碾磨碳化物的方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及碾磨碳化物的方法及其應(yīng)用。在一方面，在此說明了用于碾磨碳化物的方法。碾磨碳化物的方法包括：將一種包含碳化物的微粒組合物放入一個包含碾磨介質(zhì)的器皿中并且將一種添加劑放入該器皿中，該添加劑經(jīng)歷蒸發(fā)或升華而在該器皿中提供一種非氧化性氣氛。這些碳化物顆粒通過該碾磨介質(zhì)在該非氧化性氣氛中被粉碎。
【專利說明】碾磨碳化物的方法及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于碾磨碳化物粉末的方法，并且特別地涉及對碳化物粉末的無溶劑碾磨。

【背景技術(shù)】
[0002]在生產(chǎn)碳化鎢的多種方法中，優(yōu)選的是通過添加受控量的炭黑來使鎢金屬滲碳。對炭黑含量的控制允許生產(chǎn)出具有微小過量的游離碳的化學(xué)計量碳化鎢。碳不足是不利的，因為它導(dǎo)致在最終燒結(jié)產(chǎn)品中形成脆性的艾塔(η)相。滲碳在1400至2600°C的溫度范圍內(nèi)在氫的存在下進行的。滲碳過程的溫度被嚴格控制并且總體上保持與實際的一樣低以避免在所形成的碳化鎢中的過量晶粒生長。所產(chǎn)生的經(jīng)滲碳的餅塊經(jīng)受碾磨和篩選操作以便提供具有合適粒度的碳化鎢粉末，以便與其他粉末種類相結(jié)合而產(chǎn)生不同的等級粉末(grade powder)。
[0003]例如，等級粉末可以包括與金屬粘結(jié)劑混合的和/或添加了其他過渡金屬碳化物如碳化鈦、碳化鉭和碳化鈮的碳化鎢。碳化鎢與金屬粘結(jié)劑的混合物經(jīng)受嚴格的碾磨以便使大的碳化物晶粒破碎并且以便使該金屬粘結(jié)劑分布在整個碳化物組合物中。碾磨典型地是通過球磨機或磨碎機來進行的，其中使用有機液體或溶劑來防止碳化物的氧化。例如可以將丙酮或庚烷的有機溶劑添加至碾磨轉(zhuǎn)鼓或磨碎機儲箱中以防止氧化。使用有機液體或溶劑可能使該碾磨工藝復(fù)雜化，因為此類液體可能是易燃的并且需要繁瑣的處理步驟。另夕卜，必須在碾磨完成之后將有機液體去除，因此對于生產(chǎn)等級粉末而言需要額外的處理步驟以及成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個方面，在此描述了用于碾磨碳化物的方法，在一些實施例中這些方法可以提供超過現(xiàn)有碾磨工藝的優(yōu)點。例如，在此描述的方法可以在沒有碾磨液體的情況下進行，同時在碾磨工藝的過程中充分地抑制碳化物氧化。從碾磨工藝中去除溶劑實現(xiàn)了多種效能，例如減少用于生產(chǎn)等級粉末的處理步驟并且因為消除了碾磨液體和相關(guān)聯(lián)的處理要求而產(chǎn)生節(jié)約。在此描述的用于碾磨碳化物的方法包括:將一種包含碳化物的微粒組合物放入一個包含碾磨介質(zhì)的器皿中并且將一種添加劑放入該器皿中，該添加劑經(jīng)歷蒸發(fā)或升華而在該器皿中提供一種非氧化性氣氛。這些碳化物顆粒通過該碾磨介質(zhì)在該非氧化性氣氛中被粉碎。在一些實施例中，通過該添加劑產(chǎn)生非氧化性氣氛避免了在該器皿中使用碾磨液體。另外，該添加劑能以足夠的量存在以便在該器皿中提供處于正壓力的非氧化性氣氛，由此阻擋環(huán)境空氣或氧氣的進入。
[0005]在另一方面,在此描述了用于制作黏結(jié)碳化物(cemented carbide)制品的方法。用于制造黏結(jié)碳化物制品的方法包括:將一種包含碳化物和金屬粘結(jié)劑的微粒組合物放入一個包含碾磨介質(zhì)的器皿中并且將一種添加劑放入該器皿中，該添加劑經(jīng)歷蒸發(fā)或升華而在該器皿中提供一種非氧化性氣氛。這些碳化物顆粒在該非氧化性氣氛中通過該碾磨介質(zhì)并且與該金屬粘結(jié)劑相關(guān)聯(lián)地被粉碎并且從該器皿中去除。該粉碎的微粒組合物被固結(jié)成一種生坯并且進行燒結(jié)以便提供該黏結(jié)碳化物制品。在一些實施例中，該燒結(jié)的碳化物制品經(jīng)受熱等靜壓以便進一步提高致密性。
[0006]在另外的一方面，在此說明了用于碾磨碳化物的設(shè)備。一種用于碾磨碳化物的設(shè)備包括一個器皿以及該器皿中的碾磨介質(zhì)。該器皿還包括一種添加劑，該添加劑經(jīng)歷蒸發(fā)或升華而在該器皿中提供一種非氧化性氣氛以便進行該碾磨操作。該添加劑能以足夠的量存在以便在該器皿中提供處于正壓力的非氧化性氣氛，由此阻擋環(huán)境空氣或氧氣的進入。
[0007]在下面的詳細說明中進一步說明這些和其他實施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1展示了與一種現(xiàn)有方法相比，根據(jù)在此說明的方法的一個實施例而生產(chǎn)的黏結(jié)碳化鶴。
[0009]圖2展示了與一種現(xiàn)有方法相比，根據(jù)在此說明的方法的一個實施例而生產(chǎn)的黏結(jié)碳化鶴。
[0010]圖3展示了與一種現(xiàn)有方法相比，根據(jù)在此說明的方法的一個實施例而生產(chǎn)的黏結(jié)碳化鶴。
[0011]圖4展示了與一種現(xiàn)有方法相比，根據(jù)在此說明的方法的一個實施例而生產(chǎn)的黏結(jié)碳化鶴。

【具體實施方式】
[0012]通過參考以下詳細說明和實例以及它們的上述和以下說明可以更容易地理解在此描述的實施例。但是，在此描述的元素、設(shè)備和方法并不限于在詳細說明和實例中提及的具體實施例。應(yīng)該認識到，這些實施例僅是本發(fā)明原理的展示。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出的許多修改和修正將是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易明白的。
_3] 1.碾磨碳化物的方法以及由其制成的黏結(jié)碳化物制品
[0014]在一個方面，在此說明了用于碾磨碳化物的方法。碾磨碳化物的方法包括:將一種包含碳化物的微粒組合物放入一個包含碾磨介質(zhì)的器皿中并且將一種添加劑放入該器皿中，該添加劑經(jīng)歷蒸發(fā)或升華而在該器皿中提供一種非氧化性氣氛。這些碳化物顆粒通過該碾磨介質(zhì)在該非氧化性氣氛中被粉碎。
[0015]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向具體的步驟，在此說明的一種方法包括將一種微粒組合物放入一個包含碾磨介質(zhì)的器皿中。該器皿的結(jié)構(gòu)細節(jié)可以取決于所使用的碾磨設(shè)備的類型。在一些實施例中，該器皿是球磨機的碾磨轉(zhuǎn)鼓。替代地，該器皿可以是與磨碎機相關(guān)聯(lián)的一個儲箱。該器皿可以具有與本發(fā)明的目的不矛盾的任何希望的形狀和容積。在一些實施例中，例如，該器皿具有至少5升或至少100升的容積。該器皿可以具有在5升至2500升的范圍內(nèi)的容積。器皿可以總體上由鋼(例如不銹鋼)或其他合金來構(gòu)造。在一些實施例中，器皿襯有陶瓷、塑料或橡膠。另外，可以將器皿置于殼內(nèi)以便在碾磨操作過程中管理溫度。
[0016]該器皿中的碾磨介質(zhì)可以具有與本發(fā)明的目的不矛盾的任何大小和幾何形狀。碾磨介質(zhì)可以是展示在3-50mm或8_30mm范圍內(nèi)的直徑的球形或不規(guī)則形狀。另外，碾磨介質(zhì)可以由各種不同的材料形成。例如，碾磨介質(zhì)可以是碳鋼、鉻鋼、不銹鋼、合金、包括碳化鎢在內(nèi)的碳化物、陶瓷、鋯或燧石。碳化鎢碾磨介質(zhì)可以是具有鈷或鈷合金粘結(jié)劑的黏結(jié)碳化鎢。此外，陶瓷碾磨介質(zhì)包括氮化硅、碳化硅、皂石、氧化鋁、氧化鋯增韌的氧化鋁和用氧化鎂、氧化釔或稀土穩(wěn)定的氧化鋯。
[0017]如在此說明的，將一種包含碳化物的微粒組合物添加至包含該碾磨介質(zhì)的器皿中。添加至該器皿中的微粒碳化物可以包括一種或多種過渡金屬碳化物。在一些實施例中，添加至該器皿中的微粒碳化物包括選自周期表的IVB-VIB族的過渡金屬的碳化物。例如可以將碳化鎢粉末添加至該器皿中以進行在此所述的碾磨操作。根據(jù)該等級粉末的所希望的組成參數(shù)，可以添加TiC、TaC和/或NbC粉末來與該器皿中的碳化鎢粉末相混合。另外，根據(jù)在此描述的方法可以將具有其他組成的陶瓷顆粒進行碾磨或粉碎。例如，根據(jù)在此描述的方法可以將多種金屬氮化物、碳氮化物和/或氧化物組合物進行碾磨。
[0018]另外，可以將金屬粘結(jié)劑作為該微粒組合物的一部分添加至該器皿中。適合的金屬粘結(jié)劑可以包括粉末狀的鈷或鈷合金。粉末狀的鈷合金可以包括鎳、鉻和/或鐵這些合金化元素。該微粒組合物可以包括量值是1-25重量百分比、余量為過渡金屬碳化物的金屬粘結(jié)劑。在一些實施例中，該微粒組合物包括選自表I中的量的金屬粘結(jié)劑以及余量的碳化物粉末。
[0019]表1-微粒組合物的金屬粘結(jié)劑含量
金屬枯結(jié)劑(wt.%)

2-20
[0020]5-15

6-12
1-5_
[0021]將一種添加劑也放入具有該微粒組合物和碾磨介質(zhì)的器皿中。該添加劑包括在被添加至該器皿中時經(jīng)歷蒸發(fā)或升華可操作來經(jīng)歷蒸發(fā)從而在該器皿中提供一種非氧化性氣氛以便進行該碾磨操作的一種組合物。在一些實施例中，該添加劑包括一種可操作來在室溫下或接近室溫下經(jīng)歷蒸發(fā)或升華的組合物。例如，添加劑可以包括固體二氧化碳(干冰)或液氮。當液氮被用作該添加劑時，該非氧化性氣氛也是惰性氣氛。
[0022]該添加劑可以在該器皿中以足夠的量存在以便提供處于正壓力的非氧化性氣氛，由此阻擋或排除環(huán)境空氣或氧氣的進入。在一些實施例中，該添加劑可以在該器皿中以足夠的量存在以便在該微粒碳化物的粉碎過程中提供處于1.05-1.2atm正壓力下的非氧化性氣氛。如在此進一步所述，該非氧化性氣氛的超過1.2atm的壓力可以通過該器皿的一個或多個通氣結(jié)構(gòu)來釋放。通過使用理想氣體定律或經(jīng)修改的理想氣體定律可以確定或大致確定在該碾磨操作過程中用于提供處于所希望的正壓力下的非氧化性氣氛的添加劑的足夠量。在一些實施例中，將過量的添加劑放入該器皿中以便補償該非氧化性氣氛在該碾磨工藝過程中的部分損失，該損失是來自該器皿中的泄露和/或由于溫度波動引起的通氣。
[0023]提供一種非氧化性氣氛可以避免在該器皿中使用碾磨液體。在此所述方法的一些實施例中，不將有機或無機碾磨液體添加至該器皿中并且在干燥環(huán)境中對這些碳化物顆粒進行粉碎。根據(jù)在此描述的方法進行無溶劑碾磨的能力消除了與使用有機和/或無機溶劑相關(guān)聯(lián)的多個問題和無效率事件，這些問題包括處理和處置的限制、碳化物干燥技術(shù)(例如噴霧干燥)、以及溶劑的成本。
[0024]通過所建立的非氧化性氣氛，該微粒碳化物通過該碾磨介質(zhì)被粉碎至所希望的粒度。在一些實施例中，例如，該微粒碳化物被粉碎至在1-10 μ m或1-5 μ m的范圍內(nèi)的平均粒度。該碾磨工藝的持續(xù)時間可以取決于若干個因素，這些因素包括:該碳化物的化學(xué)身份、經(jīng)碾磨的碳化物的希望粒度、所使用的碾磨設(shè)備的類型(球磨機、磨碎機)和/或該碾磨介質(zhì)的身份。在此描述的一些實施例中，碾磨進行了 10至50個小時或20至40個小時的時間。在該微粒組合物還包括金屬粘結(jié)劑的多個實施例中，該碾磨工藝進行了足以使該金屬粘結(jié)劑分布遍及該粉末碳化物的時間。該金屬粘結(jié)劑可以均勻地或基本上均勻地分布遍及該粉末碳化物。例如，碳化物顆?？梢员辉摲勰┙饘僬辰Y(jié)劑包覆。
[0025]還可以將一種壓制添加劑或潤滑劑添加至該器皿中。合適的壓制添加劑可以包括多種蠟，例如石蠟。壓制添加劑可以包覆這些碳化物顆粒從而進一步抑制氧化并且在生坯形成過程中有助于粉末固結(jié)。
[0026]在完成該碾磨工藝之后，將包含粉碎的碳化物顆粒和金屬粘結(jié)劑的微粒組合物從該器皿中去除。在無溶劑碾磨的實施例中，該微粒組合物的去除可以通過各種不同的方法(例如，振動或敲擊該器皿)來完成。在一些實施例中，在非氧化性氣氛下并且在沒有碾磨液體的情況碾磨的碳化物粉末沒有顯示出結(jié)塊或明顯的集聚。一旦被去除，則可以篩選該碳化物粉末和相關(guān)聯(lián)的金屬粘結(jié)劑以便提供具有所希望粒度的等級粉末。例如，可以使用篩孔尺寸900ΦΙΝ-4188)來篩選該碳化物粉末和相關(guān)聯(lián)的金屬粘結(jié)劑以便提供具有小于5 μ m粒度的等級粉末。
[0027]在生產(chǎn)黏結(jié)碳化物制品的過程中可以將該等級粉末固結(jié)成所希望的形狀。將等級粉末固結(jié)成所希望的形狀可以通過若干種技術(shù)來進行，這些技術(shù)包括單軸模口壓制、冷等靜壓、擠出或注射模制。所采用的固結(jié)技術(shù)可以取決于該黏結(jié)碳化物制品的類別或既定用途。例如，切削鑲片和采礦工具可以在50至150MPa的壓力下進行團塊壓制。另外，桿或線可以通過擠出工藝形成。固結(jié)的等級粉末還可以經(jīng)受生坯成形以便提供所希望形狀的制品O
[0028]隨后燒結(jié)該生坯以便提供該黏結(jié)碳化物制品。生坯可以在不與本發(fā)明的目的相矛盾的任何條件下進行燒結(jié)。例如，生坯可以在1350°C至1560°C的溫度下進行真空燒結(jié)。真空燒結(jié)可以與熱等靜壓(HIP)相結(jié)合從而提供一種燒結(jié)-HIP技術(shù)。在一些實施例中，作為一個燒結(jié)后操作來進行熱等靜壓。小心控制真空燒結(jié)過程中的加熱速率以便允許在孔隙關(guān)閉之前壓制添加劑/潤滑劑分解并且正確完成碳-氧脫氣反應(yīng)。總體上，燒結(jié)持續(xù)時間可以在15-120分鐘的范圍內(nèi)。將該黏結(jié)碳化物制品經(jīng)2-4小時冷卻至室溫并且從爐中移出?？梢詫⒃擆そY(jié)碳化物制品進一步機加工或經(jīng)受其他燒結(jié)后成形操作以便提供黏結(jié)碳化物制品的所希望的形狀、尺寸或光潔度。根據(jù)在此描述的方法生產(chǎn)的黏結(jié)碳化物制品可以是具有所希望的ANSI標準幾何形狀的端銑刀、鉆頭到或可轉(zhuǎn)位切削鑲片。另外，黏結(jié)碳化物制品可以是具有所希望形狀和大小的線、桿、?？?、球粒、卷材、磨損部件或其他任何機械部件。
[0029]根據(jù)在此描述的方法(包括無溶劑方法)生產(chǎn)的黏結(jié)碳化物制品可以展示出在表
I1-VI中所列出的硬度、矯頑力、磁飽和度、密度和平均燒結(jié)晶粒大小的值。
[0030]表I1-黏結(jié)碳化物制品的硬度(HV30)
硬度(HV30)_

700-900

900-1350

950-1050
[0031]900-1000

900-950

1230-1330

1250-1300

1300-1500
1500-1850_
[0032]HV30是指使用30公斤力的負載時的維氏硬度。在此所敘述的維氏硬度值是根據(jù)ASTM E384-材料的努普和維氏硬度的標準方法[Standard Method for Knoop and VickersHardness of Materials]來測定的。
[0033]表II1-矯頑力(Oe)
矯頑力(Oe)_

60-155

60-85
[_]60-70

125-155

125-135
45-350_
[0035]在此敘述的矯頑力值是根據(jù)ASTM B887-用于測定黏結(jié)碳化物的矯頑力(Hcs)的標準試驗方法[Standard Test Method for Determinat1n of Coercivity (Hcs) of CementedCarbides]來測定的。
[0036]表IV-磁飽和度(μ Tm3/kg)
磁飽和度(pTm^kg)

5-25
?！?0.5-14.5
[0037]

19.5-23.3

20-22

22-50_
[0038]在此敘述的磁飽和度值是根據(jù)ASTM Β886-12-用于測定磁飽和度的標準試驗方法[Standard Test Method for Determinat1n of Magnetic Saturat1n]來測定的。如本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員已知的，基于名義上純的Co粘結(jié)劑相，磁飽和度值可以在μ TmVkg與百分率之間進行轉(zhuǎn)換。例如，參見 Roebuck, B.Magnetic Moment (Saturat1n)Measurementson Hardmetals [對硬質(zhì)金屬的磁力矩(飽和度)的測量]，Int.J.Refractory Metals&HardMaterials [耐火金屬和硬質(zhì)材料國際期刊]，14 (1996) 419-424。
[0039]表V-黏結(jié)碳化物制品密度(g/cm3)
密度(g/cm3)_

11.0-13.8

13.8-14.5
[0040]13.8-14.2

13.9-14.1

14.2-14.5
14.5-15.3_
[0041]表V1-平均燒結(jié)晶粒大小(μ m)
平均燒結(jié)晶粒大小(μιη)
< 1-3
3-6
[0042]^ υ

3.5-6

2.0-3.0
6.0-8.0_
[0043]根據(jù)在此描述方法而生產(chǎn)的黏結(jié)碳化物制品的平均晶粒大小是根據(jù)ASTMEl 12-10-用于測定平均晶粒大小的標準測試方法[Standard Test Methods forDetermining Average Grain Size]中列出的線性截取法來測定的。
[0044]黏結(jié)碳化物制品可以具有前述特性的任何組合。例如，黏結(jié)碳化物制品可以展現(xiàn)出選自I1-VI中的硬度、矯頑力、磁飽和度、密度和平均燒結(jié)晶粒大小的組合。
[0045]11.用于碾磨碳化物的設(shè)備
[0046]在另外的一方面，在此說明了用于碾磨碳化物的設(shè)備。一種用于碾磨碳化物的設(shè)備包括一個器皿以及該器皿中的碾磨介質(zhì)。該器皿還包括一種添加劑，該添加劑經(jīng)歷蒸發(fā)或升華而在該器皿中提供一種非氧化性氣氛以便進行該碾磨操作。
[0047]適合用于在此所述的設(shè)備中的器皿和碾磨介質(zhì)可以具有以上的第I部分中所述的任何構(gòu)造和/或特性。在一些實施例中，例如，適合的器皿是球磨機的碾磨轉(zhuǎn)鼓或磨碎機的儲箱。另外，碾磨介質(zhì)可以由碳鋼、鉻鋼、不銹鋼、合金、包括碳化鎢在內(nèi)的碳化物、陶瓷、鋯或燧石形成。碳化鎢碾磨介質(zhì)可以是具有鈷或鈷合金粘結(jié)劑的黏結(jié)碳化鎢。此外，陶瓷碾磨介質(zhì)包括氮化硅、碳化硅、皂石、氧化鋁、氧化鋯增韌的氧化鋁和用氧化鎂、氧化釔或稀土穩(wěn)定的氧化鋯。
[0048]如在本文的第I部分中所述，在該設(shè)備的器皿中的添加劑包括一種組合物，該組合物經(jīng)歷蒸發(fā)或升華而在該器皿中提供一種非氧化性氣氛以便進行該碾磨操作。在一些實施例中，該添加劑包括一種可操作來在室溫下或接近室溫下經(jīng)歷蒸發(fā)或升華的組合物。例如，添加劑可以包括固體二氧化碳(干冰)或液氮。該添加劑可以在該器皿中以足夠的量存在以便提供處于正壓力下的非氧化性氣氛，由此阻擋或排除環(huán)境空氣或氧氣的進入。例如，該添加劑可以在該器皿中以足以提供處于1.05-1.2atm正壓力下的非氧化性氣氛的量存在。該設(shè)備可以包括通氣結(jié)構(gòu)以用于緩和在碾磨工藝過程中的壓力累積。在一些實施例中，該器皿包括用墊片密封的一個或多個通氣孔。當該器皿中的壓力超過一個預(yù)定值時，這些通氣孔打開以排出多余壓力。
[0049]在以下非限制性實例中進一步展示這些和其他實施例。
[0050]實例I
[0051]將碳化鎢(WC)和金屬粘結(jié)劑的微粒組合物在非氧化性的CO2氣氛中、在不存在碾磨液體的情況下根據(jù)表VII的參數(shù)進行球磨(轉(zhuǎn)鼓容量8L)。如在此說明的，該非氧化性的CO2氣氛是通過如表VII中所列出的向磨機轉(zhuǎn)鼓添加干冰(固態(tài)CO2)來提供的。
[0052]表VI1-WC粉末和金屬粘結(jié)劑的無溶劑球磨
[0053]
微粒組合物 WC 金屬粘結(jié)劑批次大添加的固蜻類塑(%)碾磨球碾磨球直徑碟磨時間
(批號) (t ) (wt%) 小態(tài)(:()2fe)(WCXii) (mm)(小時)
_LibP_
18515 (Co-M-Cr) 22_ IGI 0*5151524
28515 ((:---ΝΚ:r) 52iV30無281524
38515 (C>)-N1-C:r) 52iKW IG105281524
_4_m_12 (Co)_5_20-10無_28_9_40_
[0054]通過使用篩孔尺寸900ΦΙΝ4188)來篩選這些經(jīng)碾磨的碳化鎢粉末組合物(1_4)以便提供等級粉末從而通過燒結(jié)來產(chǎn)生黏結(jié)碳化鎢制品。
[0055]出于比較的目的，根據(jù)表VIII的參數(shù)，使用水或丙酮作為該碾磨液體來球磨(轉(zhuǎn)鼓能力8L)碳化鎢和金屬粘結(jié)劑的微粒組合物(5-6)。
[0056]表VII1-WC粉末和金屬粘結(jié)劑的球磨
[0057]
微粒組合物 WC 金屬粘結(jié)劑批次大碾磨液靖類型碾磨球碾磨球直碟磨時間(批號) (wt.%) (wt.%)小(kg)(%) (WC-Co)徑(mm)(小時)
_wt.(kg)_
5 85 IS(Co-N1-Cr) 5 水 IGI 0.5 28 15 24_6_88 12 (Co)_5_兩酮無_28_9_40_
[0058]通過使用篩孔尺寸900ΦΙΝ4188)來篩選這些碾磨的碳化鎢粉末組合物(5_6)以便提供對比性等級粉末從而通過燒結(jié)來生產(chǎn)黏結(jié)碳化鎢制品。
[0059]將根據(jù)在此描述的無溶劑方法生產(chǎn)的等級粉末組合物(1-4)和對比性等級組合物(5-6)根據(jù)表IX所列出的參數(shù)進行真空燒結(jié)以便提供黏結(jié)碳化鎢制品。
[0060]表IX-等級粉末的燒結(jié)
[0061]黏結(jié)碳化等級燒結(jié)條件熱等靜樣品矯頑力磁飽和度 HV30密度物制品粉末壓條件大小(Oe)(nTm7k?)
AI 14WC，無扦滕 654-66^ 11.9960-966 14.042
I小時停留
BI 1430"C,1340°C,6311697114.051
I小時停留1000巴
CII425"C,無桿試驗 5?).6-61).4 12 791114 028
_I小時停留_
DI 14洗，134(fC，桿試驗 5813.1915-917 14,054
I小時停留1IKi巴
E3*430°C,無桿試驗 β.5-(ι3.6 14 4923-927 11991
I小時停留
F3 I獄，1340°C,桿試驗 63.114.2939-943 13.992
I小時停留1000巴
G4 1425°C,無SM N 12，128 21.1-213 1255-1265 14338
I小時停留
H5 1430"C1340°C桿試驗 66132100511991

I小時停留10(N) Iiar
I 6 142.5°C，無SNUN 119 22.7 1251 14299_I小時停留_
[0062]如表IX中所列出的，根據(jù)在此描述的無溶劑方法生產(chǎn)的等級粉末(1-4)提供的黏結(jié)碳化鎢制品具有與通過使用碾磨液體的傳統(tǒng)碾磨方法而生產(chǎn)的等級粉末(5-6)所形成的黏結(jié)碳化鎢制品一致的特性。另外，圖1-4中展示了由根據(jù)在此描述的無溶劑方法生產(chǎn)的等級粉末(1-4)所形成的黏結(jié)碳化鎢制品與通過使用碾磨液體的方法而生產(chǎn)的等級粉末(5-6)所形成的黏結(jié)碳化物制品之間的微結(jié)構(gòu)相似性。例如，圖1提供了表IX中的黏結(jié)碳化鎢制品B[圖1 (a)]和對比性黏結(jié)碳化鎢制品H[圖1(b)]的SEM圖像。如圖1所示，黏結(jié)碳化物制品B和H的微結(jié)構(gòu)是基本上相似的。圖2和3展示了類似于圖1的結(jié)果。黏結(jié)碳化鎢制品D[圖2(a)]顯示了與對比性黏結(jié)碳化鎢制品H[圖2(b)]相似的微結(jié)構(gòu)，而黏結(jié)碳化鎢制品F[圖3(a)]也展示了與對比性黏結(jié)碳化物制品H[圖3(b)]相似的微結(jié)構(gòu)。
[0063]此外，改變等級粉末的組成并沒有改變由根據(jù)在此描述的無溶劑方法生產(chǎn)的等級粉末所形成的黏結(jié)碳化鎢制品與通過使用碾磨液體的方法而生產(chǎn)的等級粉末所形成的黏結(jié)碳化物制品之間的微結(jié)構(gòu)相似性。例如，表IX的黏結(jié)碳化物制品G[圖4(a)]顯示了與對比性黏結(jié)碳化物制品1[圖4(b)]相似的微結(jié)構(gòu)。
[0064]已對本發(fā)明的不同實施例進行了說明以實現(xiàn)本發(fā)明的不同目的。應(yīng)該認識到，這些實施例僅是本發(fā)明原理的展示。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，許多修改和修正是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易明白的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于碾磨碳化物的方法，該方法包括: 將一種包含碳化物的微粒組合物放入一個包含碾磨介質(zhì)的器皿中； 將一種添加劑放入該器皿中，該添加劑經(jīng)歷蒸發(fā)或升華而在該器皿中提供一種非氧化性氣氛；并且 用該碾磨介質(zhì)在該非氧化性氣氛中粉碎這些碳化物顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，粉碎這些碳化物顆粒是在沒有碾磨液體的情況下進行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該碾磨液體是水或有機溶劑。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中這些碳化物顆粒包括一種或多種過渡金屬碳化物。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中該碳化物的過渡金屬是選自周期表的IVB族、VB族或VIB族中。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該添加劑是以足夠的量被放入該器皿中以便提供處于正壓力下的非氧化性氣氛。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該正壓力是在1.05至1.2&飽的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括對該非氧化性氣氛進行排氣以便將該正壓力維持在1.2atm或更小。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該添加劑包括固體二氧化碳。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該添加劑包括液氮。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括從該器皿中移出經(jīng)粉碎的碳化物粉末。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該器皿是一種球磨機的轉(zhuǎn)鼓。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該器皿是一個磨碎機儲箱。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中這些碳化物顆粒是碳化鎢顆粒。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該微粒組合物進一步包括金屬粘結(jié)劑。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該金屬粘結(jié)劑是鈷或鈷合金。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該金屬粘結(jié)劑在該微粒組合物中是以I至25重量百分比的量存在。
18.—種制造黏結(jié)碳化物制品的方法，該方法包括: 將一種包含碳化物和金屬粘結(jié)劑的微粒組合物放入一個包含碾磨介質(zhì)的器皿中； 將一種添加劑放入該器皿中，該添加劑經(jīng)歷蒸發(fā)或升華而在該器皿中提供一種非氧化性氣氛； 用該碾磨介質(zhì)在該非氧化性氣氛中粉碎這些碳化物顆粒； 將經(jīng)粉碎的碳化物顆粒固結(jié)成一種生坯；并且 燒結(jié)該生坯以便提供該黏結(jié)碳化物制品。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，粉碎這些碳化物顆粒是在沒有碾磨液體的情況下進行的。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，該碾磨液體是水或有機溶劑。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該添加劑是以足夠的量被放入該器皿中以便提供處于正壓力下的非氧化性氣氛。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該正壓力是在1.05至1.2atm的范圍內(nèi)。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，進一步包括對該非氧化性氣氛進行排氣以便將該正壓力維持在1.2atm或更小。
24.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該添加劑包括固體二氧化碳。
25.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該添加劑包括液氮。
26.如權(quán)利要求18所述的方法,其中該器皿是一種球磨機的轉(zhuǎn)鼓。
27.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，該器皿是一個磨碎機儲箱。
28.如權(quán)利要求18所述的方法，其中這些碳化物顆粒是碳化鎢顆粒。
29.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該金屬粘結(jié)劑是鈷或鈷合金。
30.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該金屬粘結(jié)劑在該微粒組合物中是以I至25重量百分比的量存在。
31.一種用于碾磨碳化物的設(shè)備，該設(shè)備包括: 容納有碾磨介質(zhì)和一種添加劑的一個器皿，該添加劑經(jīng)歷蒸發(fā)或升華而在該器皿中提供一種非氧化性氣氛以便進行碾磨操作。
32.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中該添加劑是以足夠的量存在于該器皿中以便提供處于正壓力下的非氧化性氣氛。
33.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中該正壓力是在1.05至1.2&飽的范圍內(nèi)。
34.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中該添加劑包括固體二氧化碳。
35.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中該添加劑包括液氮。
【文檔編號】B02C17/10GK104162476SQ201410207254
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月16日
【發(fā)明者】拉萬加倫加拉詹, 戈帕爾勞希瓦拉曼, 拉梅什沙亞納拉彥拉奧, 阿拉姆魯克薩爾, 賈甘那特瓦沙里 申請人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金印度有限公司