[发明专利]铬金属粉末及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有至少90重量％的铬含量的金属粉末，其特征为，根据EN ISO 14577‑1的奈米硬度≤4GPa，和/或特征为，在550MPa的压缩压强下根据ASTM B312‑09测量的生坯强度为至少7MPa。

技术领域

本发明涉及一种具有至少90重量％的铬含量的金属粉末及其生产方法。

背景技术

由铬氧化物大规模工业生产铬金属粉末当前仅通过铝热(粉末形态，参见附图1)及电解(粉末形态，参见附图2)方法进行。然而，由此生产的粉末具有不良压缩及烧结性能。另外，由于Cr(VI) 化合物的使用，电解方法对环境有害。愈来愈严格的环境法规使得此过程在经济上及环境上不再正当。

除已提到的方法以外，还描述使用氢和/或碳还原铬氧化物(参见例如：「Metallurgy of the Rarer Metals-Chromium」；Arthur Henry Sully；ButterworthsScientific Publications(1954)、GB 512,502、JP 54013408A、JP 07216474A、JP3934686B2及JP 06081052 A)。

然而，到目前为止不可能使用已知方法来生产铬金属粉末，铬金属粉末适合于要求高的粉末冶金过程(例如生产薄壁部件或具有较复杂形状的部件)，特别是由于已知的粉末的生坯强度过低并且其硬度过高。

发明内容

因此，本发明具有以下目的：提供具有至少90重量％的铬含量的金属粉末，其可通过粉末冶金，特别是通过压缩及烧结良好加工。特别地，提供一种金属粉末，使用该金属粉末通过粉末冶金可以以简单方式生产形状复杂和/或薄壁的部件。此外，可以生产具有高金属纯度的金属粉末，特别是生产具有与电解获得的金属粉末相比较相当的或更好的的金属纯度的金属粉末。此外，本发明的目的在于提供一种适用于大规模工业、有成本效益且环保地生产该金属粉末的方法。

该目的通过具有至少90重量％的铬含量的金属粉末实现，该金属粉末的特征为根据EN ISO 14577-1(2002版-根据Oliver及Pharr 的玻氏(Berkovich)穿透体及分析方法)测量的奈米硬度_{HIT 0.005/5/1/5}≤4GPa。在此硬度值与优选不经受例如退火的进一步后续处理的金属粉末相关。奈米硬度HIT _0.005/5/1/5优选为≤3.7GPa，特别优选为≤3.4GPa。在要求非常高的情况下，例如壁非常薄的组件，已证实≤3.1GPa的奈米硬度HIT _0.005/5/1/5。在非常纯的铬粉末情况下，可实现大致1.4GPa的奈米硬度_{HIT0.005/5/1/5}。在此情况下，在纯的铬相中测定奈米硬度。若不存在纯铬的相，则在最富含铬的相(具有最高铬含量的相)中测定奈米硬度。因此，根据本发明的金属粉末具有与根据现有技术的金属粉末的奈米硬度相比显著较低的奈米硬度。由于根据本发明的粉末可在无下游研磨过程的情况下生产，特定奈米硬度也可在根据BET的表面积优选≥0.05m²/g的非常细粒粉末情况下实现。在本申请的范围内，关于根据BET的表面积的规格与根据标准 (ISO 9277:1995，测量值范围：0.01-300m²/g；装置：Gemini II 2370，加热温度：130℃，加热时间：2小时；吸附剂：氮气，通过五点测定法进行容量分析)的BET测量值相关。