DE60109677T2 - Herstellung von gut dispergierten Suspensionen zum Sprühtrocknen - Google Patents

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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description

  • Herstellung von gut dispergierten Suspensionen zum Sprühtrocknen
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von robusten, homogenen, gut dispergierten wäßrigen und ethanolischen Mehrkomponentengemischen von WC + Co (Materialien auf Hartmetallbasis).
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es ist von äußerster Wichtigkeit, in der Lage zu sein, alle Stufen bei der betriebssicheren Herstellung von Produkten unter Verwendung eines pulvermetallurgischen Wegs zu steuern. Für optimale Leistung und hohe Betriebssicherheit sollten auf pulvermetallurgischem Weg hergestellte Materialien eine Mikrostruktur haben, die durch eine kleine Defektgröße, gut dispergierte andere Phasen und eine homogene Korngrenzenzusammensetzung haben. Eines der Probleme, welches die Entwicklung von Materialien mit diesen charakteristischen Eigenschaften beschränkt, betrifft die Schwierigkeit, ein gutes Gemisch von zwei oder mehr teilchenförmigen Materialien zu erzielen, um Gemische mit homogener Zusammensetzung zu erhalten. Da feine Pulver kohäsiv sind und somit im trocknen Zustand schwierig zu mischen sind, erfolgt das meiste Mischen in feuchtem Zustand. Typischerweise werden die teilchenförmigen Komponenten mit einer Flüssigkeit, einem geeigneten Dispergiermittel und gegebenenfalls weiteren Additiven vermischt, so daß ein gut dispergierter, nicht agglomerierter Schlamm gewonnen werden kann. Wenn dies richtig geschieht, d.h. ein geeignetes Dispergiermittel zum Dispergieren des Pulvers verwendet wird, ist es möglich, ein sehr gutes homogenes teilchenförmiges Gemisch zu er halten.
  • Der Schlamm wird dann weiter verarbeitet. Eine der üblichsten Formverfahren schließt trocknes Pressen ein. Dies erfordert die Herstellung frei fließender Granalien, gewöhnlich durch Sprühtrocknung. Dies ist die üblichste Methode der Erzeugung von Einsätzen auf Hartmetallbasis (WC + Co-Basis) für das Metallfräsen oder -schneiden. Es ist klar, daß Sprühtrocknen feiner Pulver in großen Mengen einen hohen Grad an Verfahrenskontrolle erfordert, um die erwünschten mikrostrukturellen Eigenschaften und Größenverteilung der Granalien zu erhalten. Einer der Kontrollparameter des Sprühtrocknungsverfahrens ist die Viskosität des Schlamms. Es ist bevorzugt, daß der Schlamm eine niedrige Viskosität bei den geeigneten Scherraten zeigen sollte. Scherverdickung sollte vermieden werden. Eine plötzliche Steigerung der Viskosität bei hohen Scherraten kann ein Verstopfen oder ernsthafte Zerstörung der Sprühdüse verursachen.
  • Die Wichtigkeit der Suspensionen für eine betriebssichere Verarbeitung führte zu einem wesentlichen Interesse bei der Entwicklung von Technologien und Methoden zur Herstellung gut dispergierter, homogener feineiliger Schlämme, die eine niedrige Viskosität zeigen. Gut eingeführte Rezepturen gibt es heute für mehrere Materialien sowohl in wäßrigen als auch in nicht-wäßrigen Medien. Ein handelsübliches Dispergiermittel, Hypermer KD3, das von ICI Chemicals hergestellt wird, erwies sich als Dispergiermittel für einen weiten Bereich keramischer Pulver in nichtpolaren Medien, zum Beispiel Siliziumnitrit (L. Bergström „Rheologische Eigenschaften konzentrierter, nicht wäßriger Siliziumnitritsuspensionen", J. Am. Ceram. Soc., 79, 3033, 1996) und Aluminiumoxid (L. Bergström, „Rheologische Eigenschaften von Al2O3 und SiC-Whisker-Verbundsuspensionen", J. Mater. Sci., 31, 5257, 1996). Verdickungsmittel stellen eine andere Gruppe von polymeren Additiven dar, die für die Einstellung und Steuerung der rheologischen Eigenschaften verwendet werden. Sie werden üblicherweise benutzt, um die Viskosität der Flüssigkeit zu steigern, um so das Absetzen zu vermindern und auf diese Weise eine Phasentrennung zu verhindern. In der WO 98/00257 ist gezeigt, daß durch die Zugabe geeigneter Verdickungsmittel es möglich ist, ein Absetzen von Hartmetallschlämmen zu verhindern, während trotzdem geeignete rheologische Eigenschaften für das Sprühtrocknen erzeugt werden.
  • Polyelektrolyte sind gewöhnlich das Dispergiermittel der Wahl, wenn man wäßrige anorganische Pulversuspensionen herstellt. Die Popularität von Polyelektrolyten stammt von ihren niedrigen Kosten und ihrer hohen Effizienz beim Dispergieren vieler unterschiedlicher Pulverarten in wäßrigen Medien. Die Wirkung von Polyelektrolytzugabe auf die kolloidale Beständigkeit und das rheologische Verhalten wird durch ein kompliziertes Wechselspiel zwischen dem Polyelektrolyten, der Pulveroberfläche und der Lösungsphase bestimmt. Um das Adsorptionsverhalten von Polyelektrolyten und die Natur der induzierten Zwischenteilchenkräfte zu verstehen, muß man die Oberflächenchemie der festen Phase sowie die Lösungseigenschaften des Polyelektrolyten betrachten. Polyelektrolyte erhalten in wäßrigen Lösungen eine Ladung infolge der Dissoziation funktioneller Gruppen, d.h. daß sowohl die Konformation als auch der geladene Anteil des Polyelektrolyten stark vom pH-Wert und der Ionenstärke abhängt. Die Oberflächenladungsdichte der festen Phase wird auch durch die Lösungsbedingungen gesteuert. Grundsätzlich ist die Oberflächenladungsdichte abhängig von der zahlenmäßigen Dichte von Oberflächengruppen, den pKa-Werten der Oberflächenreaktionen und der Ionenstärke der Lösung.
  • Bisherige Untersuchungen zeigten, daß der pH-Wert ein sehr wichtiger Parameter bei der Steuerung polyelektrolytischer Adsorption ist. Er ist brauchbar zur Unterscheidung zwischen pH-Regimen, wobei die Teilchenoberfläche und der Polyelektrolyt Nettoladungen entweder mit gleichem oder entgegengesetztem Vorzeichen tragen. Wenn die Segment-Oberflächenwechselwirkung rein elektrostatisch ist, wird Adsorption nur stattfinden, wenn der Polyelektrolyt eine Nettoladung von entgegengesetztem Vorzeichen trägt. Dies ist die Grundlage der allgemeinen Lehre, daß ein saures Pulver, welches eine negative Oberflächenladung über den Hauptteil des pH-Bereiches zeigt, unter Verwen dung eines positiv geladenen, kationischen Polyelektrolyten dispergiert werden kann. Im Gegensatz dazu kann ein basisches Pulver, welches eine positive Ladung über dem meisten des pH-Bereichs trägt, unter Verwendung eines negativ geladenen anionischen Polyelektrolyten dispergiert werden.
  • Beispielsweise wurden gut dispergierte, stark konzentrierte Aluminiumoxidsuspensionen von Novich et al. unter Verwendung kleiner Mengen (0,5 bis 2 Gew.-%) eines Polyacrylat-Polyelektrolyten ( US 4,904,411 ) hergestellt. Sie verwendeten die gleiche Dispergiermitteltype zum Dispergieren von Stahlpulver und Zirkoniumoxid. Novich et al. waren auch in der Lage, saure Pulver wie Kieselsäure unter Verwendung eines kationischen Polyelektrolyten zu dispergieren, der CORCAT P-12 und P-600 hieß.
  • Obwohl diese Prinzipien am brauchbarsten für das Auffinden geeigneter Dispergiermittel für einfache Keramiksysteme waren, wird die Situation rasch komplizierter, wenn die Anzahl an teilchenförmigen Bestandteilen in einem Schlamm gesteigert wird. Wenn die Suspension Gemische saurer und basischer Pulver enthält, ist es gewöhnlich erforderlich, zu „Trial and Error" zurückzugehen, um ein geeignetes Dispergiermittel für ein spezielles System zu finden.
  • Hartmetalle – Gemische von WC und Co zusammen mit weiteren teilchenförmigen Bestandteilen – sind gewerblich wichtige Systeme, die für anschließende Massenproduktion, beispielsweise von Einsätzen für Metallfräswerkzeuge, dispergiert und sprühgetrocknet werden müssen. Die leicht löslichen und recht verschiedenen Säure/Baseneigenschaften der zwei teilchenförmigen Hauptbestandteile (WC oder eher das Oberflächenoxid WO3 ist sauer und CoO ist basisch) jedoch machen dieses System schwierig in polaren Medien zu dispergieren. Die derzeitige Verfahrenstechnologie schließt typischerweise ein Dispergieren der Pulver in einem ethanolreichen Medium unter heftigem Rühren vor dem Sprühtrocknen ein. Die Feststoffbeladung muß relativ niedrig, um 20 Vol.-%, sein, um die Viskosität auf einem genügend niedrigen Level zu halten. Mit robusten, gut dispergierten Suspensionen von teilchenförmigen Gemischen auf der Basis von WC + Co gibt es eine Möglichkeit, den Feststoffgehalt zu steigern und somit den Energieverbrauch während des Sprühtrocknens zu vermindern. Es gibt auch ein großes Interesse an der Entwicklung gut dispergierter wäßriger Suspensionen von feinteiligen Gemischen auf der Basis von WC + Co, um die Explosionsgefahr auszuschalten und den Einfluß von Suspensionen auf Ethanolbasis auf die Umwelt zu reduzieren.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zur Herstellung gut dispergierter Suspensionen, die Gemische von WC- und Co-Pulvern umfassen, welche eine niedrige Viskosität zeigen und die über eine lange Zeitdauer beständig bleiben. Die wäßrigen und ethanolischen Schlämme nach der Erfindung sind geeignet als die Ausgangsmaterialien für alle Naßbearbeitungstechniken für die Produkti on von Materialien für diese Pulver. Diese Verarbeitungswege schließen Sprühtrocknung ein, um kugelige, frei fließende Granalien der feinen Pulver herzustellen.
  • Das Verfahren schließt ein Vermischen der Pulver auf der Basis von Gemischen von WC und Co mit zusätzlichen Bestandteilen ein, die für die Herstellung von Hartmetallen mit Wasser, Ethanol oder Gemischen von Ethanol und Wasser geeignet sind, mit einem Dispergiermittel auf der Basis von Polyethylenimin, um eine gut dispergierte Suspension zu erhalten, die für Sprühtrocknung geeignet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Schlämme auf der Basis von WC + Co verwendet werden, um Einsätze für Metallfräs- oder -schneidwerkzeuge zu erzeugen.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf Dispergiergemische von WC- und Co-Pulvern in wäßrigen und ethanolischen Medien zur Erzeugung gut dispergierter Schlämme mit einer niedrigen Viskosität gerichtet. Weiterhin liefert die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung homogener Pulverkörper durch unterschiedliche Typen von Naßverfahrenstechniken, einschließlich Sprühtrocknung, und anschließendes Trockenpressen. Die Erfindung liefert ein Verfahren zur Bearbeitung von Hartmetallpulvern in wäßrigen und ethanolischen Medien zur Gewinnung von Einsätzen für Metallschneid- oder -fräswerkzeuge.
  • Spezieller umfaßt das Verfahren nach der Erfindung die Bildung eines Schlamms, welcher die Pulver, ein Dispergiermittel auf Polyethyleniminbasis für die festen Phasen und Wasser oder Ethanol oder Gemische von Wasser und Ethanol als das Medium umfaßt. Der resultierende Schlamm sollte gut dispergiert und robust sein und eine niedrige Viskosität zeigen, um anschließende Naßverarbeitung, zum Beispiel Sprühtrocknung, durchzuführen.
  • Unter einer niedrigen Viskosität verstehen wir, daß ein 20 Vol.-% Schlamm eine Viskosität von weniger als 30 mPas bei einer Scherrate von 100 l/Sek., vorzugsweise weniger als 15 mPas bei dieser Scherrate und weniger als 1000 mPas bei einer Scherrate von 100 l/Sek. für einen 40 Vol.-% Schlamm zeigt.
  • Unter einem robusten Schlamm verstehen wir, daß seine rheologischen Eigenschaften über eine längere Zeitdauer stabil sein sollten. Für einen Schlamm mit 20 Vol.-% sollte die Viskosität weniger als 20% über eine Zeitdauer von 24 Stunden steigen.
  • Die Erfindung ist auf alle Arten von Pulverschlämmen auf WC + Co-Basis gerichtet, die zur Herstellung von Hartmetallen bestimmt sind. Dies schließt Zusätze von Carbiden und Nitriden von Titan, Tantal, Hafnium und/oder Niob zu dem Gemisch von WC + Co ein. Es ist besonders geeignet für feine Teilchen mit einer Größe unter 1 Mikron, ist aber auch anwendbar auf grobere Teilchen. Das Dispersionsmedium kann Ethanol, Wasser oder ein Gemisch von Ethanol und Wasser sein. Obwohl es bevorzugt ist, destilliertes oder entionisiertes Wasser zur Herstellung wäßriger Schlämme zu verwenden, ist auch gewöhnliches Leitungswasser geeignet. Die Dispergiermittel, die gut dispergierte Schlämme auf der Basis von WC + Co produzieren, sind Polyelektrolyte, spezieller ein kationischer Polyelektrolyt vom Polyethylenimintyp. Die Dispergiermittel vom Polyethylenimintyp bestehen aus einem allgemeinen Grundgerüst auf der Basis des Monomers (CH2CH2NH)x und enthalten primäre, sekundäre und tertiäre Aminogruppen. Eine wichtige Eigenschaft ist jene, daß das Dispergiermittel auf Polyethyleniminbasis in der Lage ist, das Pulvergemisch auf der Basis von WC + Co bei dem herrschenden pH-Wert des Schlamms zu dispergieren. Somit wird kein Zusatz von Säure oder Base benötigt.
  • Das Pulver, das Dispergiermittel und das polare Dispergiermedium können in geeigneter Weise vereinigt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schlamm durch Vermischen des Dispergiermittels mit Ethanol, Wasser oder Gemischen hiervon vermengt und dann setzt man die Pulver in Lösungen zu. Allgemein liegt die Menge an Dispergiermittel, die in dem Gemisch verwendet wird, bei 10 bis 50 Vol.-%, vorzugsweise 20 bis 40 Vol.-%, was der geeignetste Bereich für Sprühtrocknung ist. Alle Komponenten werden in einem Mischer mit hoher Energie vermischt, zum Beispiel einer Kugelmühle oder einer Planetenmühle. Das Mischen verläuft während einer Zeitdauer von 10 Minuten bis 48 Stunden. 30 Minuten bis 2 Stunden sind bevorzugte Mischzeiten in einer Planetenmühle für Feststoffbeladungen zwischen 20 und 40 Vol.-%.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Hartmetall oder Cermetkörpern durch pulvermetallurgische Verfahren, einschließlich des feuchten Vermahlens in Wasser und/oder Ethanol von pulverbildenden harten Bestandteilen und Bindephase und Preßmittel zur Bildung eines Schlamms, Trocknung des Schlamms unter Bildung eines Pulvers durch Sprühtrocknung, Pressen des Pulvers unter Bildung von Körpern der erwünschten Form und Abmessung und schließlich Sintern. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man zu dem Schlamm als Dispergiermittel 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.-% eines Polyelektrolyten auf Polyethyleniminbasis zusetzt. Am meisten bevorzugt liegt das mittlere Molekulargewicht des Polyelektrolyten auf Polyethyleniminbasis im Bereich von 5000 bis 50000, vorzugsweise im Bereich von 10000 bis 30000.
  • Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf Hartmetalle auf der Basis von WC-Co beschrieben. Es liegt aber auf der Hand, daß die Erfindung auch auf die Herstellung harter Materialien auf der Basis von Carbiden und Nitriden von Ti, Ta, Hf und/oder Nb sowie Co und/oder Ni, die oftmals als Cermets bezeichnet werden, angewendet werden kann.
  • Beispiel 1
  • Ein wäßriger Schlamm mit 20 Vol.-% Feststoffen, beladen mit einem Gemisch von WC- und Co-Pulvern (92 Gew.-% WC und 8 Gew.-% Co), der eine niedrige Viskosität zeigt, wurde in der folgenden Weise hergestellt. 355 g eines Pulvers auf WC + Co Basis mit einer mittleren Teilchengröße von 1,3 μm wurde mit 1,07 Gramm (0,3 Gew.-%) Polyethylenimin mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000 von der Polysciences Inc. sowie 96 Gramm Wasser vermischt. Die Komponenten wurden miteinander in einer Planetenmühle während einer Gesamtmischzeit von 30 Minuten, aufgeteilt in drei Perioden von jeweils 10 Minuten, vermengt. Der resultierende Schlamm zeigte eine niedrige Viskosität von 9 mPas bei einer Scherrate von 100 l/Sek. und 90 mPas bei einer Scherrate von 1 l/Sek.
  • Beispiel 2
  • Ein wäßriger Schlamm mit 20 Vol.-% Feststoffbeladung mit einem Gemisch von WC- und Co-Pulvern (92 Gew.-% WC und 8 Gew.-% Co) mit einer niedrigen Viskosität wurde in der folgenden Weise hergestellt. 355 Gramm eines WC + Co-Pulvers mit einer mittleren Teilchengröße von 1,2 μm wurden mit 3,55 Gramm (1 Gew.-%) Polyethylenimin mit einem mittleren Molekulargewicht von 25000 von Aldrich Chemicals und 96 Gramm Wasser vermischt. Die Komponenten wurden miteinander in einer Planetenmühle während einer Vermischzeit von 30 Minuten, geteilt in drei Perioden von jeweils 10 Minuten vermengt. Der resultierende Schlamm zeigte eine niedrige Viskosität nach 12 Stunden anschließendem Rühren. Er hatte 8 mPas bei einer Scherrate von 100 l/Sek. und 15 mPas bei einer Scherrate von 10 l/Sek. Alterung des Schlamms während zusätzlich 24 Stunden unter kontinuierlichem Rühren steigerte die Viskosität marginal. Es waren 9 mPas bei einer Scherrate von 100 l/Sek. und 18 mPas bei einer Scherrate von 10 l/Sek.
  • Beispiel 3
  • Ein wäßriger Schlamm mit 40 Vol.-% Feststoffbeladung eines Gemischs von WC- und Co-Pulvern (92 Gew.-% WC und 8 Gew.-% Co) zeigte eine niedrige Viskosität, die in folgender Weise gewonnen wurde. 414 Gramm eines Pulvers von WC + Co mit einer mittleren Teilchengröße von 1,2 μm wurde mit 1,24 Gramm (0,3 Gew.-%) Polyethylenimin mit einem mittleren Molekulargewicht von 10000 in einer Planetenmühle vermischt während einer Gesamtmischzeit von 30 Minuten, geteilt in sechs fünfminütige Abschnitte. Der resultierende Schlamm zeigte eine relativ niedrige Viskosität: sie war 450 mPas bei einer Schergeschwindigkeit 100 l/Sek.
  • Beispiel 4
  • Ein Schlamm mit 20 Vol.-% Feststoffbeladung eines Gemischs von WC- und Co-Pulvern (92 Gew.% WC und 8 Gew.-% Co) in einem Ethanol/Wassergemisch (80% Ethanol) zeigte eine niedrige Viskosität, die in folgender Weise gewonnen wurde. 355 Gramm eines Pulvers von WC + Co mit einer mittleren Teilchengröße von 1,2 μm wurden mit 3,55 Gramm (1 Gew.-%) Polyethylenimin mit einem mittleren Molekulargewicht von 25000 von Aldrich Chemicals und 61 Gramm Ethanol und 15 Gramm Wasser vermischt. Die Komponenten wurden miteinander in einer Planetenmühle vermischt während einer Gesamtmischzeit von 30 Minuten, geteilt in drei zehnminütige Abschnitte. Der resultierende Schlamm zeigte eine niedrige Viskosität nach 12 Stunden nachfolgendem Rühren: sie war 13 mPas bei einer Schergeschwindigkeit 100 l/Sek. und 25 mPas bei einer Scherrate von 10 l/Sek.
  • Beispiel 5
  • Ein Schlamm auf Ethanolbasis einer 20 Vol.-% Feststoffbeladung eines Gemischs von WC- und Co-Pulvern (92 Gew.-% WC und 8 Gew.-% Co), die eine niedrige Viskosität zeigten, wurden in der folgenden Weise hergestellt: 355 Gramm eines WC- + Co-Pulvers mit einer mittleren Teilchengröße von 1,2 μm wurden mit 1,78 Gramm (0,5 Gew.-%) Polyethylenimin mit einem mittleren Molgewicht von 25000 von Aldrich Chemicals und 77 Gramm Ethanol zugemischt. Die Komponenten wurden miteinander in einer Planetenmühle während einer Gesamtmischzeit von 75 Minuten, geteilt in fünf 15-minütige Perioden, vermengt. Der resultierende Schlamm zeigte eine niedrige Viskosität nach 12 Stunden nachfolgendem Rühren: sie war 26 mPas bei einer Scherrate von 100 l/Sek. und 50 mPas bei einer Scherrate von 10 l/Sek.
  • Beispiel 6 (Stand der Technik)
  • Wie bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik wurde ein wäßriger Schlamm mit 20 Vol.-% Feststoffbeladung und einem Gemisch von WC- und Co-Pulvern (92 Gew.-% WC und 8 Gew.-% Co) und Polyethylenglycol (PEG) als Dispergiermittel in der folgenden Weise hergestellt. 355 Gramm eines Pulvers von WC + Co mit einer mittleren Teilchengröße von 1,2 μm wurden mit 7,1 Gramm (2 Gew.-%) eines Polyethylenglycols mit einem mittlerem Molekulargewicht von 3400 und 96 Gramm Wasser miteinander vermischt. Die Komponenten wurden zusammen in einer Planetenmühle während insgesamt einer Mischzeit von 30 Minuten, geteilt in drei 10-minütige Perioden, zerkleinert. Der resultierende Schlamm wurde ausgeflockt und einer relativ hohen Viskosität gezeigt. Er bestand aus 50 mPas mit einer Scherrate von 100 l/Sek. und 4000 mPas bei einer Scherrate von 1 l/Sek.
  • Beispiel 7
  • Ein Schlamm auf Ethanolbasis mit 20 Vol.-% Feststoffbeladung aus einem Gemisch von WC-, TaC-, TIC-, TiN- und Co-Pulvern (20 Gew.-% WC, 20 Gew.-% TaC, 25 Gew.-% TiC, 20 Gew.-% TiN und 15 Gew.-% Co), das eine niedrige Viskosität zeigte, wurde in der folgenden Weise hergestellt. 1000 Gramm WC + TaC + TiC + TiN + Co-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 1,3 μm wurden mit 3,00 Gramm (0,3 Gew.-%) Polyethylenimin mit einem mittleren Molekulargewicht von 25000 von Aldrich Chemicals und 421 Gramm Ethanol/Wasser (90 Gew.-% Ethanol und 10 Gew.-% Wasser) sowie 35 Gramm Polyethylenglycol mit einem mittleren Molekulargewicht von 3500 von BASF vermischt. Die Komponenten wurden in einer Kugelmühle während einer Gesamtmischzeit von 100 Stunden miteinander vermengt. Der resultierende Schlamm zeigte eine niedrige Viskosität von 25 mPas bei einer Scherrate von 100 l/Sek.
  • Beispiel 8
  • Ein Schlamm auf Wasserbasis mit 20 Vol.-% Feststoffbeladung eines Gemischs von WC-, TaC,- TiC-, TiN- und Co-Pulvern (20 Gew.-% WC, 20 Gew.-% TaC, 25 Gew.-% TiC, 20 Gew.-% TiN und 15 Gew.-% Co), der eine niedrige Viskosität zeigte, wurde in der folgenden Weise hergestellt. 1000 Gramm WC + TaC + TiC + TiN + Co-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 1,3 μm wurden mit 3,00 Gramm (0,3 Gew.-%) Polyethylenimin mit einem mittleren Molekulargewicht von 25000 von Aldrich Chemicals sowie 514 Gramm Wasser und 35 Gramm Polyethylenglycol mit einem mittleren Molekulargewicht von 3500 von BASF vermischt. Die Komponenten wurden in einer Kugelmühle während einer Gesamtmischzeit von 100 Stunden miteinander vermischt. Der resultierende Schlamm zeigte eine niedrige Viskosität von 30 mPas bei einer Scherrate von 100 l/Sek.
  • Beispiel 9
  • Ein Schlamm auf Ethanolbasis mit 20 Vol.-% Feststoffbeladung aus einem Gemisch von WC-, TaC,- TiC-, TiN- und Co-Pulvern (87 Gew.-% WC, 4 Gew.-% TaC, 2 Gew.-% NbC. 3 Gew.-% TiC, 0,5 Gew.-% TiN und 5,5 Gew.-% Co), der eine niedrige Viskosität zeigte, wurde in der folgenden Weise hergestellt. 1000 Gramm eines WC + TaC + TiC + TiN + Co-Pulvers mit einer mittleren Teilchengröße von 6,0 μm wurden mit 5,00 Gramm (0,5 Gew.-%) Polyethylenimin mit einem mittleren Molekulargewicht von 25000 von Aldrich Chemicals und 230 Gramm Ethanol/Wasser (90 Gew.-% Ethanol und 10 Gew.-% Wasser) sowie 20 Gramm Polyethylenglycol mit einem mittleren Molekulargewicht von 3500 von BASF vermischt. Die Komponenten wurden in einer Kugelmühle während einer Gesamtmischzeit von 100 Stunden miteinander vermengt. Der resultierende Schlamm zeigte eine niedrige Viskosität von 29 mPas bei einer Scherrate von 100 l/Sek.
  • Beispiel 10
  • Ein Schlamm auf Ethanolbasis mit 20 Vol.-% Feststoffbeladung aus einem Gemisch von WC-, TaC,- TiC-, TiN- und Co-Pulvern (84 Gew.-% WC, 4 Gew.-% TaC, 2 Gew.-% NbC. 3 Gew.-% TiC, 0,5 Gew.-% TiN und 6,5 Gew.-% Co), der eine niedrige Viskosität hatte, wurde in der folgenden Weise hergestellt. 1000 Gramm WC + TaC + TiC + TiN + Co-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 6,0 μm wurden mit 5,00 Gramm (0,5 Gew.-%) Polyethylenimin mit einem mittleren Molekulargewicht von 25000 von Aldrich Chemicals sowie 235 Gramm Ethanol/Wasser (90 Gew.-% Ethanol und 10 Gew.-% Wasser) sowie 20 Gramm Polyethylenglycol mit einem mittleren Molekulargewicht von 3500 von BASF vermischt. Die Komponenten wurden in einer Kugelmühle während einer Gesamtmischzeit von 100 Stunden vermengt. Der resultierende Schlamm zeigte eine niedrige Viskosität von 30 mPas bei einer Scherrate von 100 l/Sek.

Claims (6)

  1. Gut dispergierter wäßriger oder ethanolischer Schlamm, der Gemische von WC- und Co-Pulvern mit niedriger Viskosität zum Sprühtrocknen und mit einer Feststoffbeladung von 10 bis 50 Vol.-% für die Herstellung von Sintercarbid- oder Cermetkörper, dadurch gekennzeichnet, daß er als Dispergiermittel 0,1 bis 10 Gew.-% eines Polyelektrolyten auf Polyethyleniminbasis enthält.
  2. Schlamm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Dispergiermittel 0,1 bis 1 Gew.-% eines Polyelektrolyten auf Polyethyleniminbasis enthält.
  3. Schlamm nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das durchschnittliche Molekulargewicht des Polyelektrolyten auf Polyethyleniminbasis im Bereich 5000 bis 50000, vorzugsweise 10000 bis 30000 liegt.
  4. Verfahren zur Herstellung von Hartmetall- oder Cermetkörpern mit pulvermetallurgischen Methoden einschließlich eines nassen Vermahlens in Wasser und/oder Ethanol von pulverbildenden harten Bestandteilen, die Gemische von WC und Co umfassen, zusammen mit einer Bindephase und Preßmittel zur Bildung eines Schlammes, Trocknen des Schlammes durch Sprühtrocknung und Bildung eines Pulvers, Pressen des Pulvers unter Bildung von Körpern der erwünschten Form und Abmessung und schließlich Sintern, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Schlamm als Dispergiermittel 0,1 bis 10 Gew.-% eines Polyelektrolyten auf Polyethyleniminbasis zusetzt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dispergiermittel 0,1 bis 1 Gew.-% eines Polyelektrolyten auf Polyethyleniminbasis zusetzt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das durchschnittliche Molekulargewicht des Polyelektrolyten auf Polyethyleniminbasis im Bereich von 5000 bis 50000, vorzugsweise von 10000 bis 30000 liegt.
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