SE502754C2 - Sätt att framställa belagt hårdämnespulver - Google Patents

Description

20 30 5U2 2 svår att erhålla. I praktiken erhålls efter förlängd blandning en slumpvis snarare än en ideal homogen blandning. För att erhålla en ordnad blandning av komponenterna i det senare fallet, kan den mindre komponenten införas som en beläggning.

Beläggningen kan erhållas genom användning av olika kemiska tekniker. I allmänhet är det nödvändigt att någon typ av växelverkan mellan den belagda komponenten och beläggningen föreligger, d v s. adsorption, kemisorption, ytspänning eller någon typ av vidhäftning.

US 4,539,04l beskriver den välkända polyolprocessen. Denna process används i dag för tillverkning av kobolt- och nickelme- tallpulver med en liten partikelstorlek. Dessa metallpulver kan till exempel användas för tillverkning av hårdmaterial som beskrivs i WO SE92/00234. Denna process är baserad på att ett antal övergångsmetaller såsom Co, Ni, Cd, Pb såväl som mer lätt reducerbara metaller såsom Cu och ädelmetaller kan reduceras till metalliskt tillstånd av en polyol såsom: etylenglykol, di- etylenglykol eller propylenglykol. En fullständig reduktion uppnås efter omkring 24 timmar och metallen utfälls som ett fint pulver. Reaktionen fortskrider via upplösning varvid polyolen fungerar både som ett lösningsmedel och som ett reduceringsmedel samtidigt.

Den har nu överraskande befunnits att det finns möjlighet att belägga hårdämnespulver med Co och/eller Ni med användning av polyolprocessen.

Fig l, 3 och 4 visar i SOOOX WC- eller (Ti,W)C-pulver belagt med Co eller Ni enligt metoden enligt uppfinningen. Fig 2 och 5 visar sintrade strukturer av hårdmetall tillverkad av pulver enligt uppfinningen.

Enligt föreliggande uppfinning erhåller hårdämnespulver i suspension i en polyollösning innehållande ett lämpligt salt av Co och/eller Ni under reduktion av kobolt och nickel av polyolen en utfällning av kobolt- och/eller nickelmetall på ytan. Metallerna utfälls med en helt jämn fördelning över ytan av karbiderna utan att forma separata öar. Det har särskilt visat sig att reaktionshastigheten är betydligt ökad när hårdämnet hålls i suspension jämfört med reaktionstiden nödvändig för att reducera utan något hårdämne närvarande vilket visar att det har en katalytisk effekt på reduktionen. 20 30 35 När nickel reduceras är reaktionen nagot snabbare och utbytet nágot högre jämfört med koboltreduktion. Metallpartiklarna är i bada fallen sfäriska men partikelstorleken för nickel är mindre än för kobolt.

Enligt metoden enligt uppfinningen är en oxid, en hydroxid eller ett salt av Co och/eller Ni upplöst i överskott av po- lyol, företrädesvis etylenglykol, dietylenglykol eller propy- lenglykol, mer än 5, företrädesvis mer än 10, gànger flera mol polyol än mol Co och/eller Ni. Polyolen fungerar bade som ett lösningsmedel och som ett reduceringsmedel samtidigt. Pulvret som skall beläggas tillsätts till lösningen. Mängden väljs med hänsyn till den önskade slutsammansättningen och med hänsyn till att utbytet av Co och/eller Ni är omkring 95 %. Lösningen värms till kokning under omröring och tilläts koka i omkring S timmar medan flyktiga produkter avlägsnas genom destillation.

När reaktionen är färdig avlägsnas polyolen fràn reaktions- blandningen och pulvret tvättas med etanol, centrifugeras och torkas i 40 OC i omkring 24 timmar.

Exempel 1 WC belagd med 6 % Co tillverkades pá följande sätt: 480 g WC suspenderades i 600 ml etylenglykol, mängden torrsubstans var 44 vikt %. 51.34 g kobolthydroxid tillsattes under omröring och suspensionen värmdes till kokning. Ett överskott av etylen- glykol användes, (20 gànger flera mol etylenglykol än mol ko- bolt). Reaktionsblandningen tilläts koka under intensiv om- röring i 5 timmar medan flyktiga biprodukter avlägsnades frán reaktionsblandningen genom destillation. När reaktionen var färdig avlägsnades etylenglykolen fràn reaktionsblandningen och pulvret tvättades med etanol, centrifugerades och torkades i 40 OC i omkring 24 timmar.

Pulverdiffraktogrammet av det belagda pulvret visade att det endast innehöll ren WC och Co-metall. Inga andra faser kunde upptäckas. Utbytet av kobolt var omkring 94 %.

Pig 1 visar i 5000 X WC-pulvret belagt med Co. Partikel- storleken för kobolt är 1-2 pm. Kobolten tycks vara ganska jämnt fördelad över karbiden utan att bilda nägra öar. Medel- partikelstorleken för WC belagd med 6 % koboltmetall är ungefär densamma som för ren WC vilket stöder slutsatserna att inga öar 20 25 30 35 502 754 4 av koboltmetall bildas. Pulvret blandades med polyetylenglykol, pressades och sintrades enligt standardförfarande. En tät struktur uppnáddes som visas i fig 2.

Exempel 2 (Ti,W)C belagd med 3 % kobolt tillverkades pá följande sätt: 310 g (Ti,W)C suspenderades i 400 ml etylenglykol, 16.09 g kobolthydroxid tillsattes under omröring och suspensionen värmdes till kok- mängden torrsubstans var 43 vikt %. ning. Ett överskott av etylenglykol användes, (40 gànger mera mol etylenglykol än mol kobolt). Reaktionsblandningen tilläts koka under intensiv omröring i 5 timmar medan flyktiga bipro- dukter avlägsnades kontinuerligt genom destillation. Efter det att reaktionen var färdig avlägsnades etylenglykolen frán reak- tionsblandningen och pulvret tvättades med etanol, centrifuge- rades och torkades i 40 OC i omkring 24 timmar.

Pulverdiffraktogram av de belagda pulvren visade att de en- dast innehöll (Ti,W)C och Ni-metall. upptäckas.

Fig 3 visar i 5000 X (Ti,W)C-pulvret belagt med Co. Medel- partikelstorleken för (Ti,W)C belagd med 3 % koboltmetall är densamma som för ren (Ti,W)C vilket stöder slutsatserna att Inga andra faser kunde inga öar av koboltmetall bildas. I detta fall var mängden ko- bolt alltför liten för att uppskatta dess fördelning.

Exempel 3 WC belagd med 6 % nickel tillverkades pá följande sätt: 490 g WC suspenderades i 580 ml etylenglykol, mängden torrsubstans var 46 vikt %. och suspensionen värmdes till kokning. 12 ml 2.5 M HZSO4, 52.19 g nickelhydroxid tillsattes under omröring (totalt 2 % av den flytande fasen), tillsattes för att öka lösligheten av nickelhydroxid. Ett överskott av etylenglykol användes, (20 ganger mera mol etylenglykol än mol kobolt).

Reaktionsblandningen tilläts koka under intensiv omröring i 4 timmar medan flyktiga biprodukter avlägsnades kontinuerligt ge- nom destillation. Efter det att reaktionen var färdig avlägsna- des etylenglykolen fràn reaktionsblandningen och pulvret tvät- tades med etanol, centrifugerades och torkades i 40 OC i om- kring 24 timmar. 20 30 35 562 754 Pulverdiffraktogram av det belagda pulvret visade att det endast innehöll WC och Ni-metall. Inga andra faser kunde upp- täckas. Utbytet av Ni var 98 %.

Fig 4 visar i 5000 X WC-pulvret belagt med Ni. Partikel- storleken för nickel är omkring 0.5 pm. Nickel tycks vara gans- ka jämnt fördelad över karbiden utan att bilda nagra öar. Me- delpartikelstorleken för WC belagd med 6 % nickelmetall är större än för ren WC, vilketkunde förklaras genom någon grad av agglomerering. Pulvret blandades med polyetylenglykol, pressa- des och sintrades enligt standardförfarande. En tät struktur uppnàddes som visas i fig 5.

Exempel 4 (Ti,W)C belagd med ll % Co tillverkades pá följande sätt: 462.8 g (Ti,W)C suspenderades i 700 ml etylenglykol. 95.97 g kobolthydroxid tillsattes under omröring och suspensionen värm- des till kokning. Överskottet av etylenglykol var 12 gànger (12 gànger mera mol etylenglykol än mol kobolt). Reaktionsbland- ningen tilläts koka under intensiv omröring i 5 timmar medan flyktiga biprodukter avlägsnades frán reaktionsblandningen ge- nom destillation. När reaktionen var färdig avlägsnades etylen- glykolen frán reaktionsblandningen och pulvret tvättades med etanol, centrifugerades och torkades i 40 °C i omkring 24 tim- mar.

Pulverdiffraktogrammet frán det belagda pulvret visade att det endast innehöll (Ti,W)C och Co-metall. Inga andra faser kunde upptäckas. Kobolten var ganska jämnt fördelad över karbi- den utan att bilda nágra öar. Utbytet var omkring 94 %.

Exempel 5 Exempel 1 upprepades med användning av 489 g WC och 57.9 g kobolthydroxid men endast halva mängden av etylenglykol dvs. överskottet av etylenglykol var endast 10 gánger (10 gánger me- ra mol etylenglykol än mol kobolt). Samma resultat som i exempel 1 erhölls men utbytet minskade till omkring 85 %.

Claims (1)

(YZ CL* \'! (fl Patentkrav

1. Sätt att tillverka ett hàrdämnespulver belagt med Co och/eller Ni i en lösning k ä n n e t e c k n a t av reduktion av sagda metaller fràn ett lämpligt salt med en polyol med sagda pulver i suspension, varvid polyolen fungerar både som ett lösningsmedel och som ett reducerings- medel samtidigt och är närvarande i en mängd av åtminstone >5 gånger mera mol polyol än mol metall.