硬质材料以及由水性硬质材料研磨浆液制备硬质材料的方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于对水性浆液中的硬质材料粉末组分进行水性研磨的水乳液。所述水乳液包括含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约0.3重量％和约1.2重量％之间的氧化抑制剂。所述水乳液还包含石蜡，对于真空干燥的粉末，所述石蜡的含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约0.25重量％和约0.75重量％之间，而对于喷雾干燥的粉末，所述石蜡的含量最高至所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约2.75重量％。所述水乳液还包括含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约0.10重量％和约0.50重量％之间的肉豆蔻酸。所述水乳液的剩余量为水。
【专利说明】硬质材料w及由水性硬质材料研磨浆液制备硬质材料的方 法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及硬质材料和由硬质材料粉末组分（例如，碳化物和金属粘合剂）的水 性浆液制备硬质材料的方法。更具体地讲，本发明涉及硬质材料诸如烧结（钻）碳化鹤，W 及由硬质材料粉末组分（例如，碳化物和金属粘合剂）的水性浆液制备此类烧结（钻）碳 化鹤的方法。该硬质材料具有的特性实质上满足或超出由基于溶剂的硬质材料浆液形成的 硬质材料的那些特性。
【背景技术】
[0002] 迄今人们一直关注的是，使用水性浆液作为研磨硬质材料组分诸如硬质碳化物和 金属粘合剂的研磨介质。如下文所述，与在研磨浆液中使用溶剂诸如丙丽相比，使用水性 研磨浆液存在某些固有的优势。Nebelung和化iele于2009年11月26-27日在化wder Metallurgical Symposium at Hagen(哈根粉末冶金研讨会）上发表的名称为"Technology of Aqueous Hard Metal Processing"(水性硬质金属处理的技术）的论文列出了多个涉 及水性硬质金属处理的专利文献。其他涉及水性硬质材料处理的出版物包括Laarz等人的 "Dispersng WC-Co powders in aqueous media with polyethylenimine",International Journal of Refractoir Metals&Hard Materials, 18(2000), pp. 281-286 ("将碳化鹤-钻 粉末分散到具有聚己帰亚胺的水性介质中"，《难烙金属与硬质材料国际杂志》，2000年，第 18 卷，第 281-286 页）和Doctoral "Thesis from the Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden(2004)entitled "Aqueous Processing of WC_Co 化wders"by Karin M. Andersson(来自瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院Karin M. Andersson的名称为"碳化 鹤-钻粉末的水处理"的博±论文），该论文包括W下文章；Andersson和Berg別巧m的 "Oxidation and Dissolution of Tungsten Carbide Powder to Water'，，International Journal of Refractory Metals&Hard Materials' IS, pp. 121_129 (2000)("碳化鹤粉末 在水中的氧化和溶解"，《难烙金属与硬质材料国际杂志》，2000年，第18卷，第121-129 页）；Andersson 和技ergstr6m的"DI,V0 Interactions of Tungsten Oxide and Cobalt Oxide Surfaces Measured with Colloidal Probe Technique'，，Journal of Colloid and Interface Science. 246. DD. 309-315 (2002)("用胶体探针技术测量的氧化鹤和氧 化钻表面的DI、VO相互作用"，《胶体与界面科学杂志》，2002年，第246卷，第309-315 页）；Andersson 和 Bergs侦m 的 "Effect of the Cobalt Ion and Polyethyleneimine Adsorption on the Surface Forces between Tungsten Oxide and Cobalt Oxide in Aqueous Media", Tournal of the American Ceramic Society.85, [10], pp. 2404-240 8(2002)("钻离子和聚己帰亚胺吸附对水性介质中氧化鹤和氧化钻之间的表面力的影 响"，《美国陶瓷学会杂志》，2002年，第85卷，第10期，第2404-2408页）；Laarz、化nsson 和 Andersson 的"The Effect of Dispersant Addition and Binder Content on the Properties of Spray-Dried WC-Co Granules'，，manuscript in preparation(''分散剂 添加和粘合剂含量对喷雾干燥的碳化鹤-钻颗粒的特性的影响"，准备稿）；Andersson和 BergSt.1 力m 的 "Density Measurements of Single Granules using the Atomic Force Microscope", submitted to the Tournal of the American Ceramic Society(。使用 原子力显微镜测量单个颗粒的密度"，供稿给《美国陶瓷学会杂志》）；W及Andersson和 I.!a'gsl阳m 的"Rriction and Adhesion of Single Spray-Dried Granules containing a Hygroscopic Polymeric Binder", submitted to Powder Technology("包含吸湿聚合 物粘合剂的单个喷雾干燥颗粒的摩擦力和粘合力"，供稿给《粉末技术》）。
[0003] -篇示例性专利文献是授予化ley等人的美国专利No. 3, 846, 126 (提交于1973 年1月15日），该专利公开了使用水作为溶剂和使用聚己帰醇作为粘合剂。Foley等人的 专利在第3栏第53-62行公开了其他粘合剂的使用，其中该些粘合剂包括棒脑、甲醇、对二 氯苯、氯己酸、蔡、苯甲酸、邻苯二甲酸酢、甘油、阿克蜡C、W商品名Carbowax销售的环氧己 焼聚合物，W及合成树胶诸如丙帰醜胺和金属硬脂酸盐。在化ley等人的专利中，水是用于 研磨的优选的载体，除非关注到氧含量的增加，在该种情况下教导溶剂的使用。当氧含量至 关重要时，使用溶剂作为建议的组分。下文指出并讨论了其他专利文献。
[0004] 授予Scheithauer等人的美国专利No. 4, 070, 184关注于水溶性的相对长链的聚 己二醇添加剂的使用。Scheithauer等人的专利在第3栏第37-45行陈述了该专利与当时 的现有技术之间的基本差异：
[0005] 本发明是对现今用于制备碳化物等级粉末的最现代操作的改进。其涉及与通用操 作偏离的H个基础和根本的方面。
[0006] 1.与易燃的有机物不同，使用水作为研磨液。
[0007] 2.不同于封闭系统，使用开式循环喷雾干燥系统。
[0008] 3.使用水溶性的长链聚己帰醇而不是石蜡作为混合助剂。本发明的方法的基本优 势在于成本、安全性、操作灵活性和产品改良。
[0009] Scheithauer等人的专利在第5栏第36-46行描述了喷雾干燥方法；接下来，将浆 液转移到喷雾干燥器加料槽。将其加热至约5(TC并揽拌，同时添加Carbowax 6000。该添 加通常为1-3%。就该等级而言，其优选地为2%。此时喷雾干燥处理开始。合适的喷雾干 燥器为具有双流顶喷嘴雾化的Proctor-Schwartz喷雾培。一些重要的干燥参数为20psi 的气压、20(TC -23(TC的入口干燥温度和lOCrC -13(TC的出口干燥温度。
[0010] 公开了在硬质材料的研磨中使用水的另一个专利包括授予Benjamin等人的 美国专利No. 4, 397, 889 (提交于1982年4月5日）。授予Ben jamin等人的美国专利 No. 4, 478, 888在第4栏第33-54行公开了喷雾干燥：
[0011] 可W使用可商购获得的喷雾干燥设备进行喷雾干燥。入口和出口空气温度应分别 保持在约37CTC和19(TC W下，W防止浆液成分大量氧化或脱碳。在一定条件下进行喷雾干 燥，W产生基本上由金属碳化物、金属粘合剂和蜡的团聚颗粒组成的团聚粉末混合物。团聚 颗粒的尺寸范围通常为约20至约150微米。在喷雾干燥过程中，通常将浆液加热到约5(TC 并揽拌。合适的喷雾干燥器为具有双流顶喷嘴雾化的Protco-Schwartz喷雾干燥器。当水 为研磨液时，典型的干燥参数可为20psi的气压、20(TC -23CTC的干燥温度和lOCrC -13CTC 的出口温度。当使用有机溶剂作为研磨液时，优选地在不存在空气的情况下进行喷雾干燥。 喷雾干燥温度取决于溶剂的挥发性。可W通过筛选将喷雾干燥的团聚体分类，W获得所需 的级分。
[0012] 授予化nkunas等人的美国专利No. 4, 886, 638提及了在用于制备硬质材料的浆液 中使用水。授予化nkunas等人的美国专利No. 4, 902, 471公开了具有有机添加剂的浆液 (参见第3栏，第16-17行）：
[0013] 有机化合物可为脂肪酸的醋。一些优选的醋为蜂蜡和己西踪搁蜡。一些优选的脂 肪酸为月桂酸、肉豆證酸、踪搁酸、硬脂酸和它们的组合。
[0014] 授予化nkunas等人的美国专利No. 5, 007, 957 (和授予化nkunas等人的美国专利 No. 5, 045, 277)提及了使用水和醋化的蜡（参见第2栏，第24-29行）：
[0015] 形成该等级粉末的第一步是将粘合剂金属粉末与固体醋化蜡混合，W形成第一混 合物。优选的蜡为纯蜂蜡、卡洛己蜡、小烛树蜡和它们的组合，但可使用其他醋化的蜡。
[0016] 授予Carroll的美国专利No. 5, 922, 978在第4栏第10-16行公开了使用脱氧水 作为具有优选的组合物的浆液的液体组分：
[0017] 在最优选的实施例中，该方法包括在基本脱氧的水中混合碳化鹤粉末、钻和上述 有机粘合剂。碳化鹤优选地具有亚微米粒径。钻优选地具有亚微米粒径。有机粘合剂优选 地为石蜡。更优选地，有机粘合剂为W水乳剂形式提供的石蜡。
[0018] Carrol的'978专利还提及了作为抗蚀剂的H己醇胺（第4栏，第17-28行）：
[0019] 根据第一粉末和附加组分，可W使用抗蚀剂，例如本领域中已知的那些（例如，可 用于锅炉、机械加工和热交换器领域中的抗蚀剂）。如果添加抗蚀剂，则其应当是例如不 妨碍由可压制粉末压制的部分的致密化的抗蚀剂。优选地，抗蚀剂不包含碱金属、碱±金 属、团素、硫或磯。抗蚀剂的例子包括在美国专利No. 3, 425, 954、3, 985, 503、4, 202, 796、 5, 316, 573、4, 184, 991、3, 895, 170和4, 315, 889中描述的那些。优选的抗蚀剂包括苯并H 哇和H己醇胺。
[0020] 授予Carroll的美国专利No. 6, 245, 288还使用脱氧水W避免氧吸收，并且还公开 了喷雾干燥为优选的干燥方法。参见第4栏，第60-64行。
[0021] 授予Kruse的欧洲专利申请1440956 A1 (瑞典山高刀具公司（Seco Tools AB)) 关注于在水和/或醇中使用基于聚己帰亚胺的高分子电解质。一般来讲，Kruse的专利申 请公开了通过粉末冶金法制备基于碳化鹤并具有基于钻或钻、媒和铁的组合或媒和铁的组 合的粘结相的烧结碳化物团粒的方法，所述方法包括：在醇或水或它们的混合物中湿磨粉 末和压制剂W形成浆液，通过喷雾干燥使浆液干燥W形成颗粒，压制颗粒W形成所需形状 和尺寸的团粒，并且最后进行烧结。
[0022] 授予Kniinz等人的美国专利No. 6, 852, 274 W及其欧洲对应专利欧洲专利No. 1 373 586 B1公开了包括W下步骤的喷雾干燥处理；形成由硬质材料、金属粘合剂和水形成 的可喷射浆液，并在没有水溶性长链聚己二醇辅助的情况下喷射浆液。可喷射浆液的参数 为；含水的可喷射浆液为液相，并且固体颗粒浓度在65-85重量％范围内。喷雾干燥的参数 为；气体入口温度大体为16(TC至22(TC，气体出口温度在大体85C至13(TC的范围内，随浆 液添加的水（升/小时）与喷雾培的培体积（m 3)的比率在0.5和1.8之间，并且使得每m3 的引入干燥气体雾化最多0. 17kg浆液。授予Kniinz等人的美国专利No. 6, 733, 562 (其具 有欧洲对应专利欧洲专利No. 1 373 585 B2)公开了形成由硬质材料、金属粘合剂和水组成 的浆液所要求的方法，其中在形成浆液之后，该方法需要形成非水溶性压制剂和乳化剂W 及水的乳液，然后将该乳液与浆液混合。
[0023] 授予Bergstrom等人的美国专利No. 6, 656, 976 (其具有欧洲对应专利欧洲专利 No. 1 153 652 B1)涉及良好分散的基于碳化鹤和基于钻的颗粒与水的混合物的浆液，其中 一个特征是分散剂的其他组分包含0. 1-10重量％的基于聚己帰亚胺的高分子电解质。授 予Grearson等人的美国专利No. 7,387,658(其具有欧洲对应专利欧洲专利1 739 197 B1) 公开了使用水和W下物质作为液体介质；等于或小于约90重量％的PEG(聚己二醇）W及 等于或大于约10重量％的长链（C > 20)脂肪酸的约1至约3重量％的压制剂、它们的醋 和盐。授予Kruse的美国专利No. 6, 878, 182公开了一种方法，该方法包括在水中湿磨粉末 和压制剂，其中浆液被配制为包含0. 02-0. 06重量％的基于聚己帰亚胺的高分子电解质在 含有碳化鹤和钻的烧结碳化物浆液中。
[0024] 授予Jimerst巧m等人的美国专利No. 7, 539, 637 B2涉及制备团聚的烧结碳化物 粉末的方法，该方法包括优选地在包含水和/或醇或水和醇的混合物的研磨液中对包含一 种或多种硬质成分粉末和金属粘合剂的粉末混合物W及压制剂进行湿磨，W及喷雾干燥浆 液。在研磨之前，添加约0. 05至约0. 50重量％的复合成型剂和/或减小/增大抑的添加 剂诸如H己醇胺、氨氧化物或酸，W及约0. 01至约0. 10重量％的增稠剂。
[00巧]授予Laarz等人的美国专利No. 7,666,349 B2(欧洲专利No. 1 806 175 B1是其对 应专利）涉及凝胶注模成型烧结碳化物团粒的方法。该方法的一个步骤是形成碳化鹤-钻 的水性浆液。该专利文本在第4栏第22-27行给出了一般描述：
[0026] 更具体地讲，根据本发明的方法包括浆液的形成，该浆液在水性介质中包含碳化 鹤-钻烧结碳化物粉末和分散剂，向该浆液添加单官能单体、交联剂和对于该体系合适的 引发剂。
[0027] 有关该方法的更多详细内容在第4栏第28-61行中陈述。
[0028] 授予化ide的美国专利No. 7, 285, 241 B2涉及注模或挤出硬质材料组分。该方法 的一个步骤是在水、醇或它们的组合（优选地80重量％己醇和20重量％水）中与环氧己 焼聚合物一起对原材料进行湿磨。更多详细内容在第2栏第55行至第3栏第2行中陈述。
[0029] 授予化uhn等人的美国专利No. 7, 303, 722 B2公开了使用粉末注模或挤出法制备 硬质金属制品的方法。该方法包括在水或醇或水和醇的组合中进行湿磨W及干燥浆液的步 骤。该专利文本在第3栏第3-7行给出了关于湿磨的基本描述：
[0030] 1.在水或醇或它们的组合（优选地80重量％己醇和20重量％水）中与作为成粒 剂的0. 4-0. 8重量％、优选地0. 5-0. 7重量％硬脂酸一起对原材料进行湿磨，W用于后续的 喷雾干燥。
[0031] 授予Qvick等人的美国专利No. 6, 363, 951 B1公开了制备亚微米碳化鹤刀具刀片 的方法。该方法包括使用己醇和水作为研磨液进行湿磨。参见第2栏，第23-35行。
[0032] 授予山特维克公司（Sanchdk AB)的PCT公开W098/00256涉及喷雾干燥粉末混合 物的方法，该方法包括喷雾干燥烧结碳化物浆液，该浆液由醇水溶液中的烧结碳化物粉末 组成，该粉末包含硬质成分。第3页第31行至第4页第28行的文本描述了该种浆液。
[0033] 授予山特维克公司（Sanchdk Akiebolag)的欧洲专利No. 0 963 454 B1涉及通过 粉末注射成型制备烧结碳化物的方法。根据该专利，在烧结碳化物的研磨步骤中使用表面 活性剂使得烧结部件中的孔隙率水平降低。表面活性剂可为在己醇、丙丽、苯中与粉末混合 的单脂肪酸，例如十六焼酸、十四焼酸、9, 10十八焼酸、9, 12辛二帰酸或9, 12, 5十八碳H帰 酸。此外，表面活性剂可为某种有机金属化合物、硬脂酸锋或脂肪酸的对应醇诸如1-十六 醇。其还可为胺，例如十八焼胺。所有该些表面活性剂可在己醇中研磨。段落[0011]至 [001引提供了有关该方法的更多详细内容。
[0034] 授予如irmbach等人的美国专利No. 7, 531, 022 (其具有欧洲对应专利欧洲专利 No. 1 666 616 B1)公开了在制备基于硬质金属的粉末混合物的过程中使用液体的方法。该 方法包括W下步骤：(a)提供由水和抑制剂组成的研磨液，其中抑制剂为聚己帰基内醜胺 或聚己帰基内醜胺和蜡乳液的混合物；化）提供由至少一种硬质金属组成的粉末金属；（C) 在磨碎机中将所述液体与所述粉末金属混合，W形成湿润的粉末混合物；W及（d)在喷雾 干燥装置中雾化所述湿润的粉末混合物，从而得到粉末混合物。
[00巧]授予Boden等人的美国专利公开No. US2007/0259970 A1涉及在水和水性介质中 分散和纯化粒状粉末的方法。水溶性聚己帰胺和/或其初始产物例如聚己帰甲醜胺用于将 粒状粉末分散于水和/或水性介质中，而且用于在水中纯化非氧化性粒状粉末。
[0036] 虽然上述文献显示了其他使用水作为研磨硬质材料的研磨介质，但使用水作为硬 质材料诸如烧结（钻）碳化鹤的研磨介质存在缺点。该些缺点包括水性浆液的硬质材料 组分的氧吸收，水性浆液的硬质材料组分的过度沉淀和过度分离，W及促进所得的硬质材 料粉末的压制的添加剂在硬质材料水性浆液中不够均匀分布。解决上述缺点中的一些，尤 其是水性浆液的硬质材料组分的过度沉淀和过度分离W及促进所得的硬质材料粉末的压 制的添加剂在硬质材料水性浆液中不够均匀分布，导致所得的硬质材料粉末的压实压力降 低。压实压力的降低避免了逐件中的裂缝、凹点或任何其他压实缺陷。
[0037] 因此，非常需要提供硬质材料诸如烧结（钻）碳化鹤，W及由水性硬质材料研磨浆 液制备此类烧结（钻）碳化鹤的方法，其中浆液包含一种或多种添加剂，并且使硬质材料吸 收的氧最小化。此外，非常需要提供硬质材料诸如烧结（钻）碳化鹤，W及由水性硬质材料 研磨浆液制备此类烧结（钻）碳化鹤的方法，其中浆液的组分不经历过度沉淀或过度分离 而导致所得的硬质材料粉末的压实压力降低，该有助于避免逐件中的裂缝、凹点或任何其 他压实缺陷。另外，非常需要提供硬质材料诸如烧结（钻）碳化鹤，W及由水性硬质材料研 磨浆液制备此类烧结（钻）碳化鹤的方法，其中可用于促进所得的硬质材料粉末的压制的 添加剂均匀分散，从而导致所得的硬质材料粉末的压实压力降低，该有助于避免逐件中的 裂缝、凹点或任何其他压实缺陷。
【发明内容】
[0038] 本发明的一个形式是用于对水性浆液中的硬质材料粉末组分进行水性研磨的水 乳液。水乳液包含氧化抑制剂，所述氧化抑制剂的含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分 的约0. 6重量％和约1. 4重量％之间；石蜡，所述石蜡的含量最高至水性浆液中硬质材料粉 末组分的约2. 75重量％ ;肉豆證酸，所述肉豆證酸的含量介于水性浆液中硬质材料粉末组 分的约0. 10重量％和约0. 50重量％之间；并且剩余量为水。
[0039] 本发明的另一个形式为制备用于研磨硬质材料粉末组分的水性浆液的水乳液的 方法，该方法包括w下步骤：在加热条件下将含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约 0. 6重量％和约1. 4重量％之间的氧化抑制剂和水混合在一起，W形成氧化抑制剂-水混合 物；将含量最高至水性浆液中硬质材料粉末组分的约2. 75重量％的石蜡和含量介于水性 浆液中硬质材料粉末组分的约0. 10重量％和约0. 50重量％之间的肉豆證酸烙融，W形成 石蜡-肉豆證酸溶液；将氧化抑制剂-水混合物加入到石蜡-肉豆證酸溶液中，W形成预混 乳液；W及混合预混乳液而形成水乳液。
[0040] 本发明的另一个形式为制备硬质材料粉末组分的水性浆液的方法，该方法包括W 下步骤：在加热条件下将含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0. 6重量％和约1. 4 重量％之间的氧化抑制剂和水混合在一起，W形成氧化抑制剂-水混合物；将含量最高至 水性浆液中硬质材料粉末组分的约2. 75重量％的石蜡和含量介于水性浆液中硬质材料粉 末组分的约0. 10重量％和约0. 50重量％之间的肉豆證酸烙融，W形成石蜡-肉豆證酸溶 液；将氧化抑制剂-水混合物加入到石蜡-肉豆證酸溶液中，W形成预混乳液；混合预混乳 液而形成水乳液；将水乳液和硬质材料粉末组分混合，其中硬质材料粉末组分包含硬质碳 化物粉末和金属粘合剂粉末；向水乳液和硬质材料粉末组分的组合中添加水，W形成浆液； W及将该浆液研磨预选的时间，W形成经研磨浆液。
[0041] 本发明的另一个形式为制备硬质材料粉末的方法，该方法包括W下步骤；在加热 条件下将含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0. 6重量％和约1. 4重量％之间的氧 化抑制剂和水混合在一起，W形成氧化抑制剂-水混合物；将含量最高至水性浆液中硬质 材料粉末组分的约2. 75重量％的石蜡和含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0. 10 重量％和约0. 50重量％之间的肉豆證酸烙融，W形成石蜡-肉豆證酸溶液；将氧化抑制 剂-水混合物加入到石蜡-肉豆證酸溶液中，W形成预混乳液；混合预混乳液而形成水乳 液；将水乳液和硬质材料粉末组分混合，其中硬质材料粉末组分包含硬质碳化物粉末和金 属粘合剂粉末；向水乳液和硬质材料粉末组分的组合中添加水，W形成浆液；将该浆液研 磨预选的时间，W形成经研磨浆液；W及干燥经研磨浆液W形成硬质材料粉末，其中所述干 燥在包括真空干燥和喷雾干燥的组中选择。
[0042] 本发明的另一个形式为制备硬质材料制品的方法，该方法包括W下步骤；在加热 条件下将含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0. 6重量％和约1. 4重量％之间的氧 化抑制剂和水混合在一起，W形成氧化抑制剂-水混合物；将含量最高至水性浆液中硬质 材料粉末组分的约2. 75重量％的石蜡和含量介于水性浆液中硬质材料粉末组分的约0. 10 重量％和约0. 50重量％之间的肉豆證酸烙融，W形成石蜡-肉豆證酸溶液；将氧化抑制 剂-水混合物加入到石蜡-肉豆證酸溶液中，W形成预混乳液；混合预混乳液而形成水乳 液；将水乳液和硬质材料粉末组分混合，其中硬质材料粉末组分包含硬质碳化物粉末和金 属粘合剂粉末；向水乳液和硬质材料粉末组分的组合中添加水，W形成浆液；将该浆液研 磨预选的时间，W形成经研磨浆液；干燥经研磨浆液W形成硬质材料粉末，其中所述的干燥 在包括真空干燥和喷雾干燥的组中选择；W及将硬质材料粉末固结而形成硬质材料制品。
【专利附图】
【附图说明】
[0043] W下是形成本专利申请的一部分的【专利附图】
【附图说明】：
[0044] 图1是针对通过不同制备方法制备的TOM粉末等级的模具系数值巧对于压制压 力（吨/平方英寸（tsi))的曲线图；
[0045] 图2是针对通过不同制备方法制备的GT30粉末等级的模具系数值巧对于压制压 力（吨/平方英寸（tsi))的曲线图；
[0046] 图3是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的模具系数值巧对于压制压 力（吨/平方英寸（tsi))的曲线图；
[0047] 图4是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的W奧斯特（Oe)为单位的矫 顽力化）的箱线图；
[0048] 图5是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的4 n 0 ( y -TmVkg)值的箱 线图；
[0049] 图6是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的比重（克/立方厘米[gr/ cm 3])的箱线图；
[0050] 图7是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的维氏硬度（Hv30)的箱线 图；
[0051] 图8是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的制备态粉末（as-pro化ced powder)的氧含量（氧百分比）的区间图；
[0052] 图9是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的制备态粉末的残余水分百 分比的区间图；
[005引图10是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末等级的W. L. F.的箱线图；
[0054] 图11是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末的模具系数值巧对于压制压力 (吨/平方英寸（tsi))的曲线图，其中一个方法使用丙丽作为研磨液（批号Cp 770)并且 另一个方法使用水性浆液作为研磨液（批号FW302);
[00巧]图12是针对通过不同制备方法制备的BN55粉末的模具系数值巧对于压制压力 (吨/平方英寸（tsi))的曲线图；
[0056] 图13是针对GT30粉末等级批号FW-503A的压巧师烧结之间的延迟（W天测量） 与4 31 0 (y-TmS/kg)值的曲线图；
[0057] 图14是针对GT30粉末等级的模具系数对于压制压力（吨/平方英寸（tsi))的 曲线图，其中一个方法使用丙丽作为研磨液（批号Cp 1787)并且另一个方法使用水性浆液 作为研磨液（批号FW 503A) 及
[005引图15是对制备进行比较得到的针对BM5粉末等级的W MPa为单位的横向断裂强 度（TR巧的箱线图，其中一种方法使用丙丽作为研磨液（批号Cp341)而另一种方法使用水 性浆液作为研磨液（批号FW 202)。
【具体实施方式】
[0059] 本发明涉及硬质材料和由硬质材料粉末组分（例如，碳化物和金属粘合剂）的水 性浆液制备硬质材料的方法。更具体地讲，本发明涉及硬质材料诸如烧结（钻）碳化鹤，W 及由硬质材料粉末组分（例如，碳化物和金属粘合剂）的水性浆液制备此类烧结（钻）碳 化鹤的方法，其中该浆液包含一种或多种添加剂。该硬质材料具有的特性满足或超出由基 于溶剂的硬质材料浆液形成的硬质材料的那些特性。
[0060] 在本发明中，硬质材料粉末包含烧结碳化鹤等级，其中粘合剂为单独的钻或钻、媒 和铅的组合。下表A示出了该些硬质材料等级的具体组合物和烧结材料的粒径。使用如 ASTM E112-10标准中所述的截线法测量平均粒径（微米（ym))。
[0061] 衷 A
[0062] 烧结碳化链粉未等级的具体纽合物
[0063]
【权利要求】
1. 一种用于对水性浆液中的硬质材料粉末组分进行水性研磨的水乳液，所述水乳液包 含： 氧化抑制剂，所述氧化抑制剂的含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约 0. 6重量％和约1. 4重量％之间； 石蜡，所述石蜡的含量最高至所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约2. 75重 量％ ; 肉豆蘧酸，所述肉豆蘧酸的含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约〇. 10 重量％和约0. 50重量％之间；并且剩余量为水。
2. 根据权利要求1所述的水乳液，其中所述水乳液包括含量介于所述水性浆液中所述 硬质材料粉末组分的约〇. 8重量％和约1. 2重量％之间的所述氧化抑制剂；以及含量介于 所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约〇. 13重量％和约0. 30重量％之间的所述肉豆 蓮fe。
3. 根据权利要求1所述的水乳液，其中所述水乳液包括含量介于所述水性浆液中所述 硬质材料粉末组分的约〇. 25重量％和约0. 75重量％之间的所述石蜡。
4. 根据权利要求1所述的水乳液，其中所述水乳液包括含量介于所述水性浆液中所述 硬质材料粉末组分的约〇. 40重量％和约0. 60重量％之间的所述石蜡。
5. 根据权利要求1所述的水乳液，其中所述水乳液包括含量等于所述水性浆液中所述 硬质材料粉末组分的约1. 〇重量％的所述氧化抑制剂；含量等于所述水性浆液中所述硬质 材料粉末组分的约〇. 50重量％的所述石蜡；含量等于所述水性浆液中所述硬质材料粉末 组分的约0. 15重量％的所述肉豆蘧酸；并且剩余量为水。
6. 根据权利要求1所述的水乳液，其中所述水乳液包括含量等于所述水性浆液中所述 硬质材料粉末组分的约1. 〇重量％的所述氧化抑制剂；含量等于所述水性浆液中所述硬质 材料粉末组分的约2. 50重量％的所述石蜡；含量等于所述水性浆液中所述硬质材料粉末 组分的约0. 15重量％的所述肉豆蘧酸；以及余量水。
7. 根据权利要求1所述的水乳液，其中所述氧化抑制剂选自包括聚乙烯基内酰胺、三 乙醇胺和六亚甲基四胺的组。
8.根据权利要求1所述的水乳液，其中所述水选自包括脱矿质水和去离子水的组。
9. 一种制备用于研磨硬质材料粉末组分的水性浆液的水乳液的方法，所述方法包括以 下步骤： 在加热条件下将含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约〇. 6重量％和 约1. 4重量％之间的氧化抑制剂和水混合在一起，以形成氧化抑制剂-水混合物； 将含量最高至所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约2. 75重量％的石蜡和含量 介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约〇. 10重量％和约〇. 50重量％之间的肉豆 蘧酸熔融，以形成石蜡-肉豆蘧酸溶液； 将所述氧化抑制剂-水混合物加入所述石蜡-肉豆蘧酸溶液中，以形成预混乳液；以及 混合所述预混乳液，以形成所述水乳液。
10. 根据权利要求9所述的制备水乳液的方法，其中在被加入到所述石蜡-肉豆蘧酸溶 液中时，所述氧化抑制剂-水混合物处于约50°C和约60°C之间的温度。
11. 根据权利要求9所述的制备水乳液的方法，其中所述石蜡的含量介于所述水性浆 液中所述硬质材料粉末组分的约0. 25重量％和约0. 75重量％之间。
12. 根据权利要求9所述的制备水乳液的方法，其中所述氧化抑制剂选自包括聚乙烯 基内酰胺、三乙醇胺和六亚甲基四胺的组。
13. -种制备硬质材料粉末组分的水性浆液的方法，所述方法包括以下步骤： 在加热条件下将含量介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约〇. 6重量％和 约1. 4重量％之间的氧化抑制剂和水混合在一起，以形成氧化抑制剂-水混合物； 将含量最高至所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约2. 75重量％的石蜡和含量 介于所述水性浆液中所述硬质材料粉末组分的约〇. 10重量％和约〇. 50重量％之间的肉豆 蘧酸熔融，以形成石蜡-肉豆蘧酸溶液； 将所述氧化抑制剂-水混合物加入到所述石蜡-肉豆蘧酸溶液中，以形成预混乳液； 混合所述预混乳液，以形成所述水乳液； 将所述水乳液和硬质材料粉末组分混合，其中所述硬质材料粉末组分包含硬质碳化物 粉末和金属粘合剂粉末； 向所述水乳液和硬质材料粉末组分的组合中添加水，以形成浆液；以及 将所述浆液研磨预选的时间，以形成经研磨浆液。
14. 根据权利要求13所述的制备水性浆液的方法，其中所述石蜡的含量介于所述水性 浆液中所述硬质材料粉末组分的约〇. 25重量％和约0. 75重量％之间。
15. -种由硬质材料粉末组分制备硬质材料粉末的方法，所述方法包括以下步骤： 在加热条件下将含量介于所述硬质材料粉末组分的约〇. 6重量％和约1. 4重量％之间 的氧化抑制剂和水混合在一起，以形成氧化抑制剂-水混合物； 将含量最高至所述硬质材料粉末组分的约2. 75重量％的石蜡和含量介于所述硬质材 料粉末组分的约〇. 10重量％和约〇. 50重量％之间的肉豆蘧酸熔融，以形成石蜡-肉豆蘧 酸溶液； 将所述氧化抑制剂-水混合物加入到所述石蜡-肉豆蘧酸溶液中，以形成预混乳液； 混合所述预混乳液，以形成所述水乳液； 将所述水乳液和硬质材料粉末组分混合，其中所述硬质材料粉末组分包含硬质碳化物 粉末和金属粘合剂粉末； 向所述水乳液和硬质材料粉末组分的组合中添加水，以形成浆液； 将所述浆液研磨预选的时间，以形成经研磨浆液；以及 干燥所述经研磨浆液以形成所述硬质材料粉末，其中所述干燥选自包括真空干燥和喷 雾干燥的组。
16. 根据权利要求15所述的制备硬质材料粉末的方法，其中当所述干燥为真空干燥 时，所述石錯的含量介于所述硬质材料粉末组分的约〇. 25重量％和约0. 75重量％之间。
17. 根据权利要求15所述的制备硬质材料粉末的方法，其中当所述干燥为喷雾干燥 时，所述石蜡的含量最高至所述硬质材料粉末组分的约2. 75重量％。
18. -种由硬质材料粉末组分制备硬质材料制品的方法，所述方法包括以下步骤： 在加热条件下将含量介于所述硬质材料粉末组分的约〇. 6重量％和约1. 4重量％之间 的氧化抑制剂和水混合在一起，以形成氧化抑制剂-水混合物； 将含量最高至所述硬质材料粉末组分的约2. 75重量％的石蜡和含量介于所述硬质材 料粉末组分的约0. 10重量％和约0. 50重量％之间的肉豆蘧酸熔融，以形成石蜡-肉豆蘧 酸溶液； 将所述氧化抑制剂-水混合物加入到所述石蜡-肉豆蘧酸溶液中，以形成预混乳液； 混合所述预混乳液，以形成所述水乳液； 将所述水乳液和硬质材料粉末组分混合，其中所述硬质材料粉末组分包含硬质碳化物 粉末和金属粘合剂粉末； 向所述水乳液和硬质材料粉末组分的组合中添加水，以形成浆液； 将所述浆液研磨预选的时间，以形成经研磨浆液； 干燥所述经研磨浆液以形成所述硬质材料粉末，其中所述干燥选自包括真空干燥和喷 雾干燥的组；以及 固结所述硬质材料粉末以形成所述硬质材料制品。
19. 根据权利要求18所述的制备硬质材料制品的方法，其中当所述干燥为真空干燥 时，所述石錯的含量介于所述硬质材料粉末组分的约〇. 25重量％和约0. 75重量％之间。
20. 根据权利要求18所述的制备硬质材料制品的方法，其中当所述干燥为喷雾干燥 时，所述石蜡的含量最高至所述硬质材料粉末组分的约2. 75重量％。
【文档编号】B22F9/04GK104513646SQ201410508200
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2013年10月4日
【发明者】西瓦拉曼·戈帕劳, 拉加万·伦加拉詹, 拉梅什·萨特亚娜拉彦·劳, 阿拉姆·鲁赫萨 申请人:钴碳化钨硬质合金印度有限公司