を加圧成形して且つ焼結 して、緻密化固形物を形成することを特徴とする請求項１記載の方法。