碳化物/结合金属的复合粉体制造技术

一种碳化物/结合金属的复合粉体，包含80％～97％重量百分比的碳化物；及3％～20％重量百分比的结合金属粉体，其中该结合金属粉体包含钴及第一金属粉体，该第一金属粉体包含铝、钛、铁及镍其中之一或其组合，且钴的含量占结合金属粉体总量的90％-99％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳化物/结合金属的复合粉体，特别是涉及以钴作为结合金属的主要 成份的复合粉体。
技术介绍
刀具、模具、工件为产品量产的重要工具，不论是电子、通讯、光电、精密机械或运 输工具等产品的升级，均有赖该等产业技术能力的提升。同时面对全球化的竞争压力与整 个大环境的快速变化下，模具、刀具业更是扮演协助产业升级的关键性角色，对工业发展非 常的重要。 然而，刀具、模具、工件的硬度、耐磨耗性及耐高温性直接影响模具使用寿命，连带 影响后端产品品质与功能，而刀具、模具、工件的制程、材料及加工成本更影响了产业的竞 争力。因此，如何提升刀具、模具、零件的硬度、耐磨耗性、耐高温性及复杂形状工件的加工 与制程是目前相关业者所积极努力的目标。
技术实现思路
本专利技术涉及一种碳化物/结合金属的复合粉体。 依据本专利技术的一实施例，提出一种复合粉体，该复合粉体包含80%~97%重量百 分比的碳化物；及3%~20%重量百分比的结合金属粉体，其中该结合金属粉体包含钴及 第一金属粉体，该第一金属粉体包含铝、钛、铁及镍其中之一或其组合，且钴的含量占结合 金属粉体总量的90 % -99 %。 依据本专利技术的另一实施例提出一种激光积层烧结。激光积层绕结包括以下步骤： 提供复合粉体，包含80%~97%重量百分比的碳化物；及3%~20%重量百分比的结合金 属粉体，其中该结合金属粉体包含钴及第一金属粉体，该第一金属粉体包含铝、钛、铁及镍 其中之一或其组合，且钴的含量占结合金属粉体总量的90% -99% ;对复合粉体进行激光 烧结步骤以形成工件制品。且依据本专利技术的一实施例以激光积层烧结的方式制作碳化物刀 具、模具、及工件等，利用激光积层烧结技术，可将传统的两阶段制程（烧结+移除）缩减成 加法烧结的单一制程，烧结体可近似成型（near net-shape)，降低材料使用量，同时可以解 决形状复杂的工件的加工问题。 为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所 附图式，作详细说明如下：【附图说明】 图1是依据本专利技术的一实施例的复合粉体及制造流程。 图2A、2B是依据本专利技术一实施例的碳化钨/结合金属复合粉体于电子显微镜 (SEM)下的放大图。 图3是依据本专利技术一实施例的结合金属粉体于电子显微镜（SEM)下的放大图。 图4A-4D是依据本专利技术实施例的碳化钨/结合金属复合粉体的EDS元素分析图。 图5是依据本专利技术一实施例的碳化钨/结合金属复合粉体经激光积层烧结后的金 相分析。【具体实施方式】 本专利技术的实施例中，复合粉体的组成不含抑制剂及石墨，具有较小颗粒粒径例如 是〈1 μ m、较小固液相间接触角例如是42°~20°，具高润湿性及高真圆度利于工件的加 工，例如复杂工件的加工，在烧结加工后所得到的工件有较高的致密性，不会有多孔洞的情 况产生，并且降低材料的使用量，可广泛应用于刀具、模具、工件等的制造。以下参照所附图 式详细叙述本专利技术的实施例。实施例所提出的细部结构及步骤为举例说明之用，并非对本 公开内容欲保护的范围做限缩。具有通常知识者当可依据实际实施态样的需要对该些结构 及步骤加以修饰或变化。 依据本专利技术的实施例，以下提出一种复合粉体。 -实施例中，复合粉体包含80%~97%重量百分比的碳化物；及3%~20%重量 百分比的结合金属粉体，其中该结合金属粉体包含钴及第一金属粉体，该第一金属粉体包 含铝、钛、铁及镍其中之一或其组合，且钴的含量占结合金属粉体总量的90% -99%。简言 之，复合粉体由碳化物及结合金属所组成，而结合金属的主要成份为钴，其余为铝、钛、铁及 镍中之一或其任一组合。 -实施例中，复合粉体包含80%~97%重量百分比的碳化钨；及3%~20%重量 百分比的结合金属粉体，其中该结合金属粉体包含钴及第一金属粉体，该第一金属粉体包 含铝、钛、铁及镍其中之一或其组合，且钴的含量占结合金属粉体总量的90%-99%。 一实施例中，结合金属中，钴占结合金属重量百分比例如是90%~100%。 -实施例中，结合金属中，铝占结合金属重量百分比例如是1%~3%。 一实施例中，结合金属中，钛占结合金属重量百分比例如是1%~3%。 -实施例中，结合金属中，铁占结合金属重量百分比例如是1%~3%。 -实施例中，结合金属中，镍占结合金属重量百分比例如是1%~3%。 本专利技术的实施流程如图1所示，包含结合金属设计（田口实验设计）与熔炼、气体 喷粉、碳化钨/结合金属结合粉体加压研磨、激光积层烧结技术。 -实施例中，将结合金属粉体与碳化钨粉体利用高能量加压研磨方式在加压研 磨过程中产生大量的冷焊及碎裂，透过产生的机械力（Mechanical force)将粉末进行 结合（blending)化及细化使结合金属均勾分布于碳化妈表面达到充分且均勾的结合 (blending) 〇 以下就实施例作进一步说明。 以下列出数个结合金属的组成以及其与碳化钨的接触角的实施例，以说明依据本 专利技术所制得的复合粉体的特性。然而以下的实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本 专利技术实施的限制。各实施例的结合金属组成以及与碳化钨的接触角如表1，其中各元素的比 例以占整体结合金属粉体的重量百分比表示。接触角的量测方式是将结合金属利用真空熔 炼（VIM)进行材料熔炼得到合金块材，取一小块材料置于碳化钨板上，利用电弧瞬间加热 方式将材料融化，并量测结合金属材料与碳化钨板间的角度。 表 1 结合金属与碳化妈接触角量测实施方式 实施例1 将一小块钴材料置于碳化钨板上，利用电弧瞬间加热方式将钴融化，测量钴与碳 化钨板间的角度为45°。 实施例2 将96wt%钴、lwt%·!、lwt%钛、lwt%铁及lwt%镍利用真空恪炼（VIM)进行材料 熔炼得到结合金属块材，取一小块结合金属置于碳化钨板上，利用电弧瞬间加热方式将结 合金属融化，测量其与碳化钨板间的角度为30°。 实施例3 将93wt%钴、lwt%_S、2wt%钛、2wt%铁及2wt%镍利用真空恪炼（VIM)进行材料 熔炼得到结合金属块材，取一小块结合金属置于碳化钨板上，利用电弧瞬间加热方式将结 合金属融化，测量其与碳化钨板间的角度为2Γ。 实施例4 将90wt%钴、lwt%_S、3wt%钛、3wt%铁及3wt%镍利用真空恪炼（VIM)进行材料 熔炼得到结合金属块材，取一小块结合金属置于碳化钨板上，利用电弧瞬间加热方式将结 合金属融化，测量其与碳化钨板间的角度为33°。 实施例5 将92wt%钴、2wt%·!、lwt%钛、2wt%铁及3wt%镍利用真空恪炼（VIM)进行材料 熔炼得到结合金属块材，取一小块结合金属置于碳化钨板上，利用电弧瞬间加热方式将结 合金属融化，测量其与碳化钨板间的角度为29.5°。 实施例6 将92wt%钴、2wt%_S、2wt%钛、3wt%铁及lwt%镍利用真空恪炼（VIM)进行材料 熔炼得到结合金属块材，取一小块结合金属置于碳化钨板上，利用电弧瞬间加热方式将结 合金属融化，测量其与碳化钨板间的角度为2Γ。 实施例7 将92wt%钴、2wt%_S、3wt%钛、lwt%铁及2wt%镍利用真空恪炼（VIM)进行材料 熔炼得到结合金属块材，取一小块结合金属置于碳化钨板上，利用电弧瞬间加热方式将结 合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合粉体，包含：80％～97％重量百分比的碳化物；及3％～20％重量百分比的结合金属粉体，其中该结合金属粉体包含钴及第一金属粉体，该第一金属粉体包含铝、钛、铁及镍其中之一或其组合，且钴的含量占结合金属粉体总量的90％‑100％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈溪山，杨智超，周力行，谢景长，侯彦羽，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71