一种多层球形材料及其制备方法与流程

本发明涉及粉末冶金技术领域，更具体地，涉及一种多层球形材料及其制备方法。

背景技术：

粉末冶金用于制取金属粉末或者以金属粉末(或金属粉末与无机非金属粉末的混合物)作为原料，经过压制或注射成型，以及后续的脱脂、烧结等工艺过程，制造金属材料、陶瓷材料和复合材料以及各种类型制品的工艺技术。

目前，粉末冶金还存在如下问题：

对于无机非金属陶瓷材料，因其熔化温度很高，无法进行熔融状态的雾化造粒，不能形成硬质球形颗粒；

采用注射成型工艺的，对于高硬度粉末材料，因粉末为非球形，高硬度粉末材料与密炼机、造粒机和注射机壁摩擦，尤其是和粉末材料接触的设备表面划伤量很大，容易造成粉末材料污染，导致粉末材料烧结后表面颜色改变，影响材料性能；同时，对于细小粉末材料，需要很多的粘结剂将其包覆进行密炼造粒，才能够保证有较好的流动性，粘结剂量增加会导致后续脱脂时间延长，产品收缩量增加，产品尺寸难以控制。

采用自动干压成型工艺的，非球形粉末不具有稳定流动性，填充密度不稳定，产品质量控制难以稳定；同时，需要很多的粘结剂才可具有保型性，但很多的粘结剂又导致产品收缩量增加，脱脂时间相对延长，产品尺寸难以控制。

另外，有些粉末材料综合性能差，例如陶瓷材料或者金属陶瓷材料，虽然硬度高，但其烧结温度高、韧性低，在具有缺口或者冲击载荷的条件下极容易出现脆性断裂，例如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷和氮化硅陶瓷的断裂韧性很低，不能够制备耐热冲击和应力冲击的结构件。

因此，现有粉末冶金工艺技术解决不了产品尺寸精度控制难、易变形开裂问题以及综合性能差的问题，限制了粉末材的应用。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种多层球形材料的新技术方案。

本发明的另一个目的是提供一种多层球形材料的制备方法的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种多层球形材料的制备方法，包括以下步骤：

S101、对第一材料粉末进行一次造粒，形成第一球形粒子；

S102、将所述第一球形粒子进行预烧结，以形成球状颗粒；

S103、将所述球状颗粒与第二材料粉末混合进行二次造粒，以使第二材料粉末包覆在球状颗粒表面，得到第二球形粒子；

S104、将第二球形粒子进行二次预烧结，形成球形材料；

S105、将步骤S104得到的球形材料进行后续成型工艺。

优选地，所述第一材料粉末的韧性小于所述第二材料粉末的韧性。

优选地，所述第一材料粉末选自非金属陶瓷粉末和/或金属陶瓷粉末，所述第二材料粉末选自非金属陶瓷粉末、金属陶瓷粉末或者金属粉末中任一种或多种混合物。

优选地，所述的非金属陶瓷粉末选自氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷或硅化物陶瓷中任一种，所述的金属陶瓷粉末选自氧化物基金属陶瓷、碳化物基金属陶瓷、氮化物基金属陶瓷、硼化物基金属陶瓷或硅化物基金属陶瓷中任一种，所述的金属粉末选自过渡金属。

优选地，在所述步骤S101中的第一球形粒子通过如下方法制备：

S201、将第一材料粉末、溶剂和磨球置于球磨机中；

S202、球磨过程中加入粘结剂，并继续球磨至混合均匀；

S203、球磨完成后，过滤掉磨球，将球磨混合完成的悬浊液进行喷雾造粒，形成所需第一球形粒子。

优选地，在所述步骤S104、S105之间，至少还包括第三次造粒的步骤，以形成至少三层的多层球形材料，所述多层球形材料每一层材料韧性由内向外不断增大。

优选地，所述S102步骤，包括：

将所述第一球形粒子进行预烧结，以形成相互连接球状颗粒，所述球状颗粒的致密度为50％—90％；

对相互连接的球状颗粒进行振动破碎，形成独立分散的球状颗粒，并对分散的球状颗粒进行分级筛分，形成粒度分布不同的粒子。

优选地，所述S105步骤包括：

对球形材料进行筛选，对平均粒度为15-20μm的双层球形材料密炼造粒后进行注射成型。

优选地，所述S105步骤包括：

对球形材料进行筛选，对平均粒度为100-200μm的双层球形材料进行干压成型。

根据本发明的另一方面，提供了一种多层球形材料，所述多层球形材料根据上述的制备方法制成。

本发明提供的多层球形材料的制备方法，该制备方法将粉末材料进行球化，可以提高粉末材料的装载量和流动性，降低了对设备的磨损，可以降低粘结剂用量，大大缩短脱脂时间，提高生产率，可以降低产品收缩系数，降低变形量，提高产品尺寸控制稳定性。另外，本发明提供的多层球形材料综合性能优异，拓宽了应用范围。

本发明的发明人发现，现有粉末冶金工艺解决不了材料综合性能差的问题。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种多层球形材料及其制备方法新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例的多层球形材料的制备方法的工艺流程图；

图2是本发明实施例的第一材料粉末的结构示意图；

图3是本发明实施例的球状颗粒的结构示意图；

图4是本发明实施例的第二球形粒子的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

以下对本发明和主张的权利要求中涉及的几个关键词的含义解释如下：

如本文所用：

脱脂：是指在注射成型过程中，将粘结剂脱除的工艺过程。

烧结：是指将粉末或制备的坯体在低于主要组分熔点的温度下的热处理，并保持足够长的时间实现完全致密化或几乎完全致密化，目的在于通过颗粒间的冶金；

预烧结：是指在低于最终烧结温度的温度下对压坯的加热处理，实现部分致密化的过程。

韧性：是指材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性越好，则发生脆性断裂的可能性越小。

致密度：烧结的致密化水平，即实际密度相对理论完全致密的百分比。

装载量：是指在满足注射成型条件下，粉末体积占喂料(即粉末与粘结剂的混合物)体积的百分数。

其中，装载量低会造成材料收缩系数大，材料烧结后尺寸不稳定，也会造成产品各个部位变形不一致，导致内应力产生，存在烧结后变形、开裂等问题。

平均粒度：一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径，它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50％，小于它的颗粒也占50％。

本发明实施例提供了一种多层球形材料的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

S101、对第一材料粉末进行一次造粒，形成第一球形粒子。

具体的，上述第一球形粒子可通过如下方法制备：

S201、提供第一材料粉末，加入溶剂和磨球，一起置于球磨机中；

S202、球磨过程中加入粘结剂，并继续球磨至混合均匀；

S203、球磨完成后，过滤掉磨球，将球磨混合完成的悬浊液置于喷雾造粒机中，对上述悬浊液进行一次喷雾造粒，形成所需第一球形粒子。

优选的，上述第一材料粉末选自非金属陶瓷粉末和/或金属陶瓷粉末，即可以是非金属陶瓷粉末或金属陶瓷粉末任一种，也可以是两种的混合。其中，非金属陶瓷粉末选自氧化物陶瓷(例如氧化锆、氧化铝、氧化镁、氧化钙或氧化铬)、氮化物陶瓷(例如氮化钛、氮化硼、氮化硅和氮化钽、碳化钨硬质合金、碳化钛或氮化钛)、碳化物陶瓷(碳氮化钛、碳化硅、碳化钛、碳氮化钛或碳化钨)、硼化物陶瓷(硼化钛、硼化钽、硼化钒、硼化铬、硼化锆、硼化钨、硼化钼、硼化铌或硼化铪)或者硅化物陶瓷(例如硅化锰、硅化铁、硅化钴、硅化镍、硅化钛、硅化锆、硅化铌、硅化钒或硅化铌)中的任一种；所述的金属陶瓷粉末选自氧化物基金属陶瓷、碳化物基金属陶瓷、氮化物基金属陶瓷、硼化物基金属陶瓷或硅化物基金属陶瓷中任一种。

优选的，上述溶剂可以选择水，或者是有机溶剂，例如无水乙醇、丙酮、苯或四氯化碳等。而上述球磨可以使用各种球磨方式，例如行星球磨、滚动球磨、搅拌球磨、振动球磨或砂磨机等，球磨时间可以为10min—300h。

优选的，上述粘结剂可以选择聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、石蜡或者橡胶等。

需要说明的是，因为各种陶瓷材料粉末的熔点均非常高，如果想要对其进行雾化造粒，需要及其高的温度，通常温度在3500℃以上，现有的设备无法满足这一温度要求，因此上述第一球形粒子通过喷雾造粒生产。

进一步的，为了提高装载量、降低后续粘结剂的使用，步骤S101中具有一定粒度和粒度分布的第一球形粒子是对步骤S203所形成球形颗粒的筛选，所述的粒度分布可以是1μm—300μm粒度范围的粉末的组合，上述第一球形粒子粒度分布可用于后续的干压成型，而若后期工艺选择注射成型，则粒度分布可以进一步限定为15μm—18μm。显然，也可以根据具体使用需要，通过改变后期二次造粒的时间，将第一球形粒子粒度限定成需要的范围内。

本发明实施例的第一材料粉末结构如图2所示，粉末球化可以避免对机器的损伤，可以提高粉末松装密度，降低粒状粉末颗粒的比表面积，从而提高装载量，并且第一球形粒子之间不会产生尖锐摩擦，在后期成型工艺中流动性好、第一球形粒子力传递效果好、各部分密度和应力分布相对均匀，因此制成产品的保形性更好。

S102、将所述第一球形粒子进行预烧结，以形成球状颗粒，球状颗粒结构如图3所示，具体包括：

将所述第一球形粒子进行预烧结，以形成相互连接球状颗粒，所述球状颗粒的致密度为50％—90％；

对相互连接的球状颗粒进行振动破碎，形成独立分散的球状颗粒，并对分散的球状颗粒进行分级筛分，形成粒度分布不同的粒子。

上述球状颗粒相互连接是指在球状颗粒被预烧结致密度为50％—90％时，球状颗粒相互之间连接起来，但又不完全粘接在一起成块状，便于破碎成分散的球状颗粒。破碎目标是将预烧结过程中的球状颗粒之间的粘连部分破开，破碎方式根据实际需要选择，可以选择振动筛网破碎，振动力大小使球形粒子本身不被破碎，只将粒子之间的连接处破开。

本发明实施例中第一球形粒子的预烧结在烧结气氛中进行，在预烧结前，先将该球形颗粒放入脱脂炉中，常规脱脂条件下进行脱脂，而预烧结温度的高低根据预烧结具体第一材料粉末的种类设定，范围可以是300℃—2000℃。例如硬质合金颗粒粒子的预烧结温度为1000℃—1200℃，氧化铝的预烧结温度为1200℃—1400℃，以使球状颗粒致密度为50％—90％，预烧结后球状颗粒具有一定的强度，使球状颗粒在后期加工过程中，例如密炼、造粒或者注塑成型的过程中被破碎失效。并且，预烧结后球状颗粒具有一定强度和致密度，可以提高粉料的装载量，而球形粒子相对于粉末具有优异的流动性，注塑成型后降低材料内部应力和分布不均现象，避免烧结后脆性材料开裂。其中，烧结气氛根据具体第一材料粉末的种类进行选择，可以是大气气氛、氢气气氛、惰性气体气氛、甲烷气体气氛、氮气气氛和氨气气氛的一种或者多种组合。

S103、将所述球状颗粒与第二材料粉末混合进行二次造粒，以使第二材料粉末包覆在球状颗粒表面，得到第二球形粒子。本实施例的第二材料粉末选自非金属陶瓷粉末、金属陶瓷粉末或者金属粉末中任一种或多种混合物，其中，非金属陶瓷粉末选自可以选自如氧化物陶瓷(例如氧化锆、氧化铝、氧化镁、氧化钙或氧化铬)、氮化物陶瓷(例如氮化钛、氮化硼、氮化硅和氮化钽、碳化钨硬质合金、碳化钛或氮化钛)、碳化物陶瓷(碳氮化钛、碳化硅、碳化钛、碳氮化钛或碳化钨)、硼化物陶瓷(硼化钛、硼化钽、硼化钒、硼化铬、硼化锆、硼化钨、硼化钼、硼化铌或硼化铪)或者硅化物陶瓷(例如硅化锰、硅化铁、硅化钴、硅化镍、硅化钛、硅化锆、硅化铌、硅化钒或硅化铌)中的任一种，所述的金属陶瓷粉末选自氧化物基金属陶瓷、碳化物基金属陶瓷、氮化物基金属陶瓷、硼化物基金属陶瓷或硅化物基金属陶瓷中任一种，所述的金属粉末选自过度元素，即过渡金属，可以理解的是，根据需要也可以选择过渡金属的合金。

优选的，所述第一材料粉末的韧性小于所述第二材料粉末的韧性。第一材料粉末与第二材料粉末的质量比为3:1-1:3。可以理解的是，第一材料粉末的硬度高、韧性低，第二材料粉末的韧性高、硬度低，而双层结构结合内部第一材料粉末高硬度特性和外部第二材料粉末高韧性特性，形成性能优化的双层结构。例如，第一材料粉末采用韧性较小的非金属陶瓷粉末或金属陶瓷粉末任一种，或其混合粉末，制得球状颗粒，第二材料粉末采用韧性较大的陶瓷、金属陶瓷或者金属粉末任一种，或其混合粉末，对球状颗粒进行二次造粒，使原粒子表面包裹一层韧性更大的陶瓷、金属陶瓷或者金属粉末。

其中，第二材料粉末要与溶剂和粘结剂混合，混合后除去溶剂，然后才与球状颗粒进行二次造粒。

优选地，所述二次造粒的方法采用滚动造粒或者圆盘造粒。

S104、将第二球形粒子进行二次预烧结，形成球形材料，如图4所示。通过对二次造粒后的粒子再次进行烧结，使包裹在球状颗粒表面的第二材料粉末与球状颗粒粘接牢固，形成两层不同性质复合粒子。例如第一材料粉末为硬度高的非金属陶瓷粉末，第二材料粉末为韧性较高的金属粉末，二次造粒后金属粉末将非金属陶瓷粉末包裹，形成外层是金属材料，内衬为陶瓷材料的双层颗粒，然后将颗粒放入还原气氛的烧结炉中进行第二次预烧结，在烧结驱动力的作用下，金属粉末部分熔化并且熔渗到陶瓷颗粒内部，形成具有很好综合性能(例如高韧性高硬度)的双层球形材料。

其中，根据第二材料粉末的种类，烧结温度为第二材料粉末的熔点温度的50％-90％，保证第二材料粉末部分熔化和球状颗粒结合。烧结气氛根据粉末重量，可选择大气气氛、氢气气氛、惰性气体气氛、甲烷气体气氛、氮气气氛、分解氨气气氛的一种或者多种组合。

通过对第二球形粒子进行预烧结使其具有更好强度和致密度，进一步提高装载量，注塑成型后降低材料内部应力，避免脆性材料开裂；同时，具有更好的强度，可以避免在密炼、造粒或者注塑成型的过程中被破碎失效。

优选地，在所述S104步骤前，所述方法还包括：

根据尺寸对球状颗粒进行筛选，得到不同粒径的球状颗粒，选取不同粒径范围的粒子进行混合，并在脱脂条件下进行脱脂。其中，不同粒径的球状颗粒进行混合，可以提高装载量，从而降低粘结剂的使用量，降低脱脂时间。

在本发明另一实施例中，在二次造粒后至少还包括第三次造粒的步骤，以形成至少三层的多层球形材料，所述多层球形材料每一层材料韧性由内向外不断增大。本领域技术人员应该明白，多层球形材料根据每一层的选材的性质不同得到的多层球形材料综合性质将不同，具体可以根据使用需求不同进行调整层数和每一层的材料。

S105、将步骤S104得到的球形材料进行后续成型工艺。具体包括：

根据尺寸对球形材料进行筛选，对平均粒度为15-20μm的双层球形材料进行密炼、造粒工艺后进行注射成型；对平均粒度为100-200μm的双层球形材料进行干压成型，也可用于3D打印工艺。当然，平均粒度可以通过二次造粒的时间等工艺条件进行控制，可根据双层球形材料的用途进行平均粒度的控制。

本发明实施例的双层球形材料或者多层球形材料可以采用干压或注射成型的。例如选取上述制备多层球形材料制备方法制备的双层球形材料，两种材料结合成一个球形材料，在注射成型或者干压成型并进行脱脂、烧结工艺后，内外层材料相互结合，形成内硬外韧的复合材料结构，材料具备优异的综合性能。

具体的，干压工艺是将制备的球形材料与少量的粘结剂进行混合，然后进行压制，可以是手动干压成型工艺，也可以是自动干压成型工艺，然后对成型后的坯料进行脱脂、烧结，形成最终产品毛坯。粘结剂为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛或者石蜡，粘结剂的质量分数为球形材料与粘结剂总质量的0.1％-2％。而脱脂可以采用热脱脂工艺、也可以采用溶剂脱脂工艺，也可以采用催化脱脂工艺。

注射成型工艺是将制备的球形材料与粘结剂进行混炼，将混炼后的材料进行切割造粒，优选为直径为2-5mm，长度3-10mm的圆柱形粒子，将制备的粒子进行注射成型，形成产品胚料形状。上述粘结剂可以是蜡基粘结剂、塑基粘结剂或者水基粘结剂，也可以是两种粘结剂的组合；上述的脱脂可以采用热脱脂工艺、溶剂脱脂工艺和催化脱脂工艺，也可以是这几种工艺的组合；上述烧结可以是真空烧结、气氛烧结，也可以是几种烧结工艺的组合。

需要说明的是，现有的某些材料的注射成型工艺的脱脂时间长达几十个小时，例如腊基氧化铝或者碳化钨金属陶瓷，这对生产效率造成了极大的阻碍。在多层球形材料制备过程中，本发明通过将脱脂分成几段进行处理，预烧结和二次预烧结之前均进行脱脂，即将球状颗粒、第二球形粒子分别进行脱脂和预烧结，后面形成的双层球形材料没有粘结剂。因为双层球形材料相对于粉末比表面积小，因此，双层球形材料在后续进行混炼时，加入的粘结剂的量就相对少，脱脂时球形颗粒之间的空隙比原始粉料之间的空隙通道大，大大缩短脱脂时间，提高生产率。

实施例1

本发明实施例提供了一种多层球形材料，所述多层球形材料根据本发明实施例的多层球形材料制备方法制成；该制备方法，包括如下步骤：

选取平均粒度为0.6μm和平均粒度为3μm的硬质合金碳化钨，以及纯度为99.9％的钴粉作为原材料；需要说明的是，平均粒度为3μm的硬质合金碳化钨比平均粒度为0.6μm的硬质合金碳化钨的韧性要大。

配置质量分数分别为3％钴、97％碳化钨的两种材料混合粉末，其中，质量分数为97％的碳化钨的平均粒度为0.6μm；

配置质量分数分别为15％钴、85％碳化钨的两种材料混合粉末，其中，质量分数为85％的碳化钨的平均粒度为3μm；

将4kg的3％钴、97％碳化钨的混合粉末加入到球磨机中，继续加入无水乙醇4L作为溶剂，加入硬质合金球6kg进行球磨，球磨一段时间后加入40g的石蜡继续球磨。其中，球磨机容积为8L，球磨机转速为350rpm，球磨5h，球磨后出料，过滤掉硬质合金球，得到上述混合粉末的混合液；

将上述混合液加入到喷雾干燥机中进行喷雾造粒，喷雾干燥机转速为12000rpm，得到粒度分布在5μm-35μm的球形颗粒。再将球形颗粒放入脱脂炉中进行脱脂，脱脂温度为600℃，时间为3h，并继续升温至1200℃进行预烧结，得到具有一定强度的球状颗粒；

将该球状颗粒浸入如淀粉的多糖溶液，并取出进行干燥，得到表面包覆多糖的球状颗粒；

另取3kg的15％钴、85％碳化钨的混合粉末，加入无水乙醇4L作为溶剂，放入行星球磨机中进行混合，球磨一段时间后加入40g的石蜡继续球磨，混合后采用真空干燥方式干燥除去溶剂，然后将干燥完全的混合粉末与上述表面包覆多糖的球状颗粒在滚筒造粒或者圆盘造粒机中进行滚动造粒，以得到双层结构。该双层结构为球状颗粒表面包覆一层15％钴、85％碳化钨的混合粉末，进行分级筛分，得到粒度分布在5—20μm之间的第二球形粒子；

对第二球形粒子进行脱脂和预烧结，脱脂时间为2h，脱脂温度为600℃，预烧结温度为1200℃，得到双层球形材料。将双层球形材料加入蜡基粘结剂，进行干压成型，或者继续进行混炼造粒，得到用于注射的硬质合金喂料。

实施例2

本实施例提供一种多层球形材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

将平均粒度为500nm的氧化锆材料粉末加入行星球磨机或者砂磨机，加入无水乙醇和丙酮的混合溶剂，其中无水乙醇和丙酮的比例各占50％，而溶剂和氧化锆材料粉末的质量比为6:1；再加入直径为3mm、6mm、10mm氧化锆磨球，上述不同直径的氧化锆磨球重量比为5:3:2；并向混合溶剂中加入氧化锆重量1.5％的聚乙烯醇缩丁醛，球磨混合1小时，过滤掉氧化锆磨球，形成氧化锆悬浊液。

将上述制备的悬浊液加入到喷雾造粒机中进行喷雾造粒，调节喷雾干燥机转速至8000rpm，干燥机入口温度为80℃，出口温度为100℃，调节蠕动泵流速为20ml/min，形成粒径分布为5μm-15μm的氧化锆球形颗粒；

将氧化锆球形颗粒加入脱脂炉中进行脱脂，脱脂最高温度为600℃，脱脂时间为5h，脱脂完成后，对氧化锆球形颗粒进行预烧结或者转放入大气烧结炉中进行预烧结，预烧结最高温度为1200℃，形成具有一定强度、相互部分粘连的氧化锆球形粒子；

对上述相互部分粘连的氧化锆球形粒子放入振动筛中，并加入硬质合金球颗粒振动破碎，进行分级筛分，得到具有不同粒径分布的氧化锆球形粒子；

取钴金属粉末，加入到球磨机中，并向其中加入有机溶剂和40g的石蜡，并进行球磨混合，混合时间为20min，混合均匀后过滤掉磨球并真空干燥，得到混合有石蜡的钴粉末；

筛选粒径为5—15μm段的氧化锆球形粒子，放入淀粉溶液，然后取出干燥，向表面包覆淀粉后具有粘性的氧化锆球形粒子中加入混合有石蜡的钴粉末，氧化锆球形粒子与钴金属粉末的质量比为5:1，使用V型混料机进行预混合，然后放入滚筒造粒机或者圆盘造粒机中进行二次造粒，得到表面包覆钴金属粉末的双层球形粒子，其平均粒度为20μm；

然后将双层球形粒子放入氢气炉中进行脱脂和二次预烧结，预烧结温度为1100℃，得到具有一定强度的双层球形材料。

上述双层球形材料在一个具体应用中，为了增加流动性，向该双层球形材料中加入聚甲醛、高密度聚乙烯等粘结剂，然后进行密炼造粒，得到用于注射成型工艺用喂料；

对喂料进行注射成型，得到所需产品形状，将产品置于还原气氛下烧结，烧结最高温度为1450℃，保温两个小时，得到所需尺寸产品。

上述实施例的二次造粒还可以通过以下步骤实现：

取钴金属粉末，加入到球磨机中，并向其中加入有机溶剂和40g的石蜡，并进行球磨混合，混合时间为20min，混合均匀后过滤掉磨球并真空干燥，得到混合有石蜡的钴粉末；

将15μm-200μm的氧化锆球形粒子加入到滚筒造粒机或者圆盘造粒机中，并加入混有石蜡的钴粉，在造粒机中进行二次包覆造粒，得到表面包覆有金属钴粉末、粒径大小分布为20—250μm的双层球形粒子，该双层球形粒子可用于干压成型。

在本发明另一实施例中，提供了一种多层球形材料，所述多层球形材料根据本发明实施例的制备方法制成。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。