[发明专利]用于制备硬质材料粉末的水性浆液

说明书

技术领域

本发明涉及硬质材料领域，且特别涉及用于制备硬质材料粉末(例如，硬质碳化物和金属粘合剂)的水性浆液。更具体地讲，本发明涉及用于制备硬质材料(例如烧结(钴)碳化钨)粉末的水性浆液和硬质材料粉末以及由其制成的制品。硬质材料粉末和由其制成的制品各自的特性分别基本上符合由溶剂(即，庚烷)型硬质材料浆液形成的硬质材料粉末以及由其制成的制品的特性。

背景技术

烧结碳化物(如，烧结(钴)碳化钨(WC-Co))通常用于需要高强度、耐磨损和耐高温变形的苛刻应用。对用于制备烧结制品的烧结(钴)碳化钨末的严格和一致的质量控制对于实现具有所需特性的产品是重要的。溶剂型(如，庚烷)处理是用于制备烧结(钴)碳化钨粉末的常见且已成熟的技术，但该技术要求严格的环境、健康和安全标准，因为存在与溶剂可燃性和处置相关的风险。

由于这些与溶剂使用相关的问题，将水性浆液用作用于研磨硬质材料组分(例如硬质碳化物和金属粘合剂)的研磨介质已受到关注。如后文所述，相比于在研磨浆液中使用溶剂(例如，庚烷)，使用水性研磨浆液具有某些固有的优点。Nebelung和Thiele在2009年11月26-27日在哈根(Hagen)的粉末冶金研讨会(Powder Metallurgical Symposium)上发表的标题为“Technology of Aqueous Hard Metal Processing”(水性硬质金属处理技术)的论文列出了多篇涉及水性硬质金属处理的专利文献。涉及水性硬质材料处理的其他出版物包括Laarz等人的“Dispersing WC-Co powders in aqueous media with polyethylenimine”，International Journal of Refractory Metals&Hard Materials,18(2000),pp.281-286(“将WC-Co粉末分散在具有聚乙烯亚胺的水性介质中”，《难熔金属硬质材料国际杂志》，第18卷，2000年，第281-286页)和来自瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院(Royal Institute of Technology,Stockholm,Sweden)的Karin M.Andersson的标题为“Aqueous Processing of WC-Co Powders”(WC-Co粉末的水性处理)的博士论文(2004)，其中包括以下文章：Andersson和“Oxidation and Dissolution of Tungsten Carbide Powder to Water”，International Journal of Refractory Metals&Hard Materials,18,pp.121-129(2000)(“碳化钨粉末的氧化和溶解于水”，《难熔金属硬质材料国际杂志》，第18卷，第121-129页，2000年)；Andersson和“DI,VO Interactions of Tungsten Oxide and Cobalt Oxide Surfaces Measured with Colloidal Probe Technique”，Journal of Colloid and Interface Science,246,pp.309-315(2002)(“用胶体探针技术测量的氧化钨和氧化钴表面的DI、VO相互作用”，《胶体与界面科学杂志》，第246卷，第309-315页，2002年)；Andersson和“Effect of the Cobalt Ion and Polyethyleneimine Adsorption on the Surface Forces between Tungsten Oxide and Cobalt Oxide in Aqueous Media”，Journal of the American Ceramic Society,85,[10],pp.2404-2408(2002)(“钴离子和聚乙烯亚胺吸附对水性介质中的氧化钨和氧化钴之间的表面力的影响”，《美国陶瓷学会杂志》，第85卷，第10期，第2404-2408页，2002年)；Laarz、Jonsson和Andersson，“The Effect of Dispersant Addition and Binder Content on the Properties of Spray-Dried WC-Co Granules”(“分散剂添加和粘合剂含量对喷雾干燥的WC-Co颗粒剂特性的影响”，准备稿)；Andersson和供稿给Journal of the American Ceramic Society (《美国陶瓷学会杂志》)的“Density Measurements of Single Granules using the Atomic Force Microscope”(“使用原子力显微镜对单一颗粒剂进行的密度测量”)；以及Andersson和供稿给Powder Technology(《粉末技术》)的“Friction and Adhesion of Single Spray-Dried Granules containing a Hygroscopic Polymeric Binder”(“包含吸湿性聚合物粘合剂的单一喷雾干燥的颗粒剂的摩擦和粘附”)。