專利名稱：：耐腐蝕的粘結(jié)耐磨件的制作方法粘結(jié)的碳化物(例如鈷粘結(jié)的碳化鎢)已用于各種非切削的工具應(yīng)用方面，其中耐磨性、高的彈性模量，壓縮強度，抗斷裂性或者它們的組合提供了在各種環(huán)境中高溫、高壓或同時處在高溫高壓的條件下可有長的壽命。但是，當這些元件放在腐蝕環(huán)境中，會明顯地降低粘結(jié)碳化物元件的預(yù)期的壽命。當涉及的粘結(jié)碳化物元件是(1)大的，并且因而是昂貴的；(2)用于在使用中的失效可引起明顯的損壞的設(shè)備或方法中；或(3)兼有上述兩者的情況下對上述問題更賦以較大的注重。例如，鈷粘結(jié)的碳化鎢的柱塞已用于超壓縮器，用來產(chǎn)生高的氣壓，例如高到約344MPa(50,000Psi)。這種高壓及高到約330℃(626°F)的高溫是制造如低密度聚乙烯(LDPE)之類的材料時要求的。在這些條件下，鈷粘結(jié)的碳化鎢合金(如“K94TM”鈷粘結(jié)的碳化鎢，或“KZ94TM”鈷粘結(jié)的碳化鎢)的高彈性模量及抗隆起、抗變形，抗斷裂及耐磨性對粘結(jié)碳化物在這些應(yīng)用方面的商業(yè)性成功是可靠的(“PropeitiesandprovenUsesofKennametalHardCarbideAlloys”KennametalInc.(1977)P1-48)。這些成功沒考慮制造的成本及在運輸，使用及維修粘結(jié)碳化物制的柱塞中要求的關(guān)注的程度(“CareandHandlingofTungstenCarbidePlungersforHyperCompressors”KennametalInc.(1978)P1-12)。為了正確地了解本發(fā)明，人們必須認識在由粘結(jié)碳化物制的柱塞的制造、運輸、使用及維修中要求的關(guān)注程度。除了具有要求的機械及物理性能外，柱塞必須制造成有嚴格的尺寸精度，并且典型的表面光潔度為約0.025μm(1微英寸)或更好—具有鏡子般的光潔度。在超壓縮器外面運輸及儲存時，和使用時或在超壓縮器中空載時，除了柱塞在使用中經(jīng)受的磨損外，構(gòu)成柱塞的粘結(jié)碳化物也受到粘結(jié)劑(例如鈷)的腐蝕或浸析作用。這種腐蝕可影響柱塞的壽命。例如，在使用中受腐蝕或浸析區(qū)域可遭到局部加熱，其導(dǎo)致該區(qū)域的熱應(yīng)力開裂。通過周期地修整(例如，磨、搪磨，重拋光或它們中任意的組合)使柱塞的整個表面到不僅從表面移去腐蝕或浸析區(qū)域，也使柱塞直徑減小而典型地來解決上述問題。修整柱塞可以重復(fù)進行，直到其直徑減小到使柱塞不再能對超壓縮器加壓為止。除了局部加熱外，受腐蝕或浸析區(qū)也產(chǎn)生應(yīng)力增強器的作用，其使粘結(jié)碳化物的承受載荷的能力大大地減小到在使用時柱塞會失效的地步。在運輸及儲存中，通過下面的實踐可容易地減小商業(yè)的粘結(jié)碳化物柱塞的粘結(jié)劑的腐蝕和浸析。另外，當用于超壓縮器來制造低密度聚乙烯(LDPE)時，這些商業(yè)的粘結(jié)碳化物已經(jīng)顯示出有合適的抗腐蝕性。但是，近年來低密度聚乙烯(LDPE)工業(yè)已開發(fā)了改進的低密度聚乙烯及聚乙烯的共聚物。除了傳統(tǒng)的原料成分，如引發(fā)劑(例如氧，過氧化物或偶氮基化合物)，鏈轉(zhuǎn)移劑(乙醇、丙酮，或酯類)，或二者，加到超壓縮器的原料流中的最近的附加成分產(chǎn)生了腐蝕、浸析或同時腐蝕浸析商業(yè)的粘結(jié)碳化物的粘結(jié)劑的極度侵蝕性的環(huán)境。由于上述理由，需要有一種金屬陶瓷，其具有與現(xiàn)時用的材料至少相等的機械性能、物理性能或者同時兼有兩者，而且比現(xiàn)時用在例如高溫、高壓或同時在高溫高壓下的材料有更好的耐腐蝕性，并且易于制造。本發(fā)明的目的在于提供一種金屬陶瓷組分，優(yōu)選地一種粘結(jié)的碳化物組分，更優(yōu)選地一種鈷粘結(jié)的碳化鎢基組分(WC-Co)，其滿足包括例高溫、高壓或同時在高溫高壓下的應(yīng)用中，具有耐磨性、高的彈性模量、高的抗壓強度、高的抗斷裂性以及耐腐蝕性。金屬陶瓷可以合適地包括、基本組成為或組成為一種陶瓷組分及一種粘結(jié)劑合金，粘結(jié)劑合金包括主組分(例如鈷)和附加組分(例如釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑)以賦予組分以耐磨蝕性。在一個最佳實施例中，本發(fā)明的金屬陶瓷組分顯示對酸及其溶液，更優(yōu)選地為有機酸及它們的溶液，更優(yōu)選地為羧酸及它們的溶液，包括例如甲酸、乙酸、馬來酸、甲基丙烯酸、它們的混合物，或溶液。本發(fā)明的目的還在于提供一種裝置或裝置的一部件，用于例如包括腐蝕環(huán)境中高溫、高壓或同時在高溫、高壓下。該裝置或裝置的一部件包括具有要求的物理、機械和耐腐蝕性的金屬陶瓷。該裝置或裝置的部件可以合適地包括，基本組成為或組成為用于材料處理，包括例如，機加工的制品(包括未涂料和涂料的切削鑲塊)，采礦，結(jié)構(gòu)，壓縮工藝，擠出工藝，超臨界工藝，化學(xué)處理工藝、材料處理工藝及超高壓工藝的制品。一些專門的實例包括用于擠出、加壓及聚合物合成的壓縮器柱塞；例如用于成形曲柄銷，軸承圈，閥的挺桿，火花塞殼，罐，軸承保持器杯，及螺旋槳的軸端等冷擠出的沖頭；整平金屬絲或成形管的輥；用于例如金屬成形，包括陶瓷、金屬、聚合物或它們的組合的粉末壓實的模具；供料輥、夾鉗；及用于超高壓的組件。另外，這些裝置或裝置的部件可以合適地包括，基本組成為或組成為超壓縮器的柱塞，密封環(huán)，孔板，襯套，沖頭和模具，軸承，閥和泵元件(例如軸承，轉(zhuǎn)子，泵體，閥座和閥桿)，噴嘴，高壓水增壓器，金剛石壓實元件(如模具，活塞，沖頭和砧)和用于腐蝕環(huán)境的軋機的輥。在一個最佳實施例中，裝置或裝置的元件可合適地包括在腐蝕環(huán)境中用于制造低密度聚乙烯(LDPE)或共聚物的超壓縮器的柱塞。參照下面的說明，所附的權(quán)利要求書及附圖，本發(fā)明的上述及其它特點、方面及優(yōu)點可更加清楚，附圖中圖1示意地示出了用于制造低密度聚乙烯(LDPE)的超壓縮器的一部分，包括由耐腐蝕金屬陶瓷構(gòu)成的柱塞。本發(fā)明的耐腐蝕金屬陶瓷合適地可包括或基本組成是或組成是至少一種陶瓷成分和至少一種粘結(jié)劑。這些成分在混合時具有耐腐蝕性。該至少一種粘結(jié)劑可合適地包括或基本組成是，或組成是一種主要組分和一種附加成分，在混合時，它們使金屬陶瓷具耐腐蝕性。耐腐蝕性包括無論由于(1)金屬陶瓷的化學(xué)惰性(2)在金屬陶瓷上形成一種保護屏障隔開環(huán)境和金屬陶瓷的相互作用，或(3)二者兼有之，而可抵抗環(huán)境(例如一種固體，一種液體、一種氣體或上述的任何組合)對金屬陶瓷的腐蝕。耐腐蝕性包括在任何環(huán)境中的耐腐蝕性，這些環(huán)境包括例如酸堿鹽、潤滑劑、氣體、硅酸鹽或任何上述物質(zhì)的混合物。本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實施例中，當金屬陶瓷組成用在超壓縮器中，本發(fā)明的金屬陶瓷組成顯示了對酸和它們的溶液的耐腐蝕性，這種酸更優(yōu)選地是一種有機酸溶液(也就是一種化合物，其結(jié)構(gòu)有一個和多個羧基基團(COOH)；其通式標為R-(COOH)n，式中n是大于或等于1的整數(shù)，而R是任何適當?shù)墓倌軋F；或二者兼有)和它們的溶液，例如可用Broested理論或Lews理論或二者來說明的，甚至更優(yōu)選地為羧酸和它們的溶液，包括甲酸、乙酸、馬來酸、甲基丙烯酸和它們的混合物或溶液。在生成低密度聚乙烯(LDPE)或聚乙烯共聚物時，原材料物質(zhì)中的部分或在工藝中原料產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)包括氧，過氧化物、偶氮化物、醇、酮、酯、α烯族烴或烯烴(例如丙烯和丁烯)醋酸乙烯酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯(例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯)，烷(例如正己烷)，它們的混合物或溶液。這些化學(xué)物質(zhì)尤其會促成產(chǎn)生腐蝕性環(huán)境，在此環(huán)境下，本發(fā)明的金屬陶瓷組分顯示了改善的耐腐蝕性。在一個優(yōu)選的實施例中，本發(fā)明的金屬陶瓷成分在約7天后測量的腐蝕速率為(1)在約50℃(122°F)，在約1％有機酸/水溶液中，不大于300m.m.d.優(yōu)選地為不大于120m.m.d，更優(yōu)選地是不大于100m.m.d，甚至更優(yōu)選地為80m.m.d；(2)在約65℃(149°F)，在約5％無機酸/水溶液中，不大于80m.m.d，優(yōu)選地為不大于30m.m.d，和更優(yōu)選地為不大于10m.m.d；(3)前述的任意組合。粘結(jié)劑可適合地包含形成或幫助形成耐腐蝕成分的任何物質(zhì)。粘結(jié)劑的主要成分包括IUPAC8，9，10族中的一種或多種金屬；更優(yōu)選地為鐵、鎳、鈷和它們的混合物和他們的合金中的一種或多種；更優(yōu)選地為鈷或鈷合金，如鈷-鎢合金。粘結(jié)劑的一種添加成分包括從IUPAC8，9，10族中的鉑屬中的一種或多種金屬更優(yōu)選地為釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑和它們的混合物和它們的合金；更優(yōu)選地為鈷-釕或鈷-釕-鎢合金。在本發(fā)明的一個實施例中，粘結(jié)劑的附加成分包括約粘結(jié)劑5％重量或更少直至粘結(jié)劑65％重量或更多；優(yōu)選地約10％或更少至約60％，或更優(yōu)選地約為16％或更少直至40％或更多，甚至更優(yōu)選地為約26％或更少直至34％或更多。陶瓷成分可以包括硼化物(固)、碳化物(固)；氮化物(固)；氧化物(固)；硅化物(固)，它們的混合物、它們的溶液或上述任意組合中的至少一種。硼化物、碳化物、氮化物、氧化物或硅酸鹽中的至少一種的金屬包括一種或多種國際純化學(xué)應(yīng)用協(xié)會(IUPAC)2，3(包括鑭族和錒族)、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13和14族中的金屬。優(yōu)選地，至少一種陶瓷成分包括碳化物，它們的混合物，它們的溶液或上述的任意組合。碳化物的金屬包括IUPAC3族(包括鑭族和錒族)、4、5、6族中的一種或多種金屬；更優(yōu)選地為Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W中的一種或多種，甚至更優(yōu)選地為鎢。從尺寸看，耐腐蝕成分的陶瓷成分(優(yōu)選地為碳化物)的顆粒尺寸范圍從約亞微米至420微米或更大。亞微米包括有結(jié)構(gòu)特點范圍從約1毫微米到約100毫微米或更多的納結(jié)構(gòu)材料。在一個實施例中，耐腐蝕組分陶瓷成分(優(yōu)選地為碳化物和更優(yōu)選地為碳化鎢)的顆粒尺寸范圍約為0.1微米到約30微米或更大，可能顆粒尺寸測量時的分散性，通常至約40微米的數(shù)量級。在本發(fā)明的實施例中，除了使金屬陶瓷組分有耐腐蝕性外，金屬陶瓷與在相同應(yīng)用中現(xiàn)時用的組分具有至少相當?shù)奈锢硇阅?、機械性能或同時兼有二者。這些性能包括例如密度、顏色、外觀、反應(yīng)性、導(dǎo)電率、強度、疲勞韌性、彈性模量、剪切模量、硬度、導(dǎo)熱率、熱膨脹系數(shù)、比熱、磁化系數(shù)、摩擦系數(shù)，耐磨性、抗沖擊等或上述性能的任何組合。在一個優(yōu)選實施例中，金屬陶瓷包括碳化鎢陶瓷成分和鈷-釕或鈷-釕-鎢合金，粘結(jié)劑具有從約85-92或更優(yōu)選地從88-91的洛氏(Rockwell)硬度；橫向斷裂強度從約1.7～4.1千兆帕斯卡(Gpa)(250-600每平方英吋千磅(Ksi))，更優(yōu)選地從約2.1～3.7Gpa(310-540Ksi)甚至更優(yōu)選地從約2.8-3.7Gpa(410-540Ksi)或上述的任何組合。本發(fā)明新的耐腐蝕金屬陶瓷通過提供一種粉末配料而形成，這種配料包括至少一種陶瓷組分，至少一種粘結(jié)劑，及選擇的，至少一種潤滑材料(一種促進至少一種陶瓷組分和至少一種粘結(jié)劑固化和凝聚的有機或無機物)，至少一種表面活性劑或二者兼有。制備粉末配料的方法包括例如用桿或圓棍碾磨隨后混合及然后用例如Sigma葉片型干燥機或噴霧干燥機干燥?？傊门c固化或凝聚或在使用二者時與二者相兼容的裝置來制備粉末配料。粉末配料包括陶瓷成分的母體，陶瓷成分(優(yōu)選地為碳化物)或有預(yù)選顆粒尺寸和尺寸分布的上述兩者，以形成理想的陶瓷成分顆粒尺寸或如上所討論的顆粒尺寸分布。粉末配料的粘結(jié)劑的量預(yù)選定以確定性能，例如可提供當金屬陶瓷構(gòu)成的制品受到載荷和受到應(yīng)力時，有足夠的耐斷裂和磨損性或同時兼有二者。預(yù)選擇的粘結(jié)劑的含量范圍為約在1-26％重量或更多；優(yōu)選地為5.22％重量，更優(yōu)選地為6-19％重量，和甚至更優(yōu)選地為8-17％重量。這些粘結(jié)劑含量實質(zhì)反映了在致密化后，最終陶瓷金屬中的粘結(jié)劑的量。粉末配料可通過任何方法成形，包括例如壓制、澆注、注射成型、擠壓、帶式澆鑄、粉漿澆鑄、灌漿澆鑄或任何上述方式的組合。這些方法中一些在US4,491,559；4,249,955；3,888,662和3,850,368中已討論過，在本發(fā)明中它們結(jié)合作為參考。在本發(fā)明的一個實施例中，粉末配料可通過例如壓制，包括例如在室溫或提高溫度(即熱壓制、熱等靜壓)下的單軸、雙軸、三軸、流體靜力或濕袋(即等壓壓制)壓制而致密?？傊瑹o論粉末配料是否壓實，它的固體幾何形狀是本專業(yè)技術(shù)人員可以了解的。為達到直接的形狀或形狀的組合，粉末配料可在致密化前、致密化中和/或致密化后成形。先前的成形技術(shù)可包括任何上述裝置的組合，及生料機加工和生坯塑性變形或它們的組合。壓實后的成形可以包括磨削和任何機加工操作。包含粉末配料的生坯可隨后用任何與制造本發(fā)明耐腐蝕制品相容的任何致密化方法。優(yōu)選的方法包括液相燒結(jié)。這種方法包括真空燒結(jié)、壓力燒結(jié)、熱等靜壓壓制(HIPPing)等。這些方法在溫度和壓力足夠制出有最少孔隙度的基本是理論上致密的制件下進行。例如鈷粘結(jié)的碳化鎢為基的組分，這種溫度可包括溫度范圍從約1300℃(2373°F)到約1760℃(3200°F)，任選地從約1400℃(2552°F)到約1600℃(2912°F)，更優(yōu)選地從約1400℃(2552°F)到約1500℃(2732°F)致密化的壓力范圍可從約零(0)Kpa(零(0)Psi)到約206Mpa(30Ksi)。對碳化物制件而言，壓力燒結(jié)可在壓力從約1.7Mpa(250Psi)到約13.8Mpa(2Ksi)，溫度從約1370℃(2498°F)到約1600℃(2912°F)下進行，而熱等靜壓可在壓力從約68Mpa(10Ksi)到約206Mpa(30Ksi)，溫度從約1310℃(2373°F)到約1760℃(3200°F)下進行。致密化可在沒有空氣即真空下進行，或在惰性氣體氣氛(例如一種或多種IUPAC18族的氣體)下進行，或在滲碳氣氛下；或在氮氣氛例如氮氣，生成氣(96％氮，4％氫)，氨氣等氣氛下進行；或在還原氣混合物、例H2/H2O，Co/Co2，Co/H2/Co2/H2O。等，或任何上述氣體的組合中進行。本發(fā)明用下列實施例來說明。這些實例提供來說明本發(fā)明及弄清本發(fā)明的各方面。實例不應(yīng)該成為本發(fā)明所述范圍的限制。表1用于制備試樣A到E的組分表1例舉了用于制作本實例的試樣A，A′，B，C，D和E的粉末配料。粉末配料的制備基本根據(jù)在USNo.4,610,931中所描述的方法制備，該專利方法已結(jié)合作為本發(fā)明的參考。試樣A、A′，B，C，D，和E中粘結(jié)劑含量約從11％到16％，分別是約11.4％，11.4％，11.9％，12.1％，12.6％和15.6％。試樣A和A′的粘結(jié)劑包含鈷合金。試樣B，C，和E的粘結(jié)劑包含鈷一釕合金，它包含重量約從10％到約26％的釕，分別為約10％，20％，26％的釕。試樣D的粘結(jié)劑包含鈷-錸合金，它包含約15％錸。試樣A，A′，B，C和D的碳化鎢混合物的重量百分比包含約85％的粉末配料，而試樣E包含81％的粉末配料(即試樣E比試樣A，A′，B，C，和D的粘結(jié)劑含量高)試樣A，A′，B，C，D和E的附加組分包含有重量計2％的碳化鉭，約0.5％的碳化鈮，約1％的金屬鎢粉，和約從0.3到0.9％的碳。此外試樣A到E中各粉末配料有約2％的石臘潤滑劑和約0.2％的表面活性劑。在本實例的各試樣A-E的粉末配料制備后，用球狀壓制成形生料，使得致密化(即燒結(jié)和熱等靜壓)后，磨削試樣A到E的幾個試樣尺寸為約5.1毫米(mm)正方形和19.1mm長(0.2英寸正方形和0.75英寸長)，另一些尺寸為13mm正方形和5.1mm厚(0.5英寸正方形和約0.2英寸厚)。制出各試樣的A到E的生坯的足夠的數(shù)量以便于在表II到表IV中討論和總結(jié)的試驗。試樣A到E的生坯在約1454℃(2650°F)在壓力為約600毫米汞柱的氬氣氣氛下燒結(jié)約0.5小時；以每分鐘約20℃冷卻到1200℃；并在約1200℃斷掉爐子的電源，爐子和它的內(nèi)裝物允許冷卻到約室溫。燒結(jié)后，燒結(jié)的試樣A-E的燒結(jié)料然后在約1428℃(2575°F)溫度下和在約113.8Mpa(16.5Ksi)壓力下在氦的氣氛下熱等靜壓致密化約1小時。對試樣A至E的樣品的硬度、橫向斷裂強度、Palmqvist斷裂韌性、熱硬度及腐蝕速率進行了測量。機械性能總結(jié)在表II中，腐蝕結(jié)果列于表IV。試樣A和A′是包括鈷合金粘結(jié)劑的控制材料。表II機械性能一覽表</tables>*附加測量結(jié)果為3.20±0.13Gpa(464±19Ksi)**附加測量結(jié)果為139.7kg/mm洛氏硬度是在室溫由可接受的工業(yè)方法測量。測得的試樣A至E的硬度從約89.8-90.6。粘結(jié)劑中的鈷由約20％重量的釕代替看來一定程度地使試樣C的硬度增加到高于試樣A或試樣A′的硬度。試樣A至E的橫向斷裂強度用類似ASTM的規(guī)定B-406-90(參看例如1992年ASTM標準手冊，02.05卷)測量。所用的程序與ASTM的規(guī)定不同處在于(1)，用各有約10mm(0.39in)直徑的磨制的粘結(jié)碳化物球代替兩個磨制的粘結(jié)碳化物圓柱體；(2)，用約12.7mm(0.5in)直徑的磨制的粘結(jié)碳化物圓柱體代替磨制的粘結(jié)碳化物球；和(3)對每種試樣用12個樣品，各樣品尺寸為約5.1mm的正方形及19.1mm長(0.2in的正方形及0.75in長)。這些測量的結(jié)果證明在粘結(jié)劑中加釕或錸，與試樣A和A′比，對試樣B至E的橫向斷裂強度沒有明顯的影響。對試樣A至E，橫向斷裂強度的范圍為3.2-3.7GPa(460-530Ksi).試樣A至E的斷裂韌性由帕氏(Palmqvist)方法測量。也就是制備試樣A至E的尺寸為至少約13mm的正方形及約5.1mm厚(約0.5in的正方形及0.2in厚)。裝好樣品，首先用約15kg(331b)的負載，用約14μm的平均顆粒尺寸(600目)的金剛石盤拋光約1分鐘。樣品表面再在約0.6kg(1.31b)負載下用金剛石拋光膏及商業(yè)拋光潤滑劑進行拋光，先用約45μm，約30μm及約9μm的金剛石膏各拋光約0.5小時，再用約6μm，約3μm，約1μm的金剛石膏各拋光約0.3小時。表III腐蝕試驗一覽表</tables></tables>*TEFLON聚四氟乙烯**250ml試驗溶液/英寸2表面***0.2英寸正方形×0.75英寸，和0.68英寸2面積****“MICRO”，伊利諾伊斯州，芝加哥的Cole-Parmer儀器公司的液體試驗室清潔劑維氏(Vickers)標準金剛石壓頭用來分別用30kg，60kg，90kg及120kg負載產(chǎn)生至少分開1.9mm的三個壓印。測量從各壓痕垂直地發(fā)射出的裂紋長度及相應(yīng)的壓痕對角線。所用的負載與發(fā)射的垂直裂紋長度作曲線。曲線的斜率是表II報告的Palmqvst斷裂韌性。結(jié)果表明通過釕或錸對粘結(jié)劑合金化適當?shù)販p小了斷裂韌性(見試樣B至D)。但是通過在金屬陶瓷中粘結(jié)劑的量可減緩這一減小。這可通過試樣E相對試樣A至D的斷裂韌性的增加來證明。熱硬度試驗的結(jié)果表明用釕或錸代替鈷，熱硬度沒有明顯的減小。試樣A至E的腐蝕試驗基于ASTM的規(guī)定G-31-72(見1992年ASTM標準手冊，03.02卷)。表III總結(jié)了腐蝕試驗的細節(jié)。對酸溶液，特別是有機酸溶液，包括甲酸、乙酸、馬來酸和甲基丙烯酸，測定了在50℃下在1天，約7天后的腐蝕速率，用每天每平方分米的材料損失的毫克數(shù)(m.d.d)表示。溶液包括約1％重量的酸，余為蒸餾水和去離子水。試樣A至E的腐蝕試樣尺寸為表III報導(dǎo)的長度的一半，并且各試樣測定了兩個樣品。在測量的表面積及重量損失的基礎(chǔ)上計算了腐蝕速率。也對試樣進行了金相檢查以確定材料損失的深度及損失的特點。結(jié)果列于表IV。表IV腐蝕試驗一覽表</tables>m.d.d-每天每平方分米材料損失的毫克數(shù)材料損失的程度已主觀地分類1-表示約5％粘結(jié)劑腐蝕；3-表示對指示的深度粘結(jié)劑已完全腐蝕；5-表示粘結(jié)劑和約5％的陶瓷組分腐蝕。腐蝕試驗的結(jié)果表明試樣C及試樣E總的來說比試樣A更耐腐蝕。在馬來酸/水溶液中試樣C及試樣E的腐蝕速率似乎是一個例外，其中試樣C的腐蝕速率更大，而試樣E的腐蝕速率基本沒有變化。因此，這些實例證明了用釕對粘結(jié)劑合金化，同時增加金屬陶瓷(特別是鈷粘結(jié)的碳化鎢)的粘結(jié)劑含量，基本保持金屬陶瓷的機械性能而明顯地改善了耐腐蝕性。表V用于制備試樣F至J的成分</tables>表V示出了用于制備試樣F至J的粉末混合料的成份。試樣F至J的公稱的粘結(jié)劑含量及公稱的粘結(jié)劑成分列于表VI。試樣F至J的其它成分包括約6％的碳化鉭，約2.5％的氮化鈦，約2％的碳，余為碳化鎢混合物，列于表V。約2％重量的石蠟潤滑劑和約2％重量的表面活性劑加到試樣F至G的各粉末混合料中。在制備出各試樣F至J的粉末混合料后，試樣F至J的足量的坯料壓成片，以便于進行下面表VI的試驗。試樣F至J的坯料基本按試樣A至E用的方法致密化，但是對試樣F至I的樣品的在約1649℃下燒結(jié)約0.5小時，而試樣J的樣品在1704℃下燒結(jié)。試樣F至J的樣品的硬度、橫向斷裂強度、和腐蝕速率基本按試樣A至E用的方法測定，結(jié)果列于表VI。對酸溶液，特別是礦物酸溶液，包括硫酸，硝酸和鹽酸，測定了在約65℃下在約7天后的腐蝕速率。在蒸餾水和去離子水溶液中酸的濃度列于表VI。另外的試驗溶液包括人工海水和肼單水合物。試樣F至J的腐蝕試樣的尺寸為表III中報導(dǎo)的長度，各試樣試驗了兩個樣品。因此，這些實例證明在金屬陶瓷(特別是鈷粘結(jié)的碳化鎢)的粘結(jié)劑中加釕，使金屬陶瓷在有機酸和其它環(huán)境中具有耐腐蝕性。本發(fā)明的上述變型有很多優(yōu)點，包括使用耐腐蝕的金屬陶瓷組分用于制造低密度聚乙烯(LDPE)或共聚物時用的超壓縮器的柱塞。圖1示意地說明了包含在超壓縮器101一部分中的柱塞103。柱塞103包括一細長主體119，它有第一端117和第二端121。細長主體的表面可有鏡面一樣的光潔度，并與容納在超壓縮器主體125的一部分中的密封組件113的密封件115接合。柱塞103的第二端121包括一附加裝置，它便于柱塞103的往復(fù)運動，通過供料流107把材料導(dǎo)入壓縮室111中。連接到傳動裝置(未示出)的連接裝置105和往復(fù)導(dǎo)向裝置127在壓縮室111中驅(qū)動柱塞103，使供入坯料產(chǎn)生預(yù)定的壓力，隨后通過出口流109射出。表VI機械性能及腐蝕試驗一覽表</tables></tables>m.d.d-每天每平方米材料損失的毫克數(shù)合成海水包括水中含23700ppmcl1-，10000ppmNa1+，2800ppmMg2+，2000ppmSO42-，7900ppmCa2+，600ppmBr1-和160ppmK1+。雖然參照了一些最佳的變型較詳細地說明了本發(fā)明，但其它的變型也是可能的。例如，金屬陶瓷組分可適用于包括但不局限于上面列舉的應(yīng)用的腐蝕環(huán)境的任意應(yīng)用中。因此，所附權(quán)利要求書的精神和范圍不限于上述最佳變型的說明。權(quán)利要求1.一種用于超壓縮器的柱塞，包括(a)、一個細長的主體；(b)、一第一端；(c)、一第二端，其中第二端還包括一個附加裝置，其便于柱塞在超壓縮器一部分中的往復(fù)運動；(d)、在第一端和第二端之間延伸的一表面，其中至少該表面的一部分與包含在超壓縮器一部分中的密封組件的密封件接合；和(e)、一種耐腐蝕及磨損的金屬陶瓷組分，包括(i)、至少一種陶瓷成分，其中至少一種陶瓷成分包括硼化物，碳化物，氮化物，氧化物，硅化物，它們的混合物，它們的溶液，以及上述的組合中的至少一種，和(ii)、一種粘結(jié)劑，包括一種主成分和一種附加成分，其中所述的主成分包括鐵、鎳、鈷、它們的混合物，和它們的合金中的一種或多種，所述的附加成分包括釕，銠、鈀、鋨，銥、鉑，它們的合金，它們的混合物中的至少一種，和所述的主成分和附加成分的相互作用使柱塞有耐腐蝕性。2.按照權(quán)利要求1的柱塞，其特征在于作為附加成分的釕包括約5-65％重量的粘結(jié)劑。3.按照權(quán)利要求1的柱塞，其特征在于所述的耐腐蝕及磨損的金屬陶瓷成分是對酸、堿、鹽、潤滑劑、氣體、硅酸鹽或上述組合中至少一種耐腐蝕的。4.按照權(quán)利要求3的柱塞，其特征在于至少一種陶瓷成分包括Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Cr，Mo，和W中的一種或多種的至少一種碳化物。5.按照權(quán)利要求4的柱塞，其特征在于上述的至少一種碳化物包括碳化鎢。6.按照權(quán)利要求3的柱塞，其特征在于上述的耐腐蝕及磨損的金屬陶瓷成分是對有機酸溶液耐腐蝕的。7.按照權(quán)利要求5的柱塞，其特征在于上述的至少一種陶瓷成分還包括Ti，Nb，W，Ta中的一種或多種的至少一種碳化物。8.按照權(quán)利要求6的柱塞，其特征在于上述的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分是對水及甲酸、乙酸，馬來酸和甲基丙烯酸中的至少一種的水溶液是耐腐蝕的。9.按照權(quán)利要求3的柱塞，其特征在于上述的耐腐蝕和磨損金屬陶瓷成分是對水及硫酸、硝酸、鹽酸、鹽和肼單水合物中的至少一種的溶液是耐腐蝕的。10.按照權(quán)利要求8的柱塞，其特征在于上述的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分的腐蝕速率，在約50℃，7天后不大于約120m.md。11.按照權(quán)利要求9的柱塞，其特征在于上述的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分的腐蝕速率，在約65℃，7在后不大于約80m.m.d。12.按照權(quán)利要求1的柱塞，其特征在于上述的附加成分包括約16-40％的重量的粘結(jié)劑。13.按照權(quán)利要求1的柱塞，其特征在于上述附加成分包括約26-34％重量的粘結(jié)劑。14.按照權(quán)利要求1的柱塞，其特征在于上述的附加成分包括釕，其包括至少約26％重量的鈷或鈷-鎢粘結(jié)劑。15.按照權(quán)利要求12的柱塞，其特征在于上述的粘結(jié)劑包括約6-19％重量的耐腐蝕及磨損的金屬陶瓷成分。16.一種耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，包括(a)至少一種陶瓷成分，它包括硼化物，碳化物，氮化物，氧化物，硅化物，它們的混合物，它們的溶液，及上述的組合中的至少一種，和(b)約1-26％重量的粘結(jié)劑合金，其包括一種主要成分和一種附加成分，其中上述的主成分包括Fe，Ni，Co，它們的混合物和它們的合金中的一種或多種，和所述的附加成分包括(i)，約5-65％重量的粘結(jié)劑；(ii)釕，銠，鈀，鋨，銦，鉑，它們的合金和上述的混合物中至少一種，和(iii)對耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷賦予抗酸、堿、鹽、潤滑劑、氣體、硅酸鹽或上述組合中至少一種的耐腐蝕性。17.按照權(quán)利要求16的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，其特征在于上述的附加成分包括約16-40％重量的粘結(jié)劑。18.按照權(quán)利要求16的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，其特征在于上述的附加成分包括約26-34％重量的粘結(jié)劑，并且上述的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分是耐酸/水溶液的腐蝕的。19.按照權(quán)利要求16的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，其特征在于上述的至少一種陶瓷成分包括Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Cr，Mo和W中的一種或多種的至少一種碳化物。20.按照權(quán)利要求19的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，其特征在于所述的至少一種碳化物包括碳化鎢。21.按照權(quán)利要求16的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，其特征在于所述的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分是對有機酸溶液耐腐蝕的。22.按照權(quán)利要求20的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分還包括Ti，Nb，W和Ta中的一種或多種的至少一種碳化物。23.按照權(quán)利要求20的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，其特征在于所述的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分包括銠-鈷或銠-鈷-鎢粘結(jié)的碳化鎢，其是對水和甲酸，乙酸，馬來酸和甲基丙烯酸中的至少一種的溶液是耐腐蝕的。24.按照權(quán)利要求20的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，其特征在于所述的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分包括Ru-Co或Ru-Co-W粘結(jié)的碳化鎢；其是對水和硫酸、硝酸，鹽酸、鹽和肼單水合物中至少一種的溶液是耐腐蝕的。25.按照權(quán)利要求23的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，其特征在于所述的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷在1％有機酸/水溶液中在約50℃，7天后的腐蝕速率不大于約300m.m.d。26.按照權(quán)利要求24的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，其特征在于所述的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷在5％礦物酸/水溶液中，在約65℃下，約7天后的腐蝕速率不大于約80m.m.d。27.按照權(quán)利要求17的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，其特征在于所述的粘結(jié)劑包括約6-19％重量的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分。28.按照權(quán)利要求16的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，其特征在于所述的附加成分包括至少約26％重量粘結(jié)劑的釕。29.按照權(quán)利要求28的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，其特征在于所述的粘結(jié)劑包括約8-17％重量的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分。30.一種耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，包括(a)碳化鎢，和(b)約1-26％重量的粘結(jié)劑合金，其包括鈷和約16-40％重量的釕。其中所述的鈷和釕的結(jié)合賦予在包括甲酸、乙酸、甲基丙烯酸、馬來酸、硫酸、硝酸、鹽酸中的一種的酸/水溶液，海水，或肼單水合物/水溶液中的耐腐蝕性；所述的耐腐蝕及磨損的金屬陶瓷成分具有洛氏硬度為約85-92；橫向斷裂強度為至少約1.7GPa(250Ksi)；和在包括甲酸，乙酸，甲基丙烯酸和馬來酸中的至少一種的1％酸/水溶液中，在約50℃下在7天后的腐蝕速率為不大于約120m.m.d，或在包括硫酸和硝酸中至少一種的5％的酸/水溶液；37％鹽酸/水溶液；合成海水；或98％肼單水合物/水溶液中在約65℃下，在約7天后的腐蝕速率為不大于約80m.m.d；31.按照權(quán)利要求30的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷，其特征在于所述的粘結(jié)劑包括6-19％的金屬陶瓷，和釕包括約16-4％的粘結(jié)劑。32.按照權(quán)利要求30的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷，其特征在于粘結(jié)劑包括8-17％的金屬陶瓷，釕包括至少26％的粘結(jié)劑，橫向斷裂強度為至少2.8Gpa，腐蝕速率不大于80m.m.d。33.按照權(quán)利要求30的耐腐蝕和磨損的金屬陶瓷成分，其特征在于所述的金屬陶瓷包括一個裝置或裝置的一部分，其包括超壓縮器的柱塞，密封環(huán)，孔板，襯套，沖頭或模具，軸承，閥或泵元件，噴嘴，高壓水增壓器，金剛石壓實元件和軋機輥子中的至少一個。34.一種通過壓力游離基聚合反應(yīng)形成聚乙烯的超壓縮器，包括(a)一細長主體，(b)一第一端，(c)一第二端，其中第二端還包括一附加裝置，其便于柱塞在超壓縮器一部分中的往復(fù)運動；(d)在第一端和第二端之間延伸的表面，其中至少該表面的一部分與包含在超壓縮器一部分中的密封組件的密封件結(jié)合，和(e)一種耐腐蝕及磨損的金屬陶瓷成分，包括(i)碳化鎢，和(ii)約1-26％重量的粘結(jié)劑合金，其包括鈷和約16-40％重量的釕，其中所述的鈷和釕的結(jié)合賦予在包括甲酸、乙酸、甲基丙烯酸、馬來酸、硫酸、硝酸、鹽酸中的一種的酸/水溶液，海水，或溶液中的耐腐蝕性；所述的耐腐蝕及磨損的金屬陶瓷成分具有洛氏硬度為約85-92；橫向斷裂強度為至少約1.7GPa(250Ksi)；和在包括甲酸、乙酸、甲基丙烯酸和馬來酸中的至少一種的1％酸/水溶液中，在約50℃下在7天后的腐蝕速率為不大于約120m.m.d，或在包括硫酸和硝酸中至少一種的5％的酸/水溶液；37％鹽酸/水溶液；合成海水；或98％肼單水合物/水溶液中在約65℃下，在約7天后的腐蝕速率為不大于約80m.m.d。全文摘要一種金屬陶瓷,包括一陶瓷成分(例如WC)和一種粘結(jié)劑,其包括一主要組分(例如,Fe,Ni,Co,它們的混合物,它們的合金中的一種或多種)和至少一種附加組分(例如Ru,Rh,Pd,Os,Ir,和Pt)中的一種或多少),它們賦予金屬陶瓷的耐腐蝕性。由這種金屬陶瓷構(gòu)成的零件包括在制造低密度聚乙烯(LDPE)或聚乙烯共聚物時產(chǎn)生的腐蝕環(huán)境中用的超壓縮器的柱塞。文檔編號F04B15/04GK1177384SQ96192321公開日1998年3月25日申請日期1996年1月16日優(yōu)先權(quán)日1995年3月3日發(fā)明者威廉姆·M·斯托爾,詹姆斯·P·馬特科威斯凱,特德·R·馬薩申請人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司