RU2211182C2 - Способ изготовления металлсодержащих композиционных материалов - Google Patents
Способ изготовления металлсодержащих композиционных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2211182C2 RU2211182C2 RU98123444/12A RU98123444A RU2211182C2 RU 2211182 C2 RU2211182 C2 RU 2211182C2 RU 98123444/12 A RU98123444/12 A RU 98123444/12A RU 98123444 A RU98123444 A RU 98123444A RU 2211182 C2 RU2211182 C2 RU 2211182C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- metal
- solution
- carbide
- salt
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
- C22C1/051—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для химической промышленности и может быть использовано при получении цементированных карбидов. Соль, по меньшей мере, одного металла подгруппы железа, содержащую органические группы, например тетрагидрат ацетата кобальта, растворяют в, по меньшей мере, одном полярном растворителе, например этаноле, метаноле, воде, ацетонитриле, диметилформамиде. К раствору добавляют нерастворимую соль или гидроксид металла подгруппы железа, например гидроксид кобальта. В полученную суспензию можно добавить 0,1-2,0 моля комплексообразователя - триэтаноламина, на 1 моль металла или растворимый источник углерода, например сахар. Вводят порошок упрочняющего компонента, например карбида вольфрама. Повышают температуру для испарения растворителя при перемешивании. Полученную порошкообразную массу термообрабатывают в инертной и/или восстановительной атмосфере. Порошок смешивают с агентом, облегчающим прессование, прессуют, спекают. Получают плотный цементированный карбид WC-Co. Изобретение позволяет регулировать содержание карбида и металла подгруппы железа, получать плотные цементированные карбиды с равномерной и однородной структурой, исключить отдельную стадию введения связующего. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.
Description
Данное изобретение относится к способу изготовления металлсодержащих композиционных материалов, таких как цементированный карбид.
В патенте США 5505902 описан способ, согласно которому одна или несколько солей, по меньшей мере, одного металла группы железа, содержащих органические остатки, растворяются в, по меньшей мере, одном полярном растворителе, например этаноле, метаноле, воде, и образуют комплекс с, по меньшей мере, одним комплексообразователем, содержащим функциональные группы в виде ОН или NR3 (R= H или алкил). К раствору добавляется порошок упрочняющего компонента, и может быть добавлен растворимый источник углерода. Растворитель выпаривают, а оставшийся порошок подвергают термообработке в инертной и/или восстановительной атмосфере. В результате получают порошок упрочняющего компонента с покрытием на основе, по меньшей мере, одного металла группы железа, который после добавления агента, способствующего прессованию, подвергают прессованию и спеканию стандартным методом с получением заготовки, содержащей упрочняющие компоненты в фазе связующего. Недостаток вышеупомянутого способа состоит в том, что раствор обычно содержит довольно небольшое количество металла группы железа, что приводит к необходимости применения больших объемов раствора и, следовательно, требуется длительное время для испарения при получении покрытия на порошке упрочняющего компонента с высоким содержанием связующего. Следовательно, обычно получается порошок упрочняющего компонента, содержащий менее 5% связующего, и к этому порошку добавляется порошок металлического связующего до достижения желаемого состава. Это требует дополнительной стадии и довольно тщательного перемешивания для получения однородной микроструктуры.
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование способа, описанного в патенте США 550590, а именно обеспечение необходимого содержания связующего без проведения дополнительных стадий процесса.
Эта задача решается благодаря добавлению в раствор кроме растворимых солей способной к восстановлению гидроокиси металлов группы железа, и при этом можно достичь равномерной и однородной структуры цементированного карбида.
Способ согласно данному изобретению включает следующие стадии, где Me= Co, Ni или Fe:
1. По меньшей мере одну соль или другое соединение металла, содержащее органические или неорганические группы, растворяют в, по меньшей мере, одном полярном растворителе, таком как этанол, метанол, вода, ацетонитрил, диметилформамид или диметилсульфоксид, или в смесях растворителей, например, метанол - этанол и вода - гликоль, предпочтительно, метанол и/или вода.
1. По меньшей мере одну соль или другое соединение металла, содержащее органические или неорганические группы, растворяют в, по меньшей мере, одном полярном растворителе, таком как этанол, метанол, вода, ацетонитрил, диметилформамид или диметилсульфоксид, или в смесях растворителей, например, метанол - этанол и вода - гликоль, предпочтительно, метанол и/или вода.
Можно добавлять при перемешивании комплексообразователь - триэтаноламин в количестве 0,1-2,0 моля комплексообразователя на 1 моль металла, предпочтительно, примерно 0,5 моля комплексообразователя на 1 моль металла.
2. В растворе затем суспендируют одну или несколько нерастворимых и восстанавливаемых органических или неорганических солей или других соединений металла, предпочтительно, гидроокись Me. Предпочтительно, чтобы размер частиц солей составлял менее 2 мкм.
3. Можно также добавлять сахар (С12Н22О11) или другой растворимый источник углерода, такой как другие типы карбогидратов и/или органические соединения, которые разлагаются с образованием углерода при температуре в интервале 100-500oС в неокислительной среде (<2,0 моля С/моль металла, предпочтительно, около 0,5 молей С/моль металла), и нагревать раствор до 40oС для улучшения растворимости источника углерода. Углерод используют для восстановления МеО, образовавшегося при нагревании и регулирования содержания углерода в порошке.
4. Порошок WC и, возможно, порошки других упрочняющих компонентов добавляют при умеренном перемешивании и для ускорения испарения растворителя повышают температуру. После того как смесь становится довольно вязкой, пастообразную смесь пластицируют при перемешивании и, когда она станет почти сухой, ее измельчают для того, чтобы облегчить испарение (избежать включений растворителя).
5. Рыхлый комок порошка, полученный на предыдущей стадии, термообрабатывают в атмосфере азота и/или водорода примерно при 400-1100oС, предпочтительно, при 400-800oС. Для получения полностью восстановленного порошка необходима постоянная температура. Время термообработки зависит от параметров процесса, таких как толщина слоя порошка, величина загрузки, состав газа и температура обработки, и должна определяться опытным путем, хорошо известным специалисту в данной области. Было установлено, что время, нужное для восстановления 5 кг порошка в среде чистого водорода при 500oС, составляет от 60-120 мин. Обычно используют азот и/или водород, но можно применять также Аr, NН3, СО и C2O (или их смеси), при этом состав и микроструктура порошка могут быть модифицированы.
6. Термообработанный порошок сам по себе или в смеси с другими упрочняющими компонентами и /или металлами, входящими в состав связующего, и/или углеродом смешивают с агентом, облегчающим прессование, в этаноле с получением композиции желаемого состава. Затем суспензию сушат, прессуют и спекают обычным способом с получением спеченной заготовки, представляющей собой смесь упрочняющих компонентов в связующем. Большую часть растворителя можно выделить.
По другому методу агент, облегчающий прессование, можно добавлять с порошком упрочняющего компонента на стадии 3, затем смесь сушат, прессуют и спекают.
Следующие примеры приведены для иллюстрации различных аспектов изобретения.
Изобретение описано на примере металлов группы железа. Очевидно, что можно применять и другие металлы VIII группы.
Пример 1
Цементированный карбид WC - 10% Co получают согласно данному изобретению следующим путем:
84 г тетрагидрата ацетата кобальта (Со(С2Н3O2)2•4Н2О) растворяют в 1200 мл метанола (СН3ОН). К раствору добавляют 126 г гидроокиси кобальта (Со(ОН)2). К этому раствору при перемешивании добавляют 30 г триэтаноламина ((C2H5O)3N). После этого добавляют 900 г WCwc(d=2,1 мкм) и повышают температуру до примерно 70oС. Во время испарения метанола до получения вязкой смеси осуществляют тщательное перемешивание. Пастообразную смесь измельчают при легком давлении до тех пор, пока она не станет почти сухой.
Цементированный карбид WC - 10% Co получают согласно данному изобретению следующим путем:
84 г тетрагидрата ацетата кобальта (Со(С2Н3O2)2•4Н2О) растворяют в 1200 мл метанола (СН3ОН). К раствору добавляют 126 г гидроокиси кобальта (Со(ОН)2). К этому раствору при перемешивании добавляют 30 г триэтаноламина ((C2H5O)3N). После этого добавляют 900 г WCwc(d=2,1 мкм) и повышают температуру до примерно 70oС. Во время испарения метанола до получения вязкой смеси осуществляют тщательное перемешивание. Пастообразную смесь измельчают при легком давлении до тех пор, пока она не станет почти сухой.
Полученный порошок обжигают до 500oС в печи в виде пористого слоя толщиной примерно 1 см в атмосфере азота в закрытом сосуде при скорости нагрева 10oС/мин с последующим восстановлением водородом в течение 90 мин и охлаждением в атмосфере азота со скоростью 10oС/мин. Между стадией обжига и стадией восстановления охлаждение не используют.
Полученный порошок смешивают с агентом, облегчающим прессование, в этаноле, регулируя содержание углерода (сажа), сушат, прессуют и спекают, используя обычный метод для сплавов WC-Co. Получают плотный цементированный карбид с пористостью А00 и твердостью HV3=1320. На чертеже показана микроструктура порошка до смешения при увеличении 5000Х.
Пример 2
Цементированный карбид состава WC - 10% Со получают точно так же, как в Примере 1, но без добавления триэтаноламина (С2H5O)3N) к раствору. Получают тот же результат, что и в Примере 1.
Цементированный карбид состава WC - 10% Со получают точно так же, как в Примере 1, но без добавления триэтаноламина (С2H5O)3N) к раствору. Получают тот же результат, что и в Примере 1.
Пример 3
Цементированный карбид состава WC - 10% Со получают так же, как описано в Примере 1, но вместо метанола (CH3OH) добавляют 1200 мл воды. Получают тот же результат, что и в Примере 1.
Цементированный карбид состава WC - 10% Со получают так же, как описано в Примере 1, но вместо метанола (CH3OH) добавляют 1200 мл воды. Получают тот же результат, что и в Примере 1.
Пример 4
Цементированный карбид состава WC - 1,0% ТаС - 0,3% NbC - 10% Со получают, как описано в Примере 1, но с добавлением 12,5 г (Ta, Nb) С (80/20). Получают плотный цементированный карбид с пористостью А00 и твердостью HV3= 1350.
Цементированный карбид состава WC - 1,0% ТаС - 0,3% NbC - 10% Со получают, как описано в Примере 1, но с добавлением 12,5 г (Ta, Nb) С (80/20). Получают плотный цементированный карбид с пористостью А00 и твердостью HV3= 1350.
Пример 5
Цементированный карбид состава WC - 1,0% TiC - 10% Со получают как в Примере 1, но с добавлением 20,0 г (W, Ti)C (50/50). Получают плотный цементированный карбид с пористостью А00 и твердостью HV3=1330.
Цементированный карбид состава WC - 1,0% TiC - 10% Со получают как в Примере 1, но с добавлением 20,0 г (W, Ti)C (50/50). Получают плотный цементированный карбид с пористостью А00 и твердостью HV3=1330.
Пример 6
Цементированный карбид состава WC - 10% Ni получают как в Примере 1, но с добавлением вместо тетрагидрата ацетата кобальта (Со(C2H3O2)2•4Н2O) и гидроокиси кобальта тетрагидрата ацетата никеля (Ni(C2Н3O2)2•4Н2О) и гидроокиси никеля (Ni(OH)2). Получают цементированный плотный карбид с пористостью А00 и твердостью HV3=1280.
Цементированный карбид состава WC - 10% Ni получают как в Примере 1, но с добавлением вместо тетрагидрата ацетата кобальта (Со(C2H3O2)2•4Н2O) и гидроокиси кобальта тетрагидрата ацетата никеля (Ni(C2Н3O2)2•4Н2О) и гидроокиси никеля (Ni(OH)2). Получают цементированный плотный карбид с пористостью А00 и твердостью HV3=1280.
Claims (3)
1. Способ изготовления порошкообразной смеси с упрочняющим компонентом, содержащей, по меньшей мере, один металл группы железа, включающий следующие стадии: получение раствора растворением, по меньшей мере, одной соли, по меньшей мере, одного металла группы железа, содержащей органические группы, в, по меньшей мере, одном полярном растворителе; добавление порошка упрочняющего компонента; получение порошкообразной массы испарением растворителя; термообработку порошка в инертной и/или восстановительной атмосфере с получением порошковой смеси, отличающийся тем, что в растворе суспендируют, по меньшей мере, одну нерастворимую, способную к восстановлению соль, по меньшей мере, одного металла группы железа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в раствор добавляют комплексообразователь, в качестве которого используют триэтаноламин.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что к раствору добавляют растворимый источник углерода.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9704847-4 | 1997-12-22 | ||
SE9704847A SE510749C2 (sv) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | Sätt att framställa ett metallkompositmaterial innehållande hårda partiklar och bindemetall |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98123444A RU98123444A (ru) | 2000-10-20 |
RU2211182C2 true RU2211182C2 (ru) | 2003-08-27 |
Family
ID=20409549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98123444/12A RU2211182C2 (ru) | 1997-12-22 | 1998-12-22 | Способ изготовления металлсодержащих композиционных материалов |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6352571B1 (ru) |
EP (1) | EP0927772B1 (ru) |
JP (1) | JP4267738B2 (ru) |
KR (1) | KR19990063282A (ru) |
CN (1) | CN1100891C (ru) |
AT (1) | ATE217031T1 (ru) |
DE (1) | DE69805151T2 (ru) |
IL (1) | IL127511A (ru) |
RU (1) | RU2211182C2 (ru) |
SE (1) | SE510749C2 (ru) |
ZA (1) | ZA9811663B (ru) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19901305A1 (de) | 1999-01-15 | 2000-07-20 | Starck H C Gmbh Co Kg | Verfahren zur Herstellung von Hartmetallmischungen |
GB2399824A (en) * | 2002-09-21 | 2004-09-29 | Univ Birmingham | Metal coated metallurgical particles |
SE529202C2 (sv) * | 2005-05-17 | 2007-05-29 | Sandvik Intellectual Property | Sätt att tillverka en agglomererad pulverblandning av en slurry och agglomererat pulver |
EP3309269A1 (en) | 2005-10-11 | 2018-04-18 | Baker Hughes Incorporated | Hard metal composite material for enhancing the durability of earth-boring and method for making it |
JP2007238979A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Daiken Kagaku Kogyo Kk | 金属粉体、その製造方法及び導体用ペースト |
CN102439181B (zh) | 2009-04-27 | 2016-01-20 | 山特维克知识产权股份有限公司 | 硬质合金工具 |
IN2013CH04500A (ru) | 2013-10-04 | 2015-04-10 | Kennametal India Ltd | |
EP3527306A1 (de) * | 2018-02-14 | 2019-08-21 | H.C. Starck Tungsten GmbH | Pulver umfassend beschichtete hartstoffpartikel |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2034678B (en) * | 1977-09-26 | 1982-07-28 | Hardwick W H Wace P F | Balls containing tungsten carbide |
SE504244C2 (sv) * | 1994-03-29 | 1996-12-16 | Sandvik Ab | Sätt att tillverka kompositmaterial av hårdämnen i en metallbindefas |
SE504730C2 (sv) * | 1994-11-16 | 1997-04-14 | Sandvik Ab | Metod att tillverka pulver av ett komplext ammoniumsalt av W och Co och/eller Ni |
SE9500473D0 (sv) * | 1995-02-09 | 1995-02-09 | Sandvik Ab | Method of making metal composite materials |
SE507211C2 (sv) * | 1995-09-29 | 1998-04-27 | Sandvik Ab | Sätt att tillverka ett belagt hårdämnespulver |
-
1997
- 1997-12-22 SE SE9704847A patent/SE510749C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-12-01 EP EP98850182A patent/EP0927772B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-01 AT AT98850182T patent/ATE217031T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-12-01 DE DE69805151T patent/DE69805151T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-04 US US09/204,354 patent/US6352571B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-10 IL IL12751198A patent/IL127511A/en not_active IP Right Cessation
- 1998-12-18 ZA ZA9811663A patent/ZA9811663B/xx unknown
- 1998-12-21 KR KR1019980056954A patent/KR19990063282A/ko not_active Application Discontinuation
- 1998-12-22 RU RU98123444/12A patent/RU2211182C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1998-12-22 JP JP37619898A patent/JP4267738B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-22 CN CN98125870A patent/CN1100891C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE9704847L (sv) | 1999-06-21 |
ATE217031T1 (de) | 2002-05-15 |
ZA9811663B (en) | 1999-06-18 |
CN1100891C (zh) | 2003-02-05 |
EP0927772B1 (en) | 2002-05-02 |
SE510749C2 (sv) | 1999-06-21 |
US6352571B1 (en) | 2002-03-05 |
IL127511A0 (en) | 1999-10-28 |
DE69805151T2 (de) | 2002-09-05 |
DE69805151D1 (de) | 2002-06-06 |
IL127511A (en) | 2001-10-31 |
CN1226608A (zh) | 1999-08-25 |
KR19990063282A (ko) | 1999-07-26 |
JPH11256207A (ja) | 1999-09-21 |
EP0927772A1 (en) | 1999-07-07 |
JP4267738B2 (ja) | 2009-05-27 |
SE9704847D0 (sv) | 1997-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2126311C1 (ru) | Способ изготовления металлических композитных материалов | |
JP4969008B2 (ja) | 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 | |
US5194237A (en) | TiC based materials and process for producing same | |
RU2211182C2 (ru) | Способ изготовления металлсодержащих композиционных материалов | |
JP4334017B2 (ja) | 複合材料およびその製造方法 | |
RU2206627C2 (ru) | Способ изготовления металлокомпозитного материала | |
EP0852526B1 (en) | Method of making metal composite materials | |
US20030097907A1 (en) | Methods of producing composite powders | |
EP1043411B1 (en) | Method of making metal composite materials | |
RU2164841C2 (ru) | Способ получения порошка тугоплавкого элемента с покрытием | |
곽재은 et al. | Nanodispersion-Strengthened Metallic Materials | |
RU98107645A (ru) | Способ получения металлических композиционных материалов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20050629 |
|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20060420 |
|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20061009 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091223 |