[發明專利]一種代鈷預合金粉末的制備方法

在審

• 申請號: 201410795843.5
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN104525936A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 鄭日升;曾成文;彭恒富;肖劍鋒;彭金平
• 申請（專利權）人: 湖南富櫳新材料有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C22C38/10
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

技術領域

本發明屬于粉末冶金領域，具體涉及一種金剛石工具用代鈷預合金粉末的制備方法。

背景技術

胎體材料尤其是金屬胎體材料是金剛石工具行業不可或缺的組成部分。20世紀90年代，比利時優美科公司首先提出預合金粉末概念，預合金粉末越來越廣泛應用到制造金剛石工具。目前，預合金粉末的制備方法一般說來有霧化法、機械法、化學還原法、電解法、化學沉淀法等。

霧化法是將各合金粉末材料通過中頻感應爐熔煉，通過霧化器噴嘴噴射出的氣體或水等介質將熔融狀的合金流粉碎而制備，霧化法的優點是生產成本低，易量產，但制備出的粉末由于呈實心球狀，壓制性能較差。機械法是靠壓碎、擊碎或磨削等作用，使塊狀金屬或合金，機械粉碎成粉末。機械法制出的粉末顆粒細而均勻，但應用有局限，主要用來制備脆性金屬或合金。化學沉淀法是將一種或多種金屬鹽類沉淀后經煅燒、還原制備的預合金粉末，此法生產的預合金粉末顆粒超細成分均勻，但成本高，產品價格貴。電解法生產的預合金粉的特點是純度高，顆粒呈樹枝狀或蜂窩狀，成本一般來說比化學還原法和霧化法都要高，較化學沉淀法低。

隨著金剛石工具行業的不斷發展，人們對于金剛石工具的使用性能和壽命提出了更高要求，同時還需要滿足顧客對于價格的需求。高端金剛石工具多使用Co粉，其一般采用沉淀法制備，所需價格較高，對于一般客戶難以接受。所以尋找具有Co粉優異的鋸切性能，而價格低廉的產品成為必需。

松比作為衡量粉末性能的一個重要參數，松比的大小對于成形性、流動性和燒結性能等有重要影響。但一般霧化法粉末所制備的預合金粉末，松比一般都在3.3g.cm^-3以上。而一般電解預合金粉末，其松比也在2.7g.cm^-3以上。通過沉淀法制備的預合金粉末松比雖然比較低，但成本較高，對環境也產生一定影響。

因此，制備出低松比，與鈷粉類似性能的代鈷預合金粉末，對于高品質金剛石工具發展具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是制備出松比較低，與Co性能相近的代鈷預合金粉末，降低金剛石工具產品的生產成本。

本發明的技術方案為：一種代鈷預合金粉末的制備方法，原料采用電解法制得的鐵鎳鈷預合金粉，該方法包括：

????氧化處理的步驟，溫度為400℃~500℃，在氧化性氣氛下進行；及之后的

????還原處理的步驟，溫度為700~850℃，在還原性氣氛下進行。

優選氧化處理時間為3~4h，還原處理時間為8~18分鐘。

優選氧化處理采用電阻爐，還原處理使用推桿爐。

優選氧化處理氣氛為空氣或氧氣，還原處理氣氛為純氫氣或氫氮混合氣體。

在氧化處理前將原料進行第一次粉磨處理，在氧化處理和還原處理之間進行第二次粉磨處理，在還原處理后進行第三次粉磨處理。在第三次粉磨處理后進行過200目或400目篩。

優選第一次粉磨處理粉磨時間為0.8~2h，第二次粉磨處理粉磨時間為0.3~1.5h，第三次粉磨處理時間為0.6~3h。

本發明方法最后制成的代鈷預合金粉末主要成分為鐵、鎳、鈷，化學組成為Fe:?70~80%。Ni:?16~28%，Co:?1~4%，氧含量為0.4~0.6%，松比為1.9~2.2g/m³。

本發明利用現有電解法制得的鐵鎳鈷預合金粉，通過氧化形成金屬氧化物，來提高表面粗糙度和疏松度，增大表面積，降低松比；利用還原來降低氧含量，提高粉末純度；利用粉磨來控制粒度以及松比。本發明所制備的粉末松比較低，有利于成型，成型性好。此外，粉末形狀不規則，表面積較大，粉末燒結活性較高，燒結溫度低，燒結驅動力較大，有利于粉末的燒結。

Fe、Ni原子序數分別為26、28，而Co元素原子序數為27，三種元素的性能較為接近，所以利用兩邊序數的Fe、Ni和中間序數Co形成預合金粉來達到與純Co粉接近的性能。并且，由于本發明預合金粉末表面不均勻，粉末表面積增加，粉末裝密度降低，使性能接近沉淀法制備的Co粉。本發明已實現產業化，根據實際反饋的結果來看，將本產品部分或全部替代Co來使用，制備的金剛石工具，鋒利度接近Co，鋸切性能優異，而壽命大于Co。

附圖說明

圖1為實施例一所得預合金粉末的微觀形貌圖；

圖2為實施例二所得預合金粉末的燒結硬度曲線；

圖3為實施例二所得預合金粉末的燒結強度曲線；

圖4為實施例二所得預合金粉末的燒結密度曲線。

具體實施方式