烧结碳化物材料的制作方法
【专利摘要】烧结碳化物材料，含有呈微粒形式的碳化钨（WC）材料和粘结相，碳化钨材料具有相当于至少0.5微米和至多10微米的圆直径的平均晶粒尺寸D，粘结相含有至少5重量%和至多12重量%的钴（Co），W以粘合剂材料的至少10重量%的含量存在于粘合剂中，所述WC材料的含量为至少75重量%和至多95重量%；并且，纳米微粒分散在所述粘合剂材料中，所述纳米微粒含有公式CoxWyCz的材料，其中X为范围从1至7的值，Y为范围从1至10的值，且Z为范围从0至4的值；所述纳米微粒的平均微粒尺寸为至多10nm，至少10%的纳米微粒的尺寸为至多5nm；烧结碳化物材料的磁矫顽力以kA/m为单位为至少-2.1×D+14。
【专利说明】烧结碳化物材料
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及烧结碳化物材料，含有该材料的工具以及制造该材料的方法。
【背景技术】
[0002]烧结碳化物材料含有金属碳化物例如碳化钨(WC)或碳化钛(TiC)微粒，其分散在含有金属例如钴(Co)、镍(Ni)或金属合金的粘合剂材料中。可以认为粘结相将碳化物微粒粘结在一起成为烧结体。磁性能的测量结果可用来间接地测量烧结碳化物材料的微观结构和性能方面。磁矫顽力(或简单称为矫顽力或矫顽性)和磁矩(或磁饱和度)可以用于该目的。
[0003]欧洲专利号1043415公开了涂层烧结碳化物嵌芯(coated cemented carbideinsert)，其具有5_50微米厚度且基本不含伽玛相但富含粘结相的表面区，该表面区的平均粘结相含量(按体积计)为集体粘结相(bulk binder phase)含量的1.2_2.0倍。伽玛相基本上由TaC和TiC以及在一定程度上在烧结期间溶解于伽玛相中的WC构成。Ta/Ti的比例介于1.0和4.0之间。
[0004]Jonsson(Jonsson, H.，1981，"Microstructure and hardness of heat treatedCo-W alloys with compositions close to those of binder phases of Co-WCcementedcarbides (在具有接近于Co-WC烧结碳化物的粘结相的组分的热处理Co-W合金的微观结构和硬度)〃，PhD 论文，Chemistry Institute of the University of Uppsala)中公开了均质的Co-25%W合金在摄氏500至800度的温度范围内至少长达约100小时的老化伴有硬度的增大。
[0005]烧结碳化物材料相对耐磨损和抗断裂。然而，通常可以预期通过控制组分来增大耐磨性，从而导致抗断裂性的让步，反之亦然。尽管延长烧结碳化物材料的热处理时间可以用来改变其性能，但是这降低了生产速度并趋向于增大成本。
【发明内容】
[0006]从第一个方面来看，本发明可以提供烧结碳化物材料，其含有呈微粒形式的碳化钨材料(WC)和粘结相，该碳化钨材料具有相当于至少约0.5微米和至多约10微米的圆直径的平均晶粒尺寸D (如使用烧结碳化物材料的抛光表面的电子背散射衍射图像测量所得)，该粘结相含有至少约5重量％和至多约12重量％的钴(Co);该WC材料的含量为至少约75重量％和至多约95重量％ ;并且，纳米微粒分散在所述粘合剂材料中，该纳米微粒含有公式CoxWyCz的材料，其中X为范围从I至7的值，Y为范围从I至10的值，且Z为范围从O至4的值或Z为范围从I至4的值；该纳米微粒的平均微粒尺寸为至多约10nm，至少约10%的该纳米微粒的尺寸为至多约5nm ;该烧结碳化物材料的磁矫顽力以kA/m为单位为至少约-2.1XD+14。平均晶粒尺寸D为晶粒尺寸d的平均值，其被表示为在含有烧结碳化物材料的本体的抛光表面的电子背散射衍射图像中明显可见的晶粒的等效圆直径。
[0007]本公开设想了烧结碳化物材料的各种实施例，以下为非限制且非穷举的实施例。[0008]W可以以粘合剂材料的至少约10重量％的含量存在于粘合剂中。W可以以固溶体或分散微粒的形式存在于粘合剂中。
[0009]粘结相可以包括铁(Fe)或镍(Ni)或包括Fe或Ni的合金。
[0010]Co含量可以为至少约5重量％和至多约8重量％，且烧结碳化物材料的磁矫顽力以kA/m为单位可以为至少约-1.9XD+14。
[0011]Co含量为至少约8重量％和至多约12重量％，且烧结碳化物材料的磁矫顽力以kA/m为单位为至少约-2.1XD+14。
[0012]从第二个方面来看，本发明提供了一种制造烧结碳化物本体(即含有烧结碳化物材料的本体)的方法，该方法包括提供烧结体，该烧结体含有碳化钨(WC)微粒和含有钴(Co)的粘合剂材料，该WC微粒的平均尺寸D为至少约0.5微米和至多约10微米，烧结体中的WC微粒的含量为至少约75重量％和至多约95重量％，且烧结体中的粘合剂材料的含量为至少约5重量％和至多约20重量％ ;并且在从约摄氏500度至约摄氏900度范围内的温度下热处理烧结体一段时间；该时间为至少约(0.8XD) - 0.15小时和至多约(4.3XD) 一 1.7小时。
[0013]W可以以粘合剂材料的至少约10重量％的含量存在于粘合剂中。W可以以固溶体或分散微粒的形式存在于粘合剂中。分散微粒可以含有公式CoxWyCz的化合物，其中X为范围从I至7的值，Y为范围从I至10的值，且Z为范围从O至4的值或Z为范围从I至4的值。
[0014]烧结体的粘合剂可以含有铁(Fe)或镍(Ni)，或包括Fe或Ni中至少一种在内的合金。
[0015]可以选择烧结体的组成和微观结构，从而使得烧结体的磁矩(或磁饱和度)为含有名义上纯钴的粘合剂材料或包含于粘合剂材料中的Co和Ni的合金的理论值的至少约70%和至多约85%。
[0016]从第三个方面来看，本发明提供了含有本发明的烧结碳化物材料的工具或工具元件。工具可以是用于道路平整或采矿的镐头(Pick)。工具可以含有连接至支撑本体的超硬尖端，该支撑本体含有本发明的烧结碳化物材料。
[0017]本文所公开的烧结碳化物材料和含有该烧结碳化物材料的本体可以具有表现为与高耐磨性和/或硬度结合的提高抗断裂性的方面。所公开的方法可以具有减少制造时间和提闻制造效率的方面。
[0018]尽管希望不受具体的理论限制，但含有相对小的碳化物微粒的烧结碳化物材料可能表现出碳化物微粒之间的相对小的平均自由程和介于其间的相对薄的粘合剂材料夹层，该相对小的碳化物微粒具有至多约10微米的平均尺寸并以至少约80重量％的足够高的含量(即粘合剂材料的含量为至多约20重量％)存在。这样产生的结果是，粘合剂材料具有相对高的内应变，其可能的效果是，需要减少老化时间来提供具有期望的硬度和抗断裂性组合的材料。如果粘合剂材料的含量实质上大于20重量％和/或碳化物微粒的平均尺寸实质上大于约10微米，那么老化时间的减少可导致硬度下降或烧结碳化物材料的强度下降。纳米微粒的沉淀可以具有提高烧结碳化物材料的耐腐蚀性和其它耐磨性的效果，且基本上不会使抗断裂性或强度让步。【专利附图】
【附图说明】
[0019]将参考所附附图，对非限制性实施例进行描述，其中:
[0020]图1示出了用于道路平整(也称为道路碾轧、路面破碎或浙青回收)的镐头的示例性尖端的侧视图；
[0021]图2示出了安装在鼓状物上并与本体啮合的示例性镐头的侧视图；以及
[0022]图3示出了示例性镐头的局部剖切侧视图。
【具体实施方式】
[0023]参考图1，用于道路平整的示例性尖端基本上由本发明的烧结碳化钨碳化物材料组成。
[0024]图2示出了用于道路平整或采矿的示例性镐头20，其安装在鼓状物40上并与形成物30啮合。镐头包括固定系统(holder system) 22和烧结碳化物尖端10，并且其在使用时以大方向F驱动。
[0025]图3示出了示例性镐头50，其包括具有钻孔54的固定器52和包括接合至支撑体(support body) 58的多晶金刚石(PO))尖端56的嵌件,该支撑体58含有本文公开的烧结碳化物材料并收缩配合在固定器52中。
[0026]示例性烧结碳化物材料可以含有WC微粒和Co粘合剂，并且其磁矩6 (以微特斯拉X立方米/千克为单位)可以至少0.1lX [Co]和至多0.137X [Co]，其中[Co]为烧结碳化物材料中Co的重量％含量。溶解在粘合剂材料中的钨的浓度[W]表示为粘合剂材料的重量％，其可以为至少约(16.1 — 6B)/0.275，其中6 B为粘合剂材料的磁矩，通过烧结碳化物材料的磁矩6除以烧结碳化物中粘合剂材料的重量％获得，在基本上由Co组成的粘合剂材料的实例中，其等于[Co]。
[0027]烧结碳化物材料的实施例可以基本上没有Π-相，其可以具有提高烧结碳化物材料的强度和抗断裂性的方面。H -相化合物具有公式MXM’ yCz，其中M为选自由W、Mo、T1、Cr、V、Ta、Hf、Zr和Nb组成的组中的至少一种元素；M’为选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少一种元素，且C为碳。其中M为鹤(W)并且M’为钴(Co),本文中的η-相被认为指的是Co3W3C(Il-1)或Co6W6C (η-2)，以及其部分亚化学计量和超化学计量的变型。在W-Co-C系统中也有一些其它相，比如Θ -相Co具C2Xo4W4C和Co2W4C以及K -相Co具C4和CoW3C (这些相有时在文献中被分组在具有更广泛含义的Π-相中)。含有Co3W3C、Co6W6C和或Θ-相Co2W4C的面心立方(fee)晶体结构的微粒可以分散在粘合剂中，并且其各自平均尺寸为约
0.213nm、0.209nm和0.215nm。可以使用透射电子显微镜(TEM)通过电子衍射图案来检测这些纳米微粒的存在。使用暗场TEM，可观察到纳米微粒为黑点。粘合剂中纳米微粒的存在可以具有加强粘合剂的效果。
[0028]烧结碳化物材料可以具有各种组成。在一些实例中，烧结碳化物材料可以含有至少约0.1重量％至约10重量％的钒(V)、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti)、钥(Mo)、铌(Nb)和/或铪(Hf)，其可以在粘合剂材料中呈固溶体形式和/或碳化物形式。分散在粘合剂材料中的纳米微粒可以包括V、Cr、Ta、T1、Mo、Nb和/或Hf。在一些实例中，烧结碳化物可以含有至少0.01重量％和至多5重量％的选自由Ru、Rh、Pd、Re、Os、In和/或Pt组成的组中的一种或多种金属。分散在粘合剂材料中的纳米微粒可以含有Ru、Rh、Pd、Re、0s、In和/或Pt。[0029]示例性烧结碳化物材料可以含有立方氮化硼(cBN)微粒的金刚石。金刚石或cBN微粒可以以3体积％至60体积％存在，并且可以设有含T1、Ta、Nb、W、Mo、V、Zr、Hf和/或Si的碳化物、碳氮化物和/或氮化物化合物的涂层。
[0030]在示例性烧结碳化物材料中，纳米微粒可以与粘合剂材料的晶格一致和/或纳米微粒可以至少部分具有立方晶格结构。
[0031]在制造烧结碳化物材料的示例性方法的一种情况下，烧结体可以通过一种方法提供，该方法包括研磨WC粉末与Co粉末(以及可选的其它金属或其碳化物、氮化物和或碳-氮化物)以形成混合物，选择这些粉末以提供总等效碳含量(equivalent total carboncontent)范围为约5.70重量％至约6.05重量％的混合物；压实混合物以形成生坯；在约摄氏1，350度至约摄氏1500度范围的温度下烧结生坯，以及提供烧结体，其磁饱和度的范围为名义上纯Co的理论值的约70%至约82%，即16.1 μ TmVkg0混合物中的总等效碳(ETC)为混合物中的碳含量，该含量超过WC中包括的碳，表示为碳在整个混合物中的比例。WC粉末可以含有平均尺寸D为至少约0.5微米和至多约10微米的WC微粒。在压实之前可以将有机粘合剂材料例如固体石蜡引入混合物中，并且在烧结前应热处理生坯以除去粘合剂材料。例如，可以借助热等静压(HIP)在真空中和/或在含有惰性气体例如氩气(Ar)的大气中烧结生坯。存在于粘合剂材料中的碳含量[C]与存在于烧结体的粘合剂材料中的W含量[W]的比值[c]/[w]将小于1，并且溶解于烧结体的粘合剂材料中的W含量可以为至少约10重量％，并且可以位于例如从粘合剂材料的11.7重量％至17.6重量％的范围内。
[0032]可以采用多种方式来控制溶解在烧结体的粘合剂材料中的C和W的量，比如将W加入到起始粉末中，使用非-化学计量的起始碳化钨粉末，生坯的渗碳/除碳。[c]/[w]的比值可以很低，预期这会导致在烧结生坯的步骤中粘合剂材料中的η-相化合物微粒的沉淀。
[0033]在该方法的一些变体中，包含在烧结体中的WC微粒的含量可以为至少约80重量％，至少约85重量％或至少约90重量％，并且粘合剂材料的含量可以为至多约25重量％，至多约20重量％，至多约15重量％或至多约10重量％。在所述方法的一种变体中，WC微粒的平均尺寸可以为至少约2微米。在该方法的一些变体中，粘合剂材料可以含有铁(Fe)或镍(Ni)，或包括Fe或Ni中至少一种的合金，和/或Co7Ni。
[0034]在该方法的一些变体方面，根据具体情况，烧结体的磁矩(或磁饱和度)可以为含有名义上纯Co的粘合剂材料和/或Co和Ni的合金的理论值的至少约70%和/或至多约85%。因此，例如，当粘合剂基本上由Co组成时，烧结体的磁饱和度可以为至少约
0.7X201.9 μ Τ.m3/kg=141 μ T.m3/kg ;和至多约 0.85X201.9 μ Τ.m3/kg=172y T.m3/。
[0035]可以在从约摄氏500度至约摄氏900度范围的温度下热处理烧结体一段时间；该时间为至少约(0.8XD) - 0.15小时和至多约(4.3XD) — 1.7小时，以产生具有比烧结体小至少1%的磁饱和度和比烧结体大至少约20%的磁矫顽力的本体。预期磁矫顽力的大幅增长表明含有非-磁性材料相的纳米微粒的沉淀。该方法的一些变体包括在至少约摄氏600度和/或至多约摄氏800度的温度下热处理烧结体一段时间。
[0036]本发明可以提供含有本文公开的烧结碳化钨材料的工具，例如可以提供一种用于路面破碎、道路平整、浙青回收、道路修复或采矿的工具。该工具还可以含有多晶金刚石(P⑶)材料或多晶立方氮化硼(PCBN)材料，并且其可以是用于加工、钻孔或破碎含有金属、浙青、石头、岩石、混凝土或合成材料的本体的切割元件。
[0037]例如，可以提供用于镐头的尖端，该尖端含有或基本上由本文公开的烧结碳化物材料组成。可以提供包括该尖端的镐头。也可以提供含有接合至含有本文公开的烧结碳化物材料的支撑体的超硬尖端例如多晶金刚石(PCD)的镐头，该超硬材料具有至少约28GPa的维氏硬度。也可以提供含有本文公开的烧结碳化物材料的耐磨部件、钻头和机械工具。
[0038]如本文涉及晶粒或微粒例如包含在硬金属材料中的WC晶粒所用，术语“晶粒尺寸” d指的是如下所测量的晶粒尺寸。通过抛光制备含有硬金属材料的本体表面用于借助电子背散射衍射(EBSD)进行研究，并且借助高分辨率扫描电子显微镜(HRSEM)获得该表面的EBSD图像。例如，通过这种方法产生其中可以识别单个晶粒的表面图像，并且可以进一步分析该表面图像以提供晶粒尺寸d的数值分布。如本文使用的，没有应用校准(例如Saltykov校准)来校正晶粒尺寸以解释其是通过上述方法从二维图像中获得的这一事实。根据ISOFDIS13067标准，按照等效圆直径(ECD)来表示晶粒尺寸。通过测量暴露在表面的单个晶粒的面积A并根据等式d=平方根(4X A/π)计算具有相同面积A的圆的直径获得ECD。该方法在 ISO FDIS13067 的 3.3.2 节中题目为 “Microbeam analysis-Electron Backscatterdiffraction-Measurement of average grain size (微光束分析-电子背散射衍射-平均晶粒尺寸的测量)” (International Standards Organisation,日内瓦，瑞士，2011)的文章中有进一步描述。通过计算从表面的EBSD图像获得的WC晶粒尺寸d的平均值来获得在烧结WC材料中的WC晶粒的平均晶粒尺寸D。测量晶粒尺寸的EBSD方法相比于可能难于或不可能从晶粒的凝聚体中识别单个晶粒的其它特定方法具有明显的优势，即可以识别每一个单个晶粒。换句话讲，其它特定方法有可能给出晶粒尺寸测量的错误的较大值。
[0039]通过测量烧结碳化物的磁矩(或磁饱和度)可以间接地测量溶解在钴基粘合剂材料中钨的量，这是由于Co的磁饱和度与溶液中钨的含量成反比下降。溶解在粘合剂中的钨的浓度趋于越高，总碳含量越低，使得磁矩间接地显示烧结碳化物中的总碳含量。磁饱和度Ms以yT.m3/kg为单位且与[C]/[W]x[Co]x20L9成比例，其中[W]和[C]分别为粘合剂材料中W和C的浓度，并且[Co]为Co在烧结碳化物材料中的重量％。例如，低C含量下的W浓度明显更高。以烧结碳化钨为实例，硬金属的磁饱和度被定义为每单位重量的磁矩6，以及每单位重量的磁感应饱和度4 6。纯Co的磁矩6为16.1微-特斯拉乘以立方米/千克(μ T.m3/kg),纯 Co 的磁饱和度 4 6 为 201.9 μ T.m3/kg。
[0040]烧结碳化物材料的粘合剂材料中的Co含量可以通过本领域中已知的各种方法测量，这些方法包括间接方法例如烧结碳化物材料的磁性能或者更直接地借助能量色散X-射线光谱仪(EDX)，或者基于Co的化学浸析的更准确的方法。
[0041]以下更详细地描述烧结碳化物材料的非限制性实施例。
[0042]实施例1
[0043]将平均晶粒尺寸(费歇尔数，Fischer number)为40.8微米的非常粗糙的WC粉末(来自德国的H.C.Starck?的MAS3000-5000?)和6.12重量％的超-化学计量的碳含量与约9.7重量％的Co粉末和约2重量％的W金属粉末混合。W粉和Co粉均的平均粒径都为约I微米。因此，组合后的粉末的成分为88.3重量％的WC (含有过量的碳)，9.7重量％的Co和2重量％的W。混合物的总等效碳(ETC)相对于WC为6.0重量％。在含有具有2重量％固体石蜡的己烷的研磨介质中，使用1:3的粉末-球的比例借助球磨共研磨粉末10小时。干燥粉末并且通过压实粉末混合物来制备用于烧结体的生坯，烧结体被配置为用于根据IS03327-1982标准进行横向断裂强度(TRS)测量和根据ASTM B611-85标准进行耐磨性测量。在摄氏1，420度下烧结生坯75分钟以生产样品烧结体。在氩气气氛和40巴压力下进行包括45分钟真空烧结阶段和30分钟热等静压(HIP)烧结阶段的烧结周期。
[0044]制作一些样品本体的金相横截面用于这些样品本体的微观结构、维氏硬度、微观硬度和纳米硬度的检查。借助附加的深度-传感纳米压痕来测量粘合剂的纳米硬度。借助于安装在原子力显微镜(AFM) (Park Scientific Instruments, AutoProbe CP?)扫描仪头上的纳米压痕装置(HysitronTriboScope?)来测量关于粘合剂的微-机械性能的空间和深度-分辨信息。该纳米压痕装置与AFM的直接组合允许成像和用尖端对表面刻痕，这使得尖端能以被定位，用于以深达20nm精度刻痕。使用Bercovich Indenter?在500微-牛顿的载荷下进行测量。在JE0L-4000FX仪器上进行粘合剂的透射电子显微镜(TEM)和高分辨率TEM (HRTEM)的研究。
[0045]发现微观结构仅含有WC和粘合剂材料；没有发现Π -相或自由碳。根据EBSD映射图像获得的WC的平均晶粒尺寸为约3.1微米。
[0046]烧结碳化物的密度为约14.54g/cm3, TRS为2，050MPa,维氏硬度(HV30)为
10.5GPa,磁矫顽力为4.8kA/m(600e),磁矩6为1.16 μ T.m3/kg,磁饱和度4 π 6为
14.6μΤ.m3/kg且磨损率为1.9X 10_4cm3/转。粘合剂材料的纳米硬度为7.5GPa。粘合剂材料的TEM图像表明只存在Co的面心立方(fee)的晶体结构，这说明粘合剂材料中基本上不存在纳米微粒。
[0047]将一些剩余的样品本体在真空中摄氏600度下热处理10小时，然后如上文所述对这些样品进行分析。在可见光下烧结碳化物的微观结构的外观基本上没有改变。热处理的烧结碳化物材料的TRS大幅增加至3，200MPa，维氏硬度(HV30)增加至11.5GPa，磁矫顽力大幅增加至13.4kA/m(1680e)，磁矩6为1.11 μ T.m3/kg，对应的磁饱和度4 π 6为13.9 μ Τ.m3/kg而磨损率大幅下降至0.6Χ 10_4cm3/转。粘合剂的纳米硬度增加至10.2GPa。因此,发现具有含纳米微粒的粘合剂的烧结碳化物的耐磨性(ASTMB611测试)比不含纳米微粒的高约40%。由于热处理，磁矩明显下降(约4%)，而磁矫顽力明显增大(接近2.8的系数)，这提供了由非磁相组成的纳米微粒在粘合剂材料中沉淀的证据。这似乎导致了粘合剂材料的纳米硬度的大幅增加和烧结碳化物材料的明显更高的硬度和改善的耐磨性。在热处理后，烧结碳化物材料的强度(TRS)也显著增大。
[0048]粘合剂材料的TEM图像表明，存在来自fee Co的反射和对应于纳米微粒的卫星反射。使用卫星反射获得的粘合剂材料的暗场TEM图像表明，存在尺寸范围为约0.5至约7nm的纳米微粒。通过线性截距方法测量纳米微粒的平均晶粒尺寸，发现其等于3.lnm，并且发现尺寸小于3nm的纳米微粒的百分数为39%。据认为纳米微粒对应于η-相(Co3W3C或Co6W6C)或Θ-相(Co2W4CX尽管这些相的晶格非常相似，但最好是更接近于Θ-相的晶格间常数。
[0049]实施例2
[0050]除了将WC粉末与约6.2重量％的Co粉末和约2重量％的W金属粉末进行混合之夕卜，如实施例1所述制备样品的本体。
[0051]实施例3至11[0052]制备含有不同等级的烧结碳化物材料的样品本体，其中WC的平均晶粒尺寸为约I微米并且Co含量为约13重量％。如下面的表1所示，在从摄氏600度至摄氏800度的温度下将这些本体热处理0.5小时、I小时和2小时。在老化前和老化后测量烧结体的密度、磁饱和度和磁矫顽力。在老化前，烧结体的密度为14.3g/cm3，磁饱和度为16.2G.cm3/g且磁矫顽力为1440e。下表还示出了在不同条件下老化的每一样品本体的各自的密度、磁饱和度、磁矫顽力和维氏硬度。
[0053]表1
【权利要求】
1.烧结碳化物材料，含有: 碳化钨(WC)材料，其呈微粒形式并具有相当于至少0.5微米和至多10微米的圆直径的平均晶粒尺寸D，和 粘结相，其含有至少5重量％和至多12重量％的钴(Co)，W以粘合剂材料的至少10重量％的含量存在于所述粘合剂中； 所述WC材料的含量为至少75重量％和至多95重量％;并且，纳米微粒分散在所述粘合剂材料中，所述纳米微粒含有公式CoxWyCz的材料，其中X为范围从I至7的值，Y为范围从I至10的值，且Z为范围从O至4的值；所述纳米微粒的平均微粒尺寸为至多10nm，至少10%的所述纳米微粒的尺寸为至多5nm ;所述烧结碳化物材料的磁矫顽力以kA/m为单位为至少-2.1XD+14。
2.如权利要求1所述的烧结碳化物材料，其中，所述粘结相含有铁(Fe)或镍(Ni)或包括Fe或Ni的合金。
3.如权利要求1或2所述的烧结碳化物材料，其中，所述Co的含量为至少5重量％和至多8重量％，且所述烧结碳化物材料的磁矫顽力以kA/m为单位为至少-1.9XD+14。
4.如权利要求1或2所述的烧结碳化物材料，其中，所述Co的含量为至少8重量％和至多12重量％，且所述烧结碳化物材料的磁矫顽力以kA/m为单位为至少-2.1 XD+14。
5.如上述权利要求中任一项所述的烧结碳化物材料，含有至少约0.1重量％至约10重量 ％ 的钒(V)、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti)、钥(Mo)、铌(Nb)和 / 或铪(Hf)。
6.—种制造含有如权利要求1至5中任一项所述的烧结碳化物材料的烧结碳化物本体的方法，所述方法包括: 提供烧结体，所述烧结体包括碳化钨(WC)微粒和含有钴(Co)的粘合剂材料，所述WC微粒的平均尺寸D为至少0.5微米和至多10微米，所述烧结体中的所述WC微粒的含量为至少75重量％和至多95重量％，且所述烧结体中的所述粘合剂材料的含量为至少5重量％和至多20重量％ ；以及 在摄氏500度至摄氏900度范围内的温度下将所述烧结体热处理一段时间，所述时间为至少(0.8XD) — 0.15和至多(4.3XD) — 1.7小时。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述粘合剂材料含有至少10重量％的钨(W)。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述W以含有公式CoxWyCz的化合物的固溶体或分散微粒的形式存在于所述粘合剂材料中，其中X为范围从I至7的值，Y为范围从I至10的值，且Z为范围从I至4的值。
9.如权利要求6至8中任一项所述的方法，其中，所述烧结体的粘合剂含有铁(Fe)或镍(Ni)，或包括Fe或Ni中至少一种的合金。
10.如权利要求6至9中任一项所述的方法，其中，选择所述烧结体的组成和微观结构，使得所述烧结体的磁矩(或磁饱和度)为包含名义上纯钴的所述粘合剂材料或包含在所述粘合剂材料中的Co和Ni的合金的理论值的至少约70%和至多约85%。
11.一种含有如权利要求1至5中任一项所述的烧结碳化物材料的工具。
12.如权利要求11所述的工具，其是用于道路平整或采矿的镐头。
13.如权利要求11或12所述的工具，包括连接至支撑体的超硬尖端，所述支撑体含有如权利要求1至5中任一项所述的含有烧结碳化物材料的烧结碳化物材料。
【文档编号】C22C29/00GK103517777SQ201280022725
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年3月27日 优先权日:2011年3月28日
【发明者】伊戈尔·尤里耶维奇·孔亚申, 贝恩德·海因里希·里斯, 弗兰克·弗里德里希·拉赫曼 申请人:第六元素公司