SE519233C2 - Sätt att tillverka metallkompositmaterial för hårdmetall - Google Patents

Description

40 519z233 . . . . H 2. Pulver av hàrda beståndsdelar sàsom WC, (Ti,Ta,Nb)C, (Ti,W)(C,N), genom jetmalning, tillsättes under màttlig omröring och temperatu- (Ti,W)C, (Ta,Nb)C, företrädesvis väldeagglomererade, t ex. ren ökas för att päskynda avdunstningen av lösningsmedlet. När blandningen har blivit ganska viskös, knàdas den deglika bland- ningen och när den är nästan torr krossas den försiktigt för att underlätta avdunstningen (undvika inneslutningar av lösningsme- del). 3. Den lösa pulverklumpen som erhållits i föregående steg värmebehandlas i kvävgas och/eller vätgas vid omkring 400-llO0°C, företrädesvis 400-800°C. För att àstadkomma ett helt reducerat pulver behövs eventuellt en hàlltemperatur. Tiden för värmebehand- ling pàverkas av processfaktorer sàsom pulverbäddtjocklek, sats- storlek, gassammansättning och värmebehandlingstemperatur och mäste bestämmas genom experiment. En hàlltid för reducering av en 5 kg pulversats i en ren vätgasatmosfär vid 650°C i 60-120 minuter har befunnits lämplig. Kvävgas och/eller vätgas används normalt men Ar, NH3, CO och C02 (eller blandningar därav) kan användas varigenom sammansättning och mikrostruktur hos beläggningen kan pâverkas. 4. Efter värmebehandling blandas det belagda pulvret med ett pressmedel i etanol till en slurry antingen ensamt eller med andra pulver av belagda hårda beståndsdelar och/eller bindefasmetaller och/eller kol för att erhälla den önskade sammansättningen.

Slurryn torkas sedan, pressas och sintras pà vanligt sätt för att erhàlla en sintrad kropp av härda bestàndsdelar i en bindefas.

Exempel l En WC-0.9 vikt%Mo-10 vikt%Co-hàrdmetall tillverkades pä föl- jande sätt enligt uppfinningen: 3.70 g ammoniummolybdattetrahydrat (NH4)5 Mo7O24 x 4H2O upplöstes i 350 ml vatten (l.O6 g/100 ml lös- ning). 17.0 g koboltacetattetrahydrat (Co(C2H3O2)2 x 4H2O) till- sattes till lösningen. Till denna lösning tillsattes 7 g trietano- lamin ((C2H5O)3N) under omröring. Därefter tillsattes 200 g WC (dWC=2.l um) och temperaturen ökades till omkring 100 OC. Försik- tig omröring ägde rum kontinuerligt under tiden vattnet avdunstade tills blandningen hade blivit viskös. Den degliknande blandningen bearbetades och krossades med ett lätt tryck när den hade blivit nästan torr.

Det erhàllna pulvret brändes i en ugn i en porös bädd omkring l cm tjock i kvävgasatmosfär i en sluten behållare, uppvärmnings- 20 25 30 40 1519 233 -3 “_hastighet 10 °C/min till 500 OC, kompletterat med reduktion i vät- gas i 90 minuter, slutligen följt av kylning i kvävgasatmosfär med 10 OC/min. Inget kylningssteg mellan bränningen och reduktionsste- get användes.

Det erhàllna pulvret blandades med pressmedel i etanol med justering av kolhalten (sot), torkades, pressades och sintrades enligt standardförfarande för WC-Co-legeringar. En tät hàrdmetall- struktur med porositet A00 och hårdhet HV3=1400 erhölls.

Exempel 2 En WC-0.9 vikt%Mo-10 vikt%Co-hàrdmetall tillverkades pà samma sätt som i Exempel 1 men utan tillsats av koboltacetattetrahydrat (Co(C2H3O2)2 x 4H2O) och 1.7 g trietanolamin till lösningen. Samma resultat som i Exempel 1 erhölls.

Exempel 3 En WC-0.9 vikt%Mo-10 vikt%Co-hàrdmetall tillverkades pà samma sätt som i Exempel 1 men upplöstes i en lösning av 250 ml metanol + 100 ml vatten (l.06 g/100 ml lösning). Samma resultat som i Exempel 1 erhölls.

Exempel 4 En WC-0.9 vikt%Mo-10 vikt%Co-hàrdmetall tillverkades pà samma sätt som i Exempel 1 men upplöstes i en lösning av 100 ml etanol + 140 ml vatten (1.54 g/100 ml lösning). Samma resultat som i Exem- pel 1 erhölls.

Exempel 5 En WC-0.9 vikt%Mo-10 vikt%Co-hàrdmetall tillverkades pà samma sätt som i Exempel 1 men upplöstes i en lösning av 230 ml etanol + 20 ml vatten (1.48 g/100 ml lösning). En hàrdmetallstruktur med porositet A02, B04 erhölls.

Exempel 6 En WC-0.9 vikt%W-10 vikt%Co-hàrdmetall tillverkades pà föl- jande sätt enligt uppfinningen: 2.90 g ammoniummetatungstathydrat (NH4)5 H2W12O4O; H20 upplöstes i 350 ml vatten (0.83 9/100 ml lös- ning). 17.0 g koboltacetattetrahydrat (Co(C2H3O2)2 x 4H2O) till- sattes till lösningen. Till denna lösning tillsattes 6 g trietano- lamin ((C2H5O)3N) under omröring. Därefter tillsattes 200 g WC (dWC=2.1 um) och temperaturen ökades till omkring 100 OC. Försik- 20 30 519 233 4 tig omröring ägde rum kontinuerligt under tiden vattnet avdunstade tills blandningen hade blivit viskös. Den degliknande blandningen bearbetades och krossades med ett lätt tryck när den hade blivit nästan torr.

Det erhàllna pulvret brändes i en ugn i en porös bädd omkring 1 cm tjock i kvävgasatmosfär i en sluten behállare, uppvärmnings- hastighet 10 OC/min till 500 OC, kompletterat med reduktion i vät- gas i 90 minuter, slutligen följt av kylning i kvävgasatmosfär med 10 °C/min. Inget kylningssteg mellan avbrännings- och reduktions- steget användes.

Det erhàllna pulvret blandades med pressmedel i etanol med justering av kolhalten (sot), torkades, pressades och sintrades enligt standardförfarande för WC-Co legeringar. En tät härdmetall- struktur med porositet A00 och hårdhet HV3=14OO erhölls.

Exempel 7 En WC-0.9 vikt%W-10 vikt%Co-hàrdmetall tillverkades pà samma sätt som i Exempel 6 men utan tillsats av koboltacetattetrahydrat (Co(C2H3O2)2 x 4H2O) och 1.0 g trietanolamin till lösningen. Samma resultat som i Exempel 6 erhölls.

Exempel 8 En WC-0.9 vikt%W-10 vikt%Co-hàrdmetall tillverkades pà samma sätt som i Exempel 6 men upplöstes i en lösning av 175 ml metanol + 175 ml vatten (0.83 g/100 ml lösning). Samma resultat som i Exempel 6 erhölls.

Exempel 9 En WC-0.9 vikt%W-10 vikt%Co-hardmetall tillverkades pà samma sätt som i Exempel 6 men upplöstes i en lösning av 200 ml etanol + 100 ml vatten (0.97 g/100 ml lösning). Samma resultat som i Exempel 6 erhölls.

Exempel 10 En WC-0.9 vikt%W-10 vikt%Co-hàrdmetall tillverkades pä samma sätt som i Exempel 6 men upplöstes i en lösning av 200 ml etanol utan vatten (1.45 g/100 ml lösning). En hàrdmetallstruktur med hög porositet A04, B08 erhölls.

Claims (1)

1. 0 U 20 519 233 s Sätt att tillverka ett metallkompositmaterial omfattande Krav följande steg - upplösning av åtminstone ett oorganiskt metallsalt eller förening av åtminstone en metall från grupperna IV, V, och VI i det periodiska systemet eventuellt tillsammans med en eller flera organiska järngruppsmetallsalt i vatten och eventuellt åtminstone ett annat polärt lösningsmedel och komplexbindning av sagda me- tallsalt med åtminstone en komplexbildare omfattande funktionella grupper i form av OH eller NR3,(R=H eller alkyl) - tillsats av pulver av hårda beståndsdelar och eventuellt en löslig kolkälla till lösningen - avdunstning av lösningsmedlet - värmebehandling av det återstående pulvret i inert och/eller reducerande atmosfär för att erhålla sagda hårda be- ståndsdelspulver belagt med sagda åtminstone en av metallerna i grupperna IV, V, och VI av det periodiska systemet - tillsats av pressmedel ensamt eller med pulver av andra be- lagda hårda beståndsdelar och/eller kol för att erhålla den öns- kade sammansättningen till sagda belagd hårda beståndsdelspulver, pressning och sintring k ä n n e t e c k n a t av att sagda metall är Mo och/eller W och att metallsaltet föreligger i en mängd av <4 x 1O”3 x (vikt% H2O)2 g Me-salt / 100 ml lösning och minst 10 vikt% vatten i lösningen.