SE502931C2 - Metod för tillverkning av pulver för WC-hårdmaterial - Google Patents

Description

l5 20 30 bJ lfl 502 951 2 kobolt i den önskade sammansättningen styrd av reaktionsbeting- elserna filtreras och torkas genom värmning och utsätts däref- ter för reduktion och uppkolning för att erhålla ett WC-Co-kom- positpulver vari WC-kornstorleken vanligen är submikron.

Det har nu överraskande visat sig att det finns möjlighet att erhålla ett pulver innehållande kobolt och volfram blandade på atomär nivå på ett enkelt sätt genom att tillsätta APT, ett vitt pulver med den kemiska formeln (NH4)l0H2W12O42-x-H2O(x=4- ll), och kobolt(II)hydroxid ett ljusrött pulver med den kemiska formeln Co(OH)2 båda pulvren med en kornstorlek av omkring 0.1- till vatten. Viktförhållandet företrädesvis 20-50 %, helst omkring 20-30 %. Suspensionen rörs intensivt vid temperaturer 100 pm, företrädesvis l-10 um, pulver/vatten skall vara 5-60 %, från rumstemperatur till kokpunkten för suspensionen. APT och Co(OH)2 reagerar under bildning av en koboltwolframat-utfäll- ning varigenom den i början ljust ljusröda suspensionen blir mer ljusröd. Under reaktionen bildas gasformig ammoniak som lämnar suspensionen. Tiden till fullständig reaktion beror på temperaturen, koboltkoncentrationen, kornstorleken, omrörnings- hastigheten och pulver/vatten förhållandet etc. Reaktionen är färdig när färgen hos suspensionen har ändrats från vit/ljusröd till ljusröd. En mer noggrann bestämning av graden av omvand- ling måste göras med röntgendiffraktionsanalys_ Utfällningen filtreras bort, torkas och reduceras i vätgasatmosfär till ett fint, homogent metalliskt pulver innehållande intimt blandad kobolt och volfram. Denna blandning kan därefter karbureras an- tingen genom att blanda med kol eller i en kolinnehållande gas vid låg temperatur omkring ll00 OC till ett WC-Co-pulver med en typiskt submikron kornstorlek. Pulvret kan blandas med pressme- del, pressas och sintras till tät hårdmetall. Begynnelsemäng- derna av APT och kobolt(II)hydroxid väljs för att ge den önska- de sammansättningen hos det karburerade WC-Co-pulvret. Det har visat sig att Co-halter av omkring l-25 vikt-%, företrädesvis 3-15 vikt-%, detta område är även möjliga. lätt kan erhållas men sammansättningar utanför Denna process är ytterst enkel men en komplex kemi styr om- vandlingen. Lösligheten för APT är högre än lösligheten för ko- bolthydroxid i vatten. Det anses att upplösningen av APT på- 10 15 20 25 30 3 i 502 931 skyndar upplösningen av kobolthydroxid vid minskningen av lös- ningens pH. De upplösta koboltjonerna reagerar med det upplösta parawolframatet till det olösliga koboltwolframatet (ljusrött salt) rande i ytterligare upplösning av kobolt och en kontinuerlig omvandling av bade APT och Co(OH)2 till koboltwolframat (ett Processen är sàlunda självreglerande med en som faller ut ur lösningen. Mera APT upplöses dä resulte- ljusrött salt). överraskande hög reaktionshastighet vid förhöjd temperatur.

Metoden har beskrivits med hänvisning till kobolt men den kan även tillämpas pà nickel ensam eller i kombination med ko- bolt. I stället för kobolthydroxid (eller nickelhydroxid) kan andra basiska salt av kobolt (eller nickel) sàsom CoCO3 eller CoCl(OH) eller andra olosliga salt sàsom CoC2O4 anvandas ensamt Det homogena fina metallpulver enligt uppfinningen kan även användas i andra tillämpningar säsom material för katalys eller i material för legeringar med hög täthet.

Exempel l 100 g APT tillsattes med 5 g kobolt (II) hydroxid till 300 ml vatten i en 500 ml glasreaktor. Suspensionen omrördes med 250 rpm och värmdes till 90 °C för att reagera. Pulverprov tagna frän reaktionsblandningen analyserades med röntgendiff- raktion. vall Reaktionstid, % koboltwolframat min 30 85 60 95 90 100 120 100 10 15 20 25 30 502 951 4 Exempel 2 70 g APT tillsattes tillsammans med 5.4 g kobolt (II) hyd- roxid till 210 ml vatten i en 500 ml glasreaktor. Suspensionen omrördes vid 250 rpm och värmdes till kokning. Uppvärmningsti- Pulvret XRD analys den fràn rumstemperatur till kokpunkten var 16 min. filtrerades av efter 2 minzs kokning och torkades. visade en fullständig omvandling frän APT till koboltwolframat- saltet.

Exempel 3 70 g APT sattes tillsammans med 5.4 g kobolt (II) hydroxid till 210 ml vatten i en 500 ml glasreaktor omrörd vid 250 rpm.

Den omrörda suspensionen lämnades att reagera i 90 timmar.

Pulvret avskildes efter reaktionen genom centrifugering, tvät- tades med etanol och torkades vid 80 OC i tvä dagar. XRD-analys visade en fullständig omvandling frán APT till koboltwolframat- saltet.

Exempel 4 70 g APT och 5.4 g kobolt (II) hydroxid tillsattes tillsam- mans till 210 ml vatten i en 500 ml glasreaktor. Suspensionen omrördes vid 250 rpm och värmdes till kokpunkten. Tiden för uppvärmning frän rumstemperatur till kokpunkten (101 OC) var 15 efter 2 min vid kokpunkten, att min. Suspensionen lämnades, svalna till rumstemperatur. 0.53 g ammoniumvanadat (NH4VO3) 32 g tillsattes och ammoniumvanadat utfälldes tillsattes till suspensionen och upplöstes i lösningen. ammoniumacetat (NH4Ac) pà koboltwolframatpulvret. Co-W-V-saltet filtrerades och torkades vid 80 OC över natten.

Exempel 5 70 g APT, 5.41 g kobolt (II) tillsattes tillsammans till 210 ml vatten i en 500 hydroxid och 0.34 g krom (III) oxid (Cr2O3) ml glasreaktor. Suspensionen omrördes vid 250 rpm och värmdes till kokpunkten (101 OC). Tiden för uppvärmning fràn rumstempe- ratur till kokpunkten var 16 min. Temperaturen hölls vid kok- punkten i 3 timmar. Co-W-Cr-pulvret filtrerades av och torkades vid 80 OC över natten.

Claims (5)

1. 0 15 20 5 502 931 Krav l. Metod att framställa ett pulver innehållande volfram och kobolt och/eller nickel k ä n n e t e c k n a d av att APT och ett basiskt salt av kobolt och/eller nickel blandas i vatten, suspensionen omrörs för att reagera vid temperaturer från rums- temperatur till kokpunkten för lösningen varigenom en fällning bildas, metalliskt pulver. sagda fällning torkas och slutligen reduceras till ett

2. Metod enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a d av att sagda basiska salt är en hyd- roxid.

3. Metod enligt något av föregående krav k a n n e t e c k n a d av att dessutom åtminstone ett basiskt salt av en övergångsmetall är tillsatt till suspensionen.

4. Metod enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a d av att sagda salt av en övergångsmetall är ett salt av V, Cr och/eller Mo.

5. Metod enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a d av att sagda metalliska pulver vidare karbureras till att bilda ett pulver innehållande WC, kobolt och/eller nickel.