Легированные связующие порошки

005911 Существуют различные способы изготовления алмазных инструментов. В любом случае, алмаз вначале смешивают со связующим порошком, состоящим из одного или нескольких металлических порошков и, возможно, из некоторых керамических порошков или органического связующего. Эту смесь затем прессуют и нагревают для получения твердого изделия, в котором связующий порошок образует связку, скрепляющую между собой частицы алмаза. Наиболее распространенными способами образования связки являются горячее прессование и спекание без приложения давления. Реже применяются другие способы, например, горячая ковка или горячее изостатическое прессование предварительно спеченных заготовок. Порошки, компактированные холодным прессованием и требующие последующей термообработки для образования связки, часто называют "сырыми" изделиями, и они характеризуются показателем прочности неспеченного материала. К металлическим порошкам, наиболее часто применяемым при изготовлении алмазных инструментов, относятся мелкозернистые кобальтовые порошки с диаметром частиц менее чем приблизительно 7 мкм, определенным с помощью прибора Фишера (Fisher) "Sub Sieve Sizer" (метод Фишера), смеси мелкозернистых металлических порошков, например смеси мелкозернистых порошков кобальта, никеля, железа и вольфрама, и мелкозернистые легированные порошки, состоящие из кобальта, меди, железа и никеля. Применение мелкозернистого кобальтового порошка дает хорошие результаты с технической точки зрения; его основные недостатки являются следствием высокой стоимости и значительных колебаний цены. Кроме того, кобальт считается вредным для окружающей среды, поэтому новые юридические акты стимулируют исключение применения кобальта. При применении смесей мелкозернистых металлических порошков получают связки с относительно низкими показателями прочности, твердости и износостойкости. Поскольку существенное влияние на механические свойства готового инструмента оказывает однородность упомянутой смеси, то применение легированных порошков обеспечивает значительные преимущества по сравнению со смесями однокомпонентных порошков, как указано в ЕР-А-0865511 и ЕР-А-0990056. Эти связующие порошки традиционно изготовляются методами гидрометаллургии, как описано в вышеуказанных патентах. Причиной применения этих методов является то, что они обеспечивают единственный экономичный способ получения достаточно мелких частиц, имеющих достаточно высокую способность к спеканию, и при этом позволяют получить точный состав, обеспечивающий удовлетворительные свойства спеченного изделия, в частности, его твердость, пластичность, износостойкость и прочность удержания частиц алмаза. Однако в отрасли производства алмазных инструментов ощущается потребность в связках, имеющих лучшие свойства по сравнению со связками, получаемыми с применением известных легированных порошков или смесей мелкозернистых металлических порошков. Понятие "лучшие свойства связки" означает сочетание повышенной твердости и достаточно высокой пластичности. Показателем пластичности является ударная вязкость. Этот показатель измеряют методом Шарпи (Charpy) согласно ISO 5754 на установке Шарпи, описанной в ISO 184, и его минимальное значение для образцов без надреза предпочтительно должно достигать 20 Дж/см 2. Более низкие значения ударной вязкости по Шарпи характерны для хрупких связок. Другой характеристикой пластичности является вид поверхности излома разрушенной связки. Она должна предпочтительно обнаруживать признаки (микро)пластичности. Твердость выражается показателем твердости по Виккерсу (Vickers) (HV10). При указании значений твердости подразумевается, что они определены по методу ASTM E92-82. В качестве эмпирического правила можно принять, что более высокая твердость в общем случае соответствует более высокой механической прочности, более высокой износостойкости и лучшему удержанию частиц алмаза. В рассматриваемой отрасли обычными являются значения HV10 от 200 до 350. Повышенная износостойкость требуется для резания абразивного материала, подобно свежему бетону или асфальту. В известных технологиях используются добавки карбида вольфрама и/или вольфрама. Эти материалы смешивают с остальными компонентами связующих порошков. Однородность получаемой смеси имеет решающее значение для качества изготовляемого инструмента. Зоны, обогащенные вольфрамом и/или карбидом вольфрама, как правило, являются очень хрупкими. Кроме того, поскольку вольфрам и карбид вольфрама плохо поддаются спеканию, их применение приводит к возникновению локальной пористости и, как следствие, локальному ухудшению механических свойств связки. Помимо вышеуказанных свойств связки, важное значение имеют также свойства связующего порошка. В соответствии с областью применения, от связующего порошка может требоваться хорошая спекаемость и прочность неспеченного материала. Прочность неспеченного материала измеряют путем испытания по Раттлеру (Rattler). Сырые заготовки высотой 10 мм и диаметром 10 мм, спрессованные под давлением 350 МПа, помещают во вращающийся барабан (длиной 92 мм и диаметром 95 мм), изготовленный из тонкой проволочной сетки с ячейками площадью 1 мм 2. После 1200 оборотов барабана, выполненных в течение 12 мин, определяют относительную потерю массы образцов. Полученные результаты ниже будут называться "показателем по Раттлеру". Более низкие значения показателя по Раттлеру указывают на более высокую прочность неспеченного материала. В случаях, когда прочность неспеченного материала имеет существенное значение,-1 005911 показатели по Раттлеру менее чем 20% считаются удовлетворительными, а значения менее чем 10% рассматриваются как отличные. В порошковой металлургии важное значение имеет хорошая способность к спеканию металлических порошков. Это понятие означает, что порошки могут спекаться почти до полной плотности (плотности компактного материала) при относительно низкой температуре или что для спекания порошков до полной плотности требуется лишь кратковременное спекание. Минимальная температура, необходимая для хорошего спекания, должна быть низкой, предпочтительно не выше чем 850 С. Более высокие температуры спекания связаны с недостатками процесса, например, с уменьшением срока службы прессформ для горячего прессования, разрушением алмаза и высокими энергозатратами. Хорошим индикатором спекаемости является достигаемая относительная плотность изделия. Относительная плотность спеченного связующего порошка должна составлять не менее 96%, предпочтительно 97% или более. Как правило, относительная плотность 96% или более считается почти полной плотностью. Способность к спеканию сильно зависит от состава порошка. Однако часто возможности выбора состава являются ограниченными по соображениям стоимости или вследствие того, что при изменении состава оказывается невозможным достижение определенных свойств спеченного продукта, например,твердости. Другим фактором, влияющим на способность к спеканию, является поверхностное окисление. Большинство металлических порошков окисляются до некоторой степени под действием воздуха. Поверхностный оксидный слой, образующийся при этом, препятствует спеканию. Третьим фактором,имеющим важное значение для способности к спеканию, является размер частиц. При прочих равных условиях более тонкие порошки имеют более высокую способность к спеканию по сравнению с более крупнозернистыми. Иногда для повышения спекаемости связующего порошка в него добавляют бронзу (сплав Cu-Sn) или латунь (сплав Cu-Zn); эти добавки понижают температуру плавления и, следовательно, температуру спекания. Применяемые бронзовые порошки имеют, как правило, состав в пределах от 15 до 40% Sn. Однако применение этих порошков часто приводит к охрупчиванию связок или к образованию в процессе спекания жидкой фазы; оба эти явления вызывают резкое ухудшение качества готовой связки. Кроме того, введение бронзы или латуни понижает твердость связки и, таким образом, частично уничтожает эффект введения W или WC. В рамках известной технологии алмазных инструментов не существует реального решения задачи повышения твердости при одновременном обеспечении низкой температуры спекания, простоты обработки, достаточно высокой ударной вязкости и достаточной прочности неспеченного материала. Не существует известного порошка или смеси порошков, обладающей всеми указанными свойствами. Легированный порошок определяется как "металлический порошок, состоящий из двух или более компонентов, которые легированы в процессе изготовления порошка, в котором все частицы имеют одинаковый номинальный состав". См. "Справочник по металлам, настольная книга" (Metals Handbook, Desk(Metals Handbook, Vol. 7, Powder Metallurgy, ASM, Ohio, 1984). Целью настоящего изобретения является создание легированных металлических порошков, обладающих достаточной прочностью для нормального манипулирования с заготовками из них, полученными методом холодного прессования, спекающихся при минимальной температуре не выше 850 С и образующих при спекании связки, обладающие достаточной пластичностью и повышенной твердостью. Эти порошки не содержат Со и/или Ni или содержат их значительно меньше, чем известные легированные металлические порошки, имеющие сравнимую твердость. Это обеспечивает потенциальное удешевление порошков и предпочтительность их с точки зрения экологии. В альтернативном аспекте настоящее изобретение можно рассматривать как предлагающее легированные металлические порошки, которые образуют связки, имеющие повышенную твердость по сравнению со связками, полученными из известных легированных металлических порошков, содержащих Со и/или Ni в тех же количествах. Металлические порошки по настоящему изобретению, наряду с их применением в отрасли изготовления алмазных инструментов, обеспечивают также широкие возможности применения в других областях, поскольку они относятся к редко встречающимся порошкам, сочетающим твердость и пластичность. Другая цель настоящего изобретения связана со стоимостью связующих порошков: даже при том,что разнообразные гидрометаллургические способы позволяют получать удовлетворительные связующие порошки приемлемой стоимости, стоимость этих связующих порошков значительно превышает стоимость чистых или легированных металлических порошков, имеющих более грубое зернение, как правило, в пределах 20-100 мкм, полученных не гидрометаллургическими способами, например распылением. Однако такие грубозернистые порошки, как правило, не обладают характеристиками спекания,необходимыми для применения в производстве алмазных инструментов. Хорошо известным способом изготовления легированных порошков является механическое легирование. Согласно этому способу однокомпонентные порошки предварительно смешивают, а затем подвергают механическому легированию в соответствующем аппарате, обычно аналогичном высокоэнергетической шаровой мельнице. Способ основан на многократном дроблении и холодном сваривании пер-2 005911 воначально неперемешанных металлических материалов, которые в результате оказываются смешанными на атомном уровне. Этот способ известен уже давно, см., например, патент США 3,591,362. Металлические порошки, полученные путем механического легирования, обладают значительно повышенной способностью к спеканию по сравнению с легированными порошками, изготовленными другими способами, например распылением, или известными гидрометаллургическими способами. Обнаружено, что это утверждение верно также для однокомпонентных металлических порошков или для легированных порошков, изготовленных такими способами, как распыление, если их подвергнуть аналогичной обработке, необходимой для механического легирования однокомпонентных порошков. Даже если известные порошки имели значительно меньший размер зерна и, следовательно, можно было ожидать их повышенной способности к спеканию, прямое сравнение свидетельствовало об обратном: механически обработанные порошки обладали значительно повышенной способностью к спеканию. Легированные порошки по настоящему изобретению содержат в качестве двух основных легирующих элементов Сu и Fe. Fe и Сu взаимно нерастворимы. Поэтому частицы порошка содержат две фазы,из которых одна обогащена Fe, а вторая обогащена Сu. Для обеспечения достаточно низкой температуры спекания к обогащенной Сu фазе добавляют Sn. Sn понижает температуру плавления и, следовательно,также температуру спекания. Для повышения прочности сплава и гарантирования получения пластичного сплава при содержании Sn, близком к перитектическому составу бинарного сплава Cu-Sn, обогащенную Fe фазу упрочняют по меньшей мере одним из элементов Mo, Ni, Co и W. Кроме того, могут быть добавлены дисперсионные упрочнители (DS) в виде оксидов (ODS), карбидов (CDS) или сочетания обоих видов. Применимыми для этой цели являются оксиды металлов, которые не поддаются восстановлению водородом при температурах ниже 1000 С, например, оксиды Mg, Mn, Са, Сr, Al, Th, Y, Na, Ti и V. Пригодными карбидами являются карбиды Ti, Zr, Fe, Mo и W. Порошки по настоящему изобретению имеют формулуFeaCObNicModWeCufSng(DS)h и должны соответствовать следующим ограничениям по составу: сумма массовых долей (выраженных в процентах) а, b, с, d, e, f, g и h составляющих сплава равна 100%, при этом термин "составляющие" означает компоненты, намеренно введенные в состав сплава, т.е. кроме примесей и кислорода, за исключением случаев, когда кислород является составной частью ODS. Таким образом, a+b+c+d+e+f+g+h=100; доля Мо не должна превышать 8%, а доля W - 10% во избежание чрезмерного охрупчивания. Таким образом, d8 и е 10. Предпочтительно с 30; доля дисперсионных упрочнителей не должна превышать 2% в целях гарантирования достаточной однородности спеченных порошков. Таким образом, h2. Предпочтительно h1 и более предпочтительноh0,5; сумма долей Sn и Сu должна составлять как минимум 5%, однако, не более чем 45%. Нижний предел гарантирует удовлетворительную спекаемость, а верхний предел гарантирует, что связка не будет чрезмерно мягкой. Таким образом, 5f+g45. Предпочтительно 7f+g40 и более предпочтительно 11f+g32; отношение долей Cu/Sn должно быть в пределах от 6,4 до 25. Нижний предел гарантирует предотвращение образования хрупких фаз в областях, обогащенных Сu, а верхний предел гарантирует достаточную эффективность Sn как компонента, понижающего температуру спекания. Таким образом,6,4f/g25. Предпочтительно 8,7f/g20 и более предпочтительно 10f/g13,3; состав порошка должен соответствовать следующим ограничениям:(1) Альтернативно, должны удовлетворяться следующие условия:b+c+2d+2e2. Нижний предел в вышеприведенных условиях (1) и (2) гарантирует однородность спеченного порошка и приемлемость стоимости порошка; верхний предел гарантирует достаточную твердость спеченного порошка. Предпочтительно нижний предел равен 1,6, более предпочтительно 2 и наиболее предпочтительно 2,5. Верхний предел предпочтительно равен 17 и более предпочтительно 10. Для эффективного устранения присущих известной технологии недостатков и получения высококачественных связок содержание кислорода в легированных порошках, определенное по методу убыли водорода согласно ISO 4491-2:1989, должно быть не более 2%, предпочтительно не более 1% и более предпочтительно не более 0,5%. Указанный метод не определяет количество кислорода, химически связанного в преднамеренно введенных ODS. Содержание кислорода должно быть низким, поскольку кислород отрицательно влияет на способность к спеканию и на пластичность спеченной связки. В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение позволяет получать связующие порошки для алмазных инструментов более экономичным способом путем использования дешевых порошков, полученных распылением, и активирования их путем механического легирования.-3 005911 По другому варианту осуществления изобретения размер частиц порошка, выраженный через показатель метода Фишера, составляет не более 20 мкм, предпочтительно не более 15 мкм и более предпочтительно не более 10 мкм. Это гарантирует достижение удовлетворительного компромисса между низкой температурой спекания и кратким временем восстановления полупродуктов, применяемых в процессе изготовления порошков. Концентрации Со и Ni предпочтительно поддерживают на низком уровне, поскольку эти элементы считаются загрязнителями окружающей среды. Особыми преимуществами с экологической точки зрения обладают порошки, не содержащие ни Со, ни Ni. Концентрации Мо или W также предпочтительно не должны быть слишком высокими, поскольку сплавы с высоким содержанием Мо или W склонны к осаждению Мо или W на границах зерен обогащенной Fe фазы, что понижает пластичность связки. Легированные порошки по настоящему изобретению характеризуются высокой пористостью. Преимуществом этой особенности является то, что удельная поверхность порошков, измеряемая по методу БЭТ (адсорбционный метод Брунауэра, Эммета и Теллера), значительно превышает соответствующий показатель для сплошных частиц, например, полученных распылением. Как правило, можно утверждать,что для металлических порошков одного и того же состава увеличенная удельная поверхность является индикатором повышенной способности к спеканию. Как правило, удельная поверхность легированных порошков по настоящему изобретению как минимум вдвое превышает удельную поверхность, рассчитанную из диаметра по методу Фишера в предположении геометрии сплошных сфер. Удельная поверхность порошка, выраженная через показатель БЭТ, предпочтительно превышает 0,1 м 2/г. Ниже приведены пояснения, касающиеся взаимодействий Сu, Sn и Fe согласно представлениям авторов изобретения. Присутствие Сu в легированных порошках способствует размягчению связки. Этот эффект может быть компенсирован путем введения соответствующего количества Sn. Такой прием способствует также понижению температуры спекания, необходимой для спекания легированного порошка. Из диаграммы состояния бинарной фазы Cu-Sn следует, что при содержании Sn выше 13,5%, но менее 25,5% при 798 С происходит перитектическая реакция. Ниже этой температуры существует двухфазная структура, состоящая изифаз. При дальнейшем охлаждении -фаза превращается в хрупкую -фазу и, таким образом, происходит резкое понижение пластичности сплава. Понижение содержания Sn уменьшает риск возникновения хрупкой -фазы, однако, также смещает сплав вверх по линии солидуса. Линия солидуса имеет относительно крутой наклон. Поэтому для достижения максимально возможного понижения температуры спекания под влиянием Sn при одновременном избежании отрицательных последствий образования хрупкой -фазы следует обеспечить максимальное приближение к перитектическому составу бинарного сплава, однако, без превышения этого состава. Если легированный металлический порошок содержит также Fe, как, например, в случае настоящего изобретения, следует обратиться к диаграммам состояния бинарных систем Cu-Fe и Fe-Sn. Диаграммы состояния для сплавов Cu-Sn, Fe-Sn и Cu-Fe можно найти во многих источниках. Одним из таких источников является справочник ASM, т. 3 "Диаграммы состояния сплавов" (ASM Handbook, Vol. 3, Alloyphase diagrams, ASM International, Materials Park, Ohio 1992). В этом справочнике диаграмма для Cu-Fe приведена на с. 2.168, для Cu-Sn на с. 2.178 и для Fe-Sn на с. 2.203. Из диаграммы для Fe-Sn следует, что равновесная растворимость Sn в Fe при 700 С составляет приблизительно 10%. Из диаграммы для Cu-Fe можно определить, что равновесная растворимость Сu в Fe-фазе при 700 С значительно ниже: менее чем 0,3%. В тройной системе эти пределы растворимости несколько изменяются, но незначительно. Из практической несмешиваемости Сu и Fe следует, что при температурах 700 С или выше Sn всегда растворяется в решетке Fe легче, чем Сu. Поэтому в тройном сплаве Cu-Fe-Sn обогащенная Сu фаза на стадии спекания обедняется Sn. Таким образом, как следует из диаграммы состояния бинарной фазыCu-Sn, температура плавления повышается. Поэтому для полного использования эффекта понижения температуры плавления под влиянием Sn, которое и является целью введения Sn, сплав должен иметь отношение Sn/Cu, превышающее перитектическое отношение 13,5/86,5 или 1/6,4. Однако, как указано выше, при этом образуется нежелательная хрупкая -фаза. При охлаждении связки большая часть Sn диффундирует обратно в обогащенную Сu фазу, поскольку растворимость Sn в Fe при комнатной температуре пренебрежимо мала. Это приводит к локальному обогащению меди (Сu) оловом (Sn) вблизи границ зерен, что дополнительно увеличивает вероятность образования хрупкой -фазы. Та же обратная диффузия Sn в Cu-фазу может привести к локальному превышению критического отношения Sn/Cu (1/6,4) даже в материалах, для которых общее отношение Sn/Cu менее 1/6,4. Поэтому чрезвычайно трудно разработать сплав системы Cu-Fe-Sn, который обеспечивал бы полное использование преимущества понижения температуры плавления и эффекта упрочнения Сu под действием Sn при одновременном избежании образования -фазы. Однако введение одного из упрочняющих элементов Mo, W, Ni или Со влияет на вышеописанный механизм наиболее выгодным образом: вследствие упрочнения обогащенной Fe фазы за счет твердорастворного упрочнения, упомянутые упрочняющие элементы эффективно блокируют диффузию атомов Sn в решетку Fe. Поэтому при нагревании связующего порошка Sn остается в обогащенной Сu фазе, и, таким образом, положительное влияние Sn на поведение порошка при спекании используется в полной-4 005911 мере. Ключевым моментом в настоящем изобретении является именно этот комбинированный эффект Sn при соответственно определенном отношении Cu/Sn и упрочняющих элементов, блокирующих диффузию Sn в фазу Fe. Это позволяет сочетать характеристики достаточной прочности и высокой пластичности при спекании легированного порошка при относительно низкой температуре. Составляющие порошка должны иметь по возможности максимальную степень дисперсности. Для оксидов (карбидов) это требование вытекает из того, что чем меньше средняя длина свободного пробега между частицами оксида (карбида) и чем меньше частицы оксидов (карбидов), тем более выражен их упрочняющий эффект. Что касается металлических компонентов, это требование вытекает из того, что однородная микроструктура улучшает механические свойства. Это описано в патентах ЕР-А-0865511 и ЕР-А-0990056, основанных на экспериментах в системах Co-Fe-Ni и Cu-Co-Fe-Ni, на которых также обнаружено, что легированные порошки обеспечивают более высокую прочность по сравнению со смесями однокомпонентных порошков. Действительно, для твердорастворного упрочнения необходимо, чтобы сплав был как можно более однороден. При введении Мо и W с целью упрочнения решетки Fe их равномерное распределение имеет особое значение, поскольку Мо и W имеют весьма низкие коэффициенты диффузии при температурах, обычно используемых в производстве алмазных инструментов. Ниже описаны пригодные для осуществления изобретения процессы синтеза. Порошки по настоящему изобретению можно получать путем нагревания в восстановительной атмосфере полупродукта или однородной смеси двух или более полупродуктов. Этими полупродуктами являются неорганические или органические соединения составляющих сплава. Упомянутый полупродукт или однородная смесь полупродуктов должны содержать элементы упомянутых составляющих, за исключением С и О, в относительных количествах, соответствующих заданному составу порошка. В процессе получения учитывается различие между так называемыми элементами класса 1, к которым относятся Со, Ni, Fe, Cu, Sn и элементы ODS, за исключением V, и элементами класса 2, которыми являются W, Мо, V и Сr. Полупродукты можно получать, применяя любой из нижеописанных способов (a)-(f) или их сочетания.(a) Для элементов класса 1: смешивают водный раствор соли одной или нескольких составляющих с водным раствором основания, карбоната, карбоновой кислоты, карбоксилата или их смеси так, чтобы образовалось нерастворимое или слаборастворимое соединение. Пригодны только те карбоновые кислоты или соответствующие карбоксилаты, которые при взаимодействии с водным раствором соли составляющей образуют нерастворимые или слаборастворимые соединения. Примерами пригодных карбоновой кислоты и карбоксилата являются щавелевая кислота или оксалат калия. С другой стороны, уксусная кислота и ацетаты металлов непригодны. Полученный таким образом осадок затем отделяют от водной фазы и сушат.(b) Для элементов классов 1 и 2: смешивают водный раствор соли или солей одного из элементов класса 2 с водным раствором соли или солей одного или нескольких элементов класса 1 так, чтобы образовался нерастворимый или слаборастворимый полупродукт общей формулы (элемент класса 1)х(элемент класса 2)yOz, где х, у и z определяются валентностями соответствующих элементов в растворе. Примером такого соединения является COWO4. Полученный таким образом осадок затем отделяют от водной фазы и сушат.(c) Для элементов класса 2: смешивают водный раствор соли или солей одного или нескольких элементов класса 2 с кислотой так, чтобы образовались нерастворимые или слаборастворимые соединения общей формулы типа МoО 3xН 2 О или WО 3xН 2 О. Переменная х означает переменное количество кристаллизационной воды; как правило, х меньше чем 3. Полученный таким образом осадок затем отделяют от водной фазы и сушат.(d) Для всех элементов классов 1 и 2: смешивают, как в способах a, b и с, осадок, содержащий часть составляющих, с соответствующей растворенной солью одной или нескольких других составляющих и сушат полученную смесь.(e) Для всех элементов классов 1 и 2: сушат смесь водных растворов составляющих сплава.(f) Для всех элементов классов 1 и 2: термически разлагают любой продукт, полученный способами(а), (b), (с), (d) и (е). При указании на процесс сушки в вышеприведенных описаниях способов в любом случае имеется в виду, что сушку следует производить достаточно быстро, чтобы различные составляющие оставались в смешанном состоянии в процессе сушки. Пригодным способом является распылительная сушка. Не все соли, упомянутые в способах (а), (b), (с), (d) и (е), являются пригодными. Соли, которые после восстановительной обработки, упомянутой ниже, оставляют остаток, содержащий элементы, не присутствующие среди составляющих, непригодны. Все прочие соли пригодны. Вышеупомянутую однородную смесь двух или более полупродуктов можно получить путем приготовления пульпы упомянутых полупродуктов в пригодной жидкости, как правило, в воде, интенсивного перемешивания этой пульпы в течение достаточно длительного времени и высушивания пульпы. Условия восстановления должны быть такими, чтобы составляющие сплава, за исключением ODS или CDS,восстанавливались полностью или почти полностью, на что указывает содержание кислорода, упомяну-5 005911 тое в описании настоящего изобретения, и при этом диаметр по методу Фишера не превышал 20 мкм. Типичными условиями восстановления для порошков по настоящему изобретению являются температура от 600 до 730 С и длительность от 4 до 8 ч. Однако для каждого порошка соответствующие условия восстановления необходимо подбирать экспериментально, поскольку существует компромисс между длительностью и температурой восстановления и поскольку не все печи являются идентичными. Специалист может без затруднений подобрать соответствующие условия восстановления путем несложных экспериментов с учетом следующих рекомендаций: если диаметр по методу Фишера слишком велик, то необходимо понизить температуру восстановления; если содержание кислорода завышено, то необходимо увеличить длительность восстановления; в альтернативном варианте можно повысить температуру восстановления, если содержание кислорода завышено, однако, только при условии, что при этом диаметр по методу Фишера не увеличивается с выходом за пределы, соответствующие изобретению. Восстановительной атмосферой, как правило, является водородная, однако, она может содержать также другие восстановительные газы, например метан или монооксид углерода. Можно вводить также инертные газы, например азот и аргон. Если в процессе восстановления необходимо образование CDS, то эту реакцию следует проводить в атмосфере с достаточной активностью углерода. В заключение укажем, что легированные порошки, являющиеся предметом настоящего изобретения, обеспечивают преодоление всех вышеуказанных недостатков и обладают следующими преимуществами: эти порошки получают в химическом процессе, в результате которого образуются пористые частицы с шероховатой морфологией поверхности и с высокой удельной поверхностью, что положительно влияет на прессуемость в холодном состоянии и на спекаемость; введение Со, Mo, Ni или W (причем особо предпочтительными являются Мо и W) обеспечивает существенное повышение твердости. Такое же влияние оказывают ODS и CDS; система находится в диапазоне составов, обеспечивающем достаточную ударную вязкость, при этом введение Со, Mo, Ni или W позволяет иметь достаточно высокое содержание Sn для обеспечения в полной мере эффекта понижения температуры спекания при одновременном сохранении достаточной пластичности структуры. Порошок можно спекать при относительно низкой температуре по стандартной технологии спекания, без необходимости введения операций, усложняющих процесс. Процесс получения связующих порошков по настоящему изобретению и их свойства иллюстрируются нижеприведенными примерами. Пример 1: Получение сплава Fe-Co-Mo-Cu-Sn. Этот пример относится к получению порошка по настоящему изобретению путем осаждения смешанного гидроксида и последующего восстановления этого гидроксида. Водный раствор смеси хлоридов металлов, содержащий 21,1 г/л Со, 21,1 г/л Сu, 56,3 г/л Fe (в видеFe2+ и/или Fe3+) и 1,6 г/л Sn, прибавляли при перемешивании к водному раствору 45 г/л NaOH до достижения значения рН приблизительно 10. Выдерживали полученную смесь в течение еще 1 ч для завершения реакции; в это время контролировали рН и при необходимости корректировали этот показатель, поддерживая его значение близким к 10 путем добавления раствора хлоридов металлов или NaOH. В этих условиях осаждается более 98% каждого из металлов. Вышеуказанные абсолютные значения концентраций металлов являются иллюстративными и могут изменяться в широких пределах от суммарного содержания металлов в несколько граммов на литр до предела растворимости. Соотношение концентраций металлов определяется необходимым составом конечного продукта. Аналогично, концентрация раствора NaOH может варьировать в таких же пределах,однако, она должна быть достаточной для обеспечения значения рН смеси в пределах от 7 до 10,5. Конечное значение рН не имеет существенного значения; оно может быть в пределах от 7 до 10,5, однако,как правило, составляет от 9 до 10,5. Осадок отделяли фильтрованием, промывали очищенной водой до практически полного удаленияNa или Сl и смешивали с водным раствором гептамолибдената аммония (NH4)6Mo7O244H2O. Концентрации упомянутого осадка и гептамолибдената аммония в этой смеси не имеют существенного значения при условии, что вязкость образующейся пульпы достаточно низка для обеспечения возможности ее перекачивания и что концентрации осадка и гептамолибдената аммония соответствуют соотношению металлов в изготовляемом легированном металлическом порошке. Вместо гептамолибдената аммония можно использовать также димолибденат аммония (NH4)2Mo2O7. Смесь сушили в распылительной сушилке, и высушенный осадок восстанавливали в печи при 730 С в течение 7,5 ч в потоке водорода (200 л/ч). Получали пористый металлический спек, из которого после размола получали порошкообразный металлический продукт (ниже упоминаемый как порошок 1), состоящий из 20% Со, 20% Сu, 53,5% Fe,-6 005911 5% Mo, 1,5% Sn (эти значения указаны в расчете только на металлическую составляющую) и 0,48% кислорода (по результатам анализа методом убыли водорода). Порошок 1, Fe53,5Co20Mo5Cu20Sn1,5, имеет состав, соответствующий настоящему изобретению. Частицы порошка имели средний диаметр 9,5 мкм (измеренный методом Фишера). Пример 2. Получение сплава Fe-Mo-Cu-Sn. Применяли способ по примеру 1, но при концентрациях различных солей металлов, выбранных с расчетом на получение иного конечного состава. Температура восстановления в этом случае составляла 700 С. Получали металлический порошок (ниже упоминаемый как порошок 2), состоящий из 20% Сu,73,5% Fe, 5% Mo, 1,5% Sn (эти значения указаны в расчете только на металлическую составляющую) и 0,44% кислорода. Частицы порошка имели средний диаметр 8,98 мкм (измеренный методом Фишера). Порошок 2, Fe73,5Mo5Cu20Sn1,5, отличается от порошка 1 тем, что весь Со в нем заменен Fe, таким образом, порошок 2 не содержит Со и Ni. Состав порошка лежит в пределах диапазона, соответствующего настоящему изобретению. Пример 3. Получение сплава Fe-Co-W-Cu-Sn. Этот пример относится к получению порошка по настоящему изобретению путем осаждения индивидуальных гидроксидов металлов, последующего смешивания их в пульпу, сушки и восстановления этой смеси гидроксидов. Индивидуальные гидроксиды или оксигидроксиды Со, Сu, Sn и Fe получали из растворов индивидуальных хлоридов металлов путем осаждения, фильтрования и промывки, как описано в примере 1. Приготовляли пульпу смеси этих индивидуальных гидроксидов. Концентрации индивидуальных гидроксидов металлов соответствовали желаемому составу легированного порошка. К упомянутой пульпе добавляли раствор метавольфрамата аммония (NH4)6H2W12O403H2O в воде; концентрация и количество раствора соответствовали конечному составу легированного порошка. Вместо метавольфрамата аммония можно использовать также паравольфрамат аммония (NH4)10H2W12O424H2O. Компоненты в пульпе хорошо перемешивали, смесь сушили в распылительной сушилке, восстанавливали и размалывали, как указано в примере 1. Получали металлический порошок (ниже упоминаемый как порошок 3), состоящий из 20% Со, 20% Сu, 53,5% Fe, 1,5% Sn, 5% W (эти значения указаны в расчете только на металлическую составляющую) и 0,29% кислорода. Частицы порошка имели средний диаметр 4,75 мкм (измеренный методом Фишера). Порошок 3, Fe53,5Co20W5Cu20Sn1,5, имеет состав в пределах диапазона, соответствующего настоящему изобретению. Он отличается от порошка 1 тем, что Мо в нем заменен W. Пример 4. Получение сплава Fe-W-Cu-Sn с ODS. Применяли способ по примеру 1, но при концентрациях различных хлоридов металлов в исходном растворе, выбранных с расчетом на получение иного конечного состава; к раствору добавляли Y в виде растворимого YCl3. Вместо гептамолибдената аммония использовали метавольфрамат аммония. Получали металлический порошок (ниже упоминаемый как порошок 4), состоящий из 20,45% Сu,75% Fe, 1,8% Sn, 2,5% W, 0,25% Y2O3 (эти значения указаны в расчете только на металлическую составляющую) и 0,44% кислорода. Частицы порошка имели средний диаметр 2,1 мкм (измеренный методом Фишера). Порошок 4, Fe75W2,5Cu20,45Sn1,8(Y2O3)0,25, имеет состав в пределах диапазона, соответствующего настоящему изобретению, и не содержит Со и Ni. Пример 5. Испытания прочности неспеченного материала и спекаемости. Этот пример относится к ряду испытаний для сопоставления спекаемости порошка 1, порошка 2,порошка 3 и стандартных связующих порошков. Испытаниям подвергали также следующие известные порошки:(а) ультратонкий кобальтовый порошок (Umicore EF) производства фирмы Umicore, который считается стандартным порошком для производства алмазных инструментов, подвергали спеканию в тех же условиях, что и легированные порошки. Umicore EF имеет средний размер частиц (определенный методом Фишера) от 1,2 мкм до 1,5 мкм. Содержание кислорода в нем составляет от 0,3 до 0,5%. Содержание Со в нем не менее 99,85% (за вычетом кислорода), остаток составляют неустранимые примеси. Значения,полученные для Umicore EF, указываются в качестве контрольных показателей.(b) Cobalite 601 производства Umicore. Это название относится к имеющемуся на рынке легированному порошку, состоящему из 10% Со, 20% Сu и 70% Fe.(c) Cobalite 801. Это название относится к другому имеющемуся на рынке легированному порошку производства Umicore, состоящему из 25% Со, 55% Сu, 13% Fe и 7% Ni. Оба порошка Cobalite получают согласно изобретению, описанному в ЕР-А-0990056. Для оценки прочности неспеченного материала производили испытания контрольных порошков и порошков 1-4 по Раттлеру. Результаты испытаний представлены в табл. 1.-7 005911 Таблица 1 Прочность неспеченных связующих порошков Эти результаты показывают, что прочность новых неспеченных порошков так же высока, как прочность неспеченных контрольных порошков. Серию испытаний для сопоставления спекаемости порошков 1-4 и контрольных порошков выполняли, как описано ниже. Прессованные заготовки в форме дисков диаметром 20 мм спекали под давлением 35 МПа в течение 3 мин в графитовых формах при различных температурах. Определяли относительную плотность спеченных образцов. Результаты представлены в табл. 2. Таблица 2 Эти результаты показывают, что при спекании новых порошков под давлением можно получить значения плотности, близкие к теоретическим для соответствующих сплавов. Кроме того, высокие значения плотности достигаются при относительно низких температурах. Спекание при температурах выше 850 С не вызывает повышения относительной плотности порошков 1-4. Пример 6. Механические свойства сплавов Fe-Co-Ni-Mo-W-Cu-Sn. Этот пример относится к серии испытаний для сопоставления механических свойств порошков 1-4 и контрольных порошков. Прессованные заготовки в форме стержней размером 551010 мм спекали в графитовых формах при 800 С под давлением 35 МПа в течение 3 мин. Определяли твердость по Виккерсу и ударную вязкость спеченных образцов (по Шарпи). Результаты этих измерений представлены в табл. 3. Соответствующие показатели для аналогичных образцов Umicore EF, Cobalite 601 и Cobalite 801 приведены в качестве контрольных. Таблица 3 Эти результаты показывают, что содержащие Со порошки 1 и 3 по твердости превосходят контрольные порошки. Эта повышенная твердость достигается без понижения предельных допустимых зна-8 005911 чений пластичности. Не содержащие Со и Ni порошок 2 и порошок 4 оказались интересными заменителями контрольных порошков, при этом они обладают преимуществом отсутствия металлов, считающихся вредными для окружающей среды. Чертеж иллюстрирует полный диапазон потенциальных возможностей изобретения. На нем представлена твердость образцов, полученных спеканием легированных порошков, как функция отношения Со к Fe при отсутствии Ni. Все порошки, использованные для получения данных, представленных на чертеже, были получены по способам, соответствующим настоящему изобретению, и содержали от 18 до 20% Сu. Для порошков, полученных по настоящему изобретению, содержание Мо или W составляло 5%,а содержание Sn - от 1,8 до 2%. Все порошки спекали при 750, 800 и 850 С. По полученным трем результатам для каждого порошка выбирали оптимальную температуру, обеспечивающую наивысшую твердость, при условии, что ударная вязкость была не менее 20 Дж/см 2. Эту оптимальную твердость наносили на график чертежа. Из полученных данных следует, что образцы, полученные спеканием порошков,приготовленных в соответствии с настоящим изобретением, имеют повышенную твердость по сравнению с образцами, полученными спеканием порошков, приготовленных теми же методами, но без введения Sn, Ni, W или Мо. С другой стороны, образцы, полученные спеканием порошков, приготовленных в соответствии с настоящим изобретением, и имеющие такую же твердость, как образцы, полученные спеканием известных порошков, содержат меньшее количество Со. Пример 7. Свойства спеченных порошков, содержащих ODS. В этом примере порошки по настоящему изобретению, содержащие ODS, например порошок 4, сопоставляли с порошком, также соответствующим изобретению, но не содержащим ODS. Прессованные заготовки в форме стержней размером 551010 мм спекали в графитовых формах при 800 С под давлением 35 МПа в течение 3 мин. Определяли твердость по Виккерсу, ударную вязкость и плотность спеченных образцов. Результаты этих измерений представлены в табл. 4. Таблица 4 Влияние ODS Эти результаты показывают, что введение оксидного упрочнителя обеспечивает повышенную твердость без ухудшения спекаемости при незначительном понижении пластичности. Пример 8. Влияние Sn и W. Этот пример иллюстрирует влияние введения Sn на спекаемость порошков и пластичность полученных образцов. Производители алмазных инструментов часто применяют W или Мо для повышения прочности и твердости выпускаемых изделий. Для иллюстрации упомянутого влияния был приготовлен легированный порошок на основе Cobalite 601, но с частичной заменой Fe на Мо и W. Образцы спекали в графитовых формах под давлением 35 МПа в течение 3 мин при температурах соответственно 850 и 900 С. Полученные результаты сведены в табл. 5. Таблица 5 Плотность и твердость спеченных порошков, не содержащих Sn Плотность, полученная для порошков, содержащих W или Мо, но не содержащих Sn, слишком низка для получения качественных изделий. С другой стороны, если массовая доля Sn слишком велика, то изделия получаются хрупкими вследствие образования -фазы. Это видно из табл. 6. В этой таблице представлены значения ударной вязкости для трех образцов, содержащих 5% Sn и аналогичных по составу порошкам 1-3. Во всех образцах отношение Sn/Cu равно 0,25, т.е. явно за пределами диапазона, соответствующего настоящему изобретению. Образцы спекали в графитовых формах под давлением 35 МПа в течение 3 мин при 800 С.-9 005911 Таблица 6 Ударная вязкость спеченных порошков с избыточным Sn Понижение содержания Sn восстанавливает пластичность при условии возможности предотвращения диффузии Sn в решетку Fe, как видно из следующей таблицы. Порошки приготовляли в соответствии с изобретением и заготовки спекали в графитовых формах под давлением 35 МПа в течение 3 мин при 800 С. Таблица 7 Механические свойства спеченных порошков, содержащих Sn и W Порошок не по настоящему изобретению Эти результаты свидетельствуют, что введение упрочняющего элемента в Fe-фазу необходимо для сохранения пластичности. Эти данные также ясно показывают, что предельное количество введенного W составляет около 10%. При более высоких значениях пластичность слишком низка. Пример 10. Получение сплава Fe-Co-W-Cu-Sn-(WС). Приготовляли полупродукт по методике примера 3, но иного состава. 20 г этого полупродукта нагревали в присутствии смеси газов, подаваемой со скоростью 100 л/ч. Смесь состояла из 17% СО и 87% Н 2. Программа нагревания была следующей:- 50 С/мин до 300 С,- 2,5 С/мин до 770 С. Затем поддерживали постоянную температуру в течение 2 ч, после чего атмосферу заменяли на 100% H2 и выдерживали температуру 770 С еще в течение 1 ч. Затем атмосферу заменяли на 100% N2 и выключали печь. Получали металлический порошок, состоящий из 20% Сu, 58,5% Fe, 1,5% Sn, 10% W, 10% Со (эти значения указаны в расчете только на металлическую составляющую) и 0,88% кислорода. Рентгенография показала присутствие пиков, соответствующих WC, что свидетельствует о частичном превращенииW в WC. Частицы порошка имели средний размер (измеренный методом Фишера) 2,0 мкм. Состав этого порошка лежит в пределах диапазона, соответствующего настоящему изобретению. Пример 11. Другие составы, соответствующие изобретению. Применяя методы, аналогичные описанным в примерах 1-4, получали ряд легированных порошков системы Fe-Cu-Co-W-Mo-Sn-ODS. В табл. 8 представлены характеристики этих порошков, которые после спекания при температуре 850 С или ниже имели ударную вязкость по Шарпи более чем приблизительно 20 Дж/см 2. Все эти продукты имели твердость 200 HV10 или выше. Составы всех этих продуктов лежат в пределах диапазона, соответствующего настоящему изобретению. Пример 12. Составы, не соответствующие изобретению. Применяя методы, аналогичные описанным в примерах 1-4, получали ряд легированных порошков системы Fe-Cu-Co-W-Mo-Sn-ODS. В табл. 9 представлены характеристики этих порошков, которые после спекания при температуре 850 С или ниже, имели ударную вязкость по Шарпи менее чем приблизительно 20 Дж/см 2. Все эти продукты не охватываются настоящим изобретением. Подчеркнутые данные не соответствуют техническим требованиям Пример 13. Влияние механического легирования на способность к спеканию. В табл. 10 а-10 е способность к спеканию мелкозернистых легированных порошков, полученных восстановлением полупродуктов, сопоставлена с соответствующей характеристикой грубозернистых порошков, полученных путем механического легирования. Порошки, полученные восстановлением полупродуктов, готовили по способу, подробно описанному в примерах 1-3. Механически легированные порошки получали путем обработки сухой смеси порошков индивидуальных металлов при 1000 об./мин в течение 3 ч в высокоэнергетической шаровой мельнице Simoloyer CM8 производства фирмы ZOZGmbH (Германия). Порошки обоих типов спекали в прессе для горячего прессования в течение 3 мин при указанных в таблицах температурах под давлением 350 бар (35 МПа) и определяли плотность полученных образцов. Таблица 10 а Способность к спеканию порошков Fe53,5Co20Mo5Cu20Sn1,5 по настоящему изобретению Из табл. 10 а-10 е видно, что механически легированные порошки можно эффективно спекать при температурах приблизительно на 100 С ниже температур, необходимых для порошков, полученных восстановлением полупродукта. Это относится даже к случаям, когда порошки, полученные механическим легированием, являются значительно более грубозернистыми, чем порошки, полученные восстановлением полупродукта. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Легированный порошок, имеющий состав FeaCobNicModWeCufSng(DS)h, где а, b, с, d, e, f, g и h массовые доли компонентов в процентах, DS - оксид одного или нескольких металлов, выбранных из группы, состоящей из Mg, Mn, Ca, Cr, Al, Th, Y, Na, Ti и V, карбид одного или нескольких металлов, выбранных из группы, состоящей из Fe, W, Mo, Zr и Ti, или смесь упомянутых оксида и карбида, и прочие компоненты являются неустранимыми примесями, гдеl,5[a/(b+c+2d+2e)]-4h33,причем упомянутый порошок имеет потерю массы при восстановлении водородом, измеренную согласно стандарту ISO 4491-2:1989, не более 2%.- 13005911 2. Легированный порошок по п.1, полученный путем механического легирования и имеющий средний размер частиц (d50) менее чем 500 мкм. 3. Легированный порошок по п.1, отличающийся тем, что он имеет размер частиц, измеренный по методу Fisher Sub Sieve Sizer, не превышающий 20 мкм. 4. Легированный порошок по любому из пп.1-3, в котором или b=0, или с=0, или b+с=0. 5. Легированный порошок по п.3 или 4, отличающийся тем, что он имеет размер частиц, измеренный по методу Fisher Sub Sieve Sizer, не превышающий 15 мкм, предпочтительно не превышающий 10 мкм. 6. Легированный порошок по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что он имеет удельную поверхность, измеренную по методу БЭТ, как минимум 0,1 м 2/г. 7. Легированный порошок по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что он имеет потерю массы при восстановлении водородом, измеренную согласно стандарту ISO 4491-2:1989, не более 1%, предпочтительно не более 0,5%. 8. Применение легированных порошков по любому из пп.1-7 для изготовления металлических изделий. 9. Применение легированных порошков по любому из пп.1-7 для изготовления алмазных инструментов способом горячего спекания или горячего прессования. 10. Способ получения порошковой композиции, имеющей состав по п.1 или 2, включающий операции подготовки однокомпонентных порошков, легированных порошков или порошков-сплавов в количествах, соответствующих составу упомянутой порошковой композиции,механического легирования упомянутых количеств. Твердость по Виккерсу как функция отношения Co/Fe для порошков, полученных согласно изобретению и содержащих 5% Моили 5% Wи полученных по известному способу