[发明专利]预合金化金属粉末、其获得方法和使用其制备的切割工具

说明书

技术领域

本发明涉及预合金化金属粉末领域，由该预合金化粉末制成金刚石切割工具例如用于锯的锯片(segment)以及用于制备切割硬质材料如花岗岩的线锯(fil)的串珠(perle)。

背景技术

通常由含有约20％碳化钨和约80％钴的细粒制备用于制造金刚石串珠的金属粉末。将该细粒与金刚石混合并压制成环形，并根据两种可能的方法对生坯部件进行烧结。

在第一种情形中，用每个配备有钢套管的生坯部件填充石墨模具，然后在常规热压的压力下进行烧结。然而，由于金刚石串珠的特殊形式：

-石墨模具具有复杂的几何形状且购买昂贵，还更因为必须对它们定期进行更换；

-因为难以用生坯部件和环形物来填充模具，所以必须手工进行填充，这在人力方面涉及高成本；

-为了获得均匀烧结的金刚石串珠，限制每个模具中烧结的串珠数目为几十个部件，这意味着生产率低。

在第二种情形中，具有其钢套管的生坯部件在静态或传送式窑炉中进行自然烧结，也称为“自由烧结”(不使用模具)。然而，在这种烧结后，基于钴和碳化钨的串珠不能充分致密化。需要第二热处理，其必须在1500-2000巴高压下操作的窑炉中进行，以实现串珠的热等静压压制。购买和维护这种窑炉是昂贵的。

因此，在任何情形中，就原料和制备过程两方面而言，这些方法是非常昂贵的。

发明内容

首先，本发明的目标是获得成本相对适中的预合金化金属粉末，且该预合金化金属粉末与成本显著低于现有方法的金刚石串珠制备过程相容，特别是由于无需模具而进行的自然烧结仍允许获得足够高性能的产品，特别用于切割花岗岩。同样，这样的粉末也应适于制备用于较低要求用途的其它类型切割工具。

为此，本发明涉及预合金化金属粉末，特别是通过烧结制备切割工具，特征在于以重量百分比计其组成是：

*Fe＝48-52％

*Co＝14-19％

*Cu＝32-37％

*O≤1.2％，

余量是来自其制备的杂质。

该预合金化金属粉末颗粒的费氏(Fisher)直径优选1-3μm。

优选地，该预合金化金属粉末由这样的粉末和至少一种助烧结添加剂的混合物构成，比例为80-90重量％粉末和10-20重量％助烧结添加剂。

助烧结添加剂优选为铁、镍、铜或钴的磷化物、或至少两种这些磷化物的混合物、或至少两种这些金属的混合磷化物。

优选通过混合第一粉末和第二粉末及任选的烧结添加剂来获得该粉末，所述第一和第二粉末各自具有以下特征：

-对于第一粉末

*Fe＝27-32％

*Co＝24-28％

*Cu＝42-47％

*O≤1％，

余量是来自其制备的杂质，

-对于第二粉末

*Fe＝75-80％

*Co≤5％

*Cu＝17-22％

*O≤1％

余量是来自其制备的杂质。

优选地，第一粉末颗粒的费氏直径为0.8-1.5μm，第二粉末颗粒的费氏直径为3.0-4.0μm，且混合后获得粉末的费氏直径为1-3μm。

本发明还涉及制备金刚石切割工具的方法，特别包含混合预合金化金属粉末与金刚石的步骤、冷压该混合物的步骤和烧结所述压制混合物的步骤，特征在于所述金属粉末是上述类型的粉末。

烧结优选为自然烧结。

所述工具可以是用于金刚石锯的切割锯片。

所述工具可以是切割线锯的金刚石串珠。

所述粉末可以是上述类型粉末。

本发明还涉及包括固定在金属盘周边的切割锯片的金刚石锯，特征在于通过上述方法获得所述锯片。

本发明还涉及包括穿在丝线上的金刚石串珠的切割线锯，特征在于通过前述方法获得所述串珠。

如已经理解的，本发明基于使用精确组成的预合金化粉末，该组成基于铁、钴和铜。已发现，未使用高比例非常昂贵元素的这种粉末，能够通过简单自然烧结，即通过能够以高生产率进行且经济的方法制备性能非常高的金刚石切割工具(锯和串珠)。

还提供了获得该粉末的方法，使得能够由所述粉末获得具有特别高标准的烧结产物。

具体实施方式

通过阅读下面的说明将更好地理解本发明。

根据本发明的预合金化粉末必须特别满足下列要求。

对于700MPa最大冷压力，由该粉末获得的生坯部件的相对密度必须至少为60％。