專利名稱：制備硬質合金產(chǎn)品的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用粉末注射成型法制備碳化鎢基硬質合金工具或部件的方法。
背景技術：
基于碳化鎢的硬質合金是由粘結劑相中的至少一種硬質相的細粒(ym級別)組成的復合物。這些材料通常包含硬質相碳化鎢(WC)。另外，也可能包括通常組成為(Ti，Nb， Ta, W)C的其它金屬碳化物，以及金屬碳氮化物，例如Ti (C，N)。粘結劑相通常由鈷(Co)組成。也可使用其它的粘結劑相組合物，例如Co、Ni和Fe或Ni和Fe的組合。用于制備硬質合金和金屬陶瓷的微細金屬粉末的處理存在兩個方面的問題。由于細粒的粉末具有大的比表面積，它們易于與空氣中的氧反應。金屬粉末氧化是放熱反應。并且，氧化速率隨溫度而升高。這意味著微細金屬粉末的氧化是一個自動加速的過程。因此， 金屬粉末的自燃和粉塵爆炸是嚴重的風險。另外，據(jù)報道吸入大部分的這些金屬粉末是嚴重的健康風險。通常通過使用有機粘結劑使這些粉末成粒而解決這些問題。成粒劑粘附到所述粉末的表面，同時將許多顆粒粘結在一起成為自由流動的顆粒狀粉末。由于粘結劑粘附到金屬表面，它減緩了金屬表面的氧化速度，并降低了自燃和粉塵爆炸的風險。由于成粒劑將許多顆粒粘結在一起，它降低了空氣傳播的粉塵被吸入的風險。在硬質合金的制備中，當在水_乙醇混合物中進行漿料法時通常使用由PEG成粒的金屬粉末。工業(yè)制備碳化鎢基硬質合金通常包括使用研磨液體在濕態(tài)下?lián)交旖o定比例的原材料和添加劑的粉末。該液體通常為醇，例如乙醇，或水或其混合物。然后將混合物研磨為均一的漿料。為了解聚和密切混合原材料的目的進行濕研磨操作。也在一定程度上分解單獨的原材料顆粒。然后將得到的漿料例如通過噴霧干燥器干燥并成粒。然后因此得到的顆粒可用于生坯的單軸壓制或用于擠出或注射成型。注射成型在塑料工業(yè)中是常見的，其中將包含熱塑性聚合物或熱固性聚合物的材料加熱并迫使其進入具有希望形狀的模具內。在用于粉末工藝中時該方法通常被稱為粉末注射成型(PIM)。該方法優(yōu)選用于具有復雜幾何形狀的部件。在碳化鎢基硬質合金部件的粉末注射成型中，使用了四個連續(xù)的步驟1.將顆粒狀硬質合金粉末與粘結劑體系混合。該粘結劑體系作為該粉末的載體， 并且構成所形成材料的25-60體積％，所形成的材料通常被稱為坯料。準確的濃度取決于模制過程中希望的工藝性質。在所有有機組分處于熔融狀態(tài)的情況下完成該混合。以約 4X4mm尺寸的顆粒狀物得到所形成的坯料。2.使用該混合的坯料進行注射成型。將該材料加熱至100-240°c，并然后迫使其進入到具有希望形狀的腔中。將因此得到的部件冷卻，和然后從所述腔中將其取出。3.從得到的部件中除去所述粘結劑。該除去可以在合適的溶劑中通過提取該部件和/或通過在爐中在合適的氣氛中加熱而實現(xiàn)。該步驟通常被稱為脫粘步驟。
4.燒結所述部件。應用通常用于硬質合金的燒結過程。所述坯料的固體裝載量Φ是硬質組分與有機組分的體積量之比?？墒褂萌缦路匠逃嬎悝?
權利要求
1.一種利用粉末注射成型法制備碳化鎢基硬質合金或金屬陶瓷工具或部件的方法，所述方法包括將硬質組分粉末和金屬粘結劑粉末與作為所述粉末載體的有機粘結劑體系混合，其中所述有機粘結劑體系由30-60襯％的烯烴聚合物和40-70wt%的非極性蠟組成，其特征在于使用由非極性蠟成粒的金屬粘結劑粉末。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于所述非極性蠟是石蠟。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用粉末注射成型法制備碳化鎢基硬質合金或金屬陶瓷工具或部件的方法，該方法包括使硬質組分粉末和金屬粘結劑粉末與作為所述粉末載體的有機粘結劑體系混合，其中該有機粘結劑體系由30-60wt％的烯烴聚合物和40-70wt％的非極性蠟組成。根據(jù)本發(fā)明，使用由非極性蠟成粒的金屬粘結劑粉末。
文檔編號C22C29/00GK102256728SQ200980151227
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權日2008年12月18日
發(fā)明者佩爾·強森, 馬蒂亞斯·佩德 申請人:山高刀具公司