專利名稱：硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于硬質合金技術領域，特別涉及一種硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝。
背景技術：
硬質合金生產(chǎn)一般包括濕磨備料、壓制成型和燒結三大階段。濕磨備料的質量既要滿足后續(xù)工序的工藝要求，還要滿足成品的材質要求，這是直接決定硬質合金生產(chǎn)是否順暢、品質是否穩(wěn)定的關鍵因素。為滿足壓制成型的工藝要求，濕磨備料階段在按目標牌號配料，濕磨，干燥，制粒步驟得混合料的過程中，必須加入成型劑才能將混合料壓制成型，經(jīng)脫成型劑，燒結步驟得到相應牌號的硬質合金產(chǎn)品。常用的成型劑主要有橡膠、聚乙二醇和石蠟。因石蠟具有殘留少，蒸發(fā)溫度低，在低溫燒結階段易被排除且不會將雜質帶入合金等優(yōu)點，成為典型的成型劑之一。使用石蠟作為成型劑的混合料生產(chǎn)工藝，業(yè)內稱其為石蠟工藝，并選用己烷、丙酮等石蠟的溶劑型液體作濕磨介質。由于石蠟在常溫下不溶于酒精，因此石蠟工藝生產(chǎn)硬質合金時通常不選擇酒精作介質。為發(fā)揮酒精價格相對低廉、來源豐富且安全性較高的優(yōu)點，通過技術手段克服“常溫下石蠟不溶于酒精”這一問題后，讓酒精作為石蠟工藝的球磨介質成為了現(xiàn)實?，F(xiàn)有解決這一問題的技術手段主要包括(1)濕磨時，在濕磨介質中加入分散劑，如油酸、硬脂酸等， 使原料粉末分散均勻；(2)將石蠟進行預研磨，再加入原料及酒精進行濕磨；(3)用噴霧干燥器完成濕磨料漿的干燥、制粒。如中國發(fā)明專利CN101514405B即同時使用了前述三種方法。CN101514405B所述方法是將石蠟單獨進行預研磨，然后再將物料、酒精加入到石蠟中一起濕磨，并同時加入分散劑，這種方法雖部分克服了石蠟在原料中不易分散均勻的問題，但不能從根本上實現(xiàn)石蠟與原料粉末顆粒的結合，不能充分形成石蠟-原料粉末顆粒的包覆體，也不能從根本上解決石蠟-原料粉末顆粒的包覆體在酒精介質中的均勻分散等問題。 前述方法制得的混合料，需要通過后續(xù)的噴霧干燥過程彌補石蠟在原料、酒精中分散不夠充分的問題，且增加了生產(chǎn)成本。實際的生產(chǎn)實踐中，石蠟-酒精工藝噴霧干燥制得混合料也時常發(fā)生石蠟偏析，硬質合金孔隙度等性能不達標的情況。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的是針對以石蠟為成型劑、酒精為介質的硬質合金混合料濕磨工藝存在的石蠟在酒精、原料粉末之間分散不充分的問題，提供一種簡易的硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案如下硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，石蠟為成型劑，無水酒精為研磨介質，按目標牌號配料，包括如下步驟(一)石蠟中加入添加劑，并加熱至石蠟熔化，所述添加劑選自油酸、硬脂酸或吐溫-60的任一種或它們的任意混合物；(二)熔化后的石蠟與添加劑先加入球磨機中研磨；(三)將原料粉末及無水酒精裝入球磨機，按目標牌號所需工藝時間進行球磨， 卸料；(四)將卸出的料漿干燥，制粒，即得硬質合金混合料。
發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，改善石蠟在酒精、原料粉末之間的互溶及分散問題，關鍵并不在于用表面活性劑使原料粉末分散或者用預研磨方法來分散石蠟。發(fā)明人經(jīng)過大量研究和試驗，找到了解決石蠟、酒精、原料粉末之間不互溶及難分散問題的根本方法。本發(fā)明方法的反應原理為石蠟與硬質合金原料粉末潤濕性差，通過石蠟與添加劑先混合并研磨，在研磨體合金球表面包覆一層充分分散的石蠟，通過表面活性劑對粉末顆粒表面的吸附作用， 在石蠟與WC、Co等原料粉末的中間形成富含表面活性劑的中間界面，進而使石蠟均勻包覆原料粉末，形成石蠟-原料粉末顆粒包覆體；同樣，表面活性劑改善石蠟與酒精的結合性能，使石蠟-原料粉末包覆體能在酒精中均勻分散，避免了石蠟、原料粉末的聚集。本發(fā)明的硬質合金混合料生產(chǎn)工藝，通過將添加劑與石蠟溶化預混合后，進行預研磨，再將原料粉末與濕磨介質酒精加入一起研磨的方法，從根本上解決了石蠟、酒精之間因不互溶而難以充分分散的問題。作為優(yōu)選方案，前述硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，所述添加劑用量為原料粉末重量的0. 05-0. 2%。作為進一步的優(yōu)選，前述硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，所述添加劑用量為原料粉末重量的0. 1%。添加劑的用量，是控制硬質合金質量的重要因素之一。為保證石蠟在原料粉末中充分分散，添加劑的量應足夠多；但是，為了避免其對硬質合金后續(xù)的制粒工藝的影響，降低壓制性能，添加劑的量需嚴格控制。申請人經(jīng)大量研究及篩選發(fā)現(xiàn)，當添加劑用量為原始粉末重量的0. 05 0. 2%，尤其優(yōu)選添加劑的用量為原始粉末重量的0. 1% 時，添加劑能讓石蠟充分分散在原料粉末和酒精介質中，為后續(xù)干燥帶來了便捷，并能保證硬質合金的孔隙度穩(wěn)定在一個高水平上。作為優(yōu)選方案，前述硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，所述步驟(二)的研磨時間為 15-30分鐘。作為進一步優(yōu)選，所述步驟(二)的研磨時間為20分鐘。時間過短，石蠟分散不充分，混合料的質量得不到保證。前述硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，所述步驟(三)球磨的球料比選擇本領域常用的球料比，均可實現(xiàn)本發(fā)明目的。作為優(yōu)選方案，前述硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，所述步驟(三)球磨的球料比優(yōu)選3. 5 1。前述硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，步驟(四)所述的球磨料漿用普通干燥器干燥， 用普通制粒機制粒，即可實現(xiàn)本發(fā)明目的。因本發(fā)明所述方法保證了石蠟在酒精、原料粉末之間的互溶及充分分散，本發(fā)明的球磨料漿通過普通干燥器(如Z型干燥器)，普通制粒機 (如圓筒制粒機)，即可完成混合料的制備，制得的硬質合金孔隙度即能穩(wěn)定達到A02B00的高水平。本發(fā)明的硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，無水酒精及石蠟的用量均為本領域常規(guī)用量。優(yōu)選的無水酒精/原料粉末比例為200-350ml/Kg。優(yōu)選的石蠟用量占原料粉末的1. 8 2. Owt %。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是一、本發(fā)明的硬質合金混合料生產(chǎn)工藝，從根本上解決了石蠟在酒精、原料粉末之間的不互溶及難分散的問題，制得的硬質合金孔隙度穩(wěn)定達到A02B00的高水平。二、因石蠟分散充分，濕磨溫度不需刻意進行控制，在5°C 35°C條件下均可進行。三、因石蠟分散充分，無須噴霧干燥器完成濕磨料漿的干燥制粒，用普通干燥器和機械制粒機就可以完成混合料的制備并實現(xiàn)本發(fā)明目的，且簡便靈活。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發(fā)明的上述發(fā)明內容作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實施例。在不脫離本發(fā)明上述技術思想情況下，根據(jù)本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本發(fā)明的范圍內。實施例1目標牌號YG6，具體為硬質相為WC(FSSS 2. 0微米)，粘結相為6wt % Co(FSSS 1.5微米)。原料粉末300kg為一個批號。石蠟(占原料粉末2wt% )為成型劑， 無水酒精(300ml/kg原料粉末)為研磨介質，按目標牌號配料，制備混合料(一)在石蠟中加入lml/kg原料粉末的油酸(油酸重量為原料粉末重量的 0.1%)，并加熱至石蠟熔化；( 二)石蠟與油酸在球磨機中研磨30分鐘；(三)將原料粉末及酒精裝入球磨機，球料比為3.5 1，球磨48小時，卸料，經(jīng)Z 型干燥機干燥，園筒制粒機制粒，即得?；旌狭习茨繕伺铺枆褐瞥尚停摮尚蛣?，1450°C真空燒結，制得目標牌號硬質合金，經(jīng)金相檢測，孔隙度A02B00C00。制得的硬質合金，經(jīng)鑒定密度14.92g/cm3 ；硬度91·2HRA孔隙度A02B00C00TRS :2300N/mm2。實施例2目標牌號 YT15，具體為:64wt% WC (FSSS 1. 0 微米),30wt% WC-TiC 固熔體(FSSS 2. 5微米)，粘結相為6wt% Co (FSSS 1. 5微米)。原料粉末300kg為一個批號。石蠟(占原料粉末2wt%)為成型劑，無水酒精(310ml/kg原料粉末)為研磨介質，按目標牌號配料， 制備混合料(一 )在石蠟中加入lml/kg原料粉末的硬脂酸(硬脂酸重量為原料粉末重量的 0.1%)，并加熱至石蠟熔化；( 二)石蠟與硬脂酸在球磨機中研磨20分鐘；(三)將原料粉末及酒精裝入球磨機，球料比為3.5 1，球磨48小時，卸料，經(jīng)Z 型干燥機干燥，圓筒制粒機制粒，即得。混合料按目標牌號壓制成型，脫成型劑，1450°C真空燒結，經(jīng)金相檢測，孔隙度 A02B00C00。制得的硬質合金，經(jīng)鑒定密度11.30g/cm3 ；硬度92.5HRA ；抗彎強度1800N/mm2。實施例3目標牌號YG6X，具體為硬質相為93. 5wt % WC(FSSS 1· 0微米)和0. 5wt %TaC(FSSS 1.5微米)，粘結相為6wt% Co(FSSS 1. 5微米)。原料粉末300kg為一個批號。 石蠟(占原料粉末)為成型劑，無水酒精(320ml/kg原料粉末)為研磨介質，按目標牌號配料，制備混合料(一 )在石蠟中加入0. 2ml/kg原料粉末的吐溫-60 (吐溫-60重量為原料粉末重量的0.2%)，并加熱至石蠟熔化；( 二)石蠟與吐溫-60在球磨機中研磨30分鐘；(三)將原料粉末及酒精裝入球磨機，球料比為3.5 1，球磨96小時，卸料，經(jīng)Z 型干燥機干燥，圓筒制粒機制粒，即得。混合料按目標牌號壓制成型，脫成型劑，1450°C真空燒結，制得目標牌號硬質合金，經(jīng)金相檢測，孔隙度A02B00。制得的硬質合金，經(jīng)鑒定密度14.86g/cm3 ；硬度92. 5HRA ；抗彎強度2100N/mm2。實施例4目標牌號YG8，具體為硬質相為92wt% WC(FSSS 2. 1微米)，粘結相為8wt % Co(FSSS 1.5微米)。原料粉末300kg為一個批號。石蠟(占原料粉末2wt% )為成型劑， 無水酒精(300ml/kg原料粉末)為研磨介質，按目標牌號配料，制備混合料(一 )在石蠟中加入0. 5ml/kg原料粉末的吐溫-60 (即吐溫-60重量為原料粉末重量的0. 05 % )，并加熱至石蠟熔化；( 二)石蠟與吐溫-60溶化后在球磨機中研磨15分鐘；(三)將原料粉末及酒精裝入球磨機，球料比為3.5 1，球磨48小時，卸料，經(jīng)Z 型干燥機干燥，圓筒制粒機制粒，即得?；旌狭习茨繕伺铺枆褐瞥尚?，脫成型劑，1450°C真空燒結，制得目標牌號硬質合金，經(jīng)金相檢測，孔隙度A02B00。制得的硬質合金，經(jīng)鑒定密度14.75g/cm3 ；硬度90. 5HRA ；抗彎強度2400N/mm2。實施例5目標牌號YT5，具體為硬質相為80wt% WC (FSSS 7. 0微米)和10. 5wt% TiC-WC 固溶體(FSSS 2. 5微米)，粘結相為9. 5wt% Co (FSSS 1. 5微米)。原料粉末300kg為一個批號。石蠟(占原料粉末1.8wt% )為成型劑，無水酒精(300ml/kg原料粉末)為研磨介質，按目標牌號配料，制備混合料(一)在石蠟中加入0.5ml/kg原料粉末的油酸及0. 5ml/kg原料粉末的硬脂酸(油酸和硬脂酸的總重量為原料粉末重量的0. 1 % )，并加熱至石蠟熔化；( 二)溶化后石蠟、油酸、硬脂酸混合物在球磨機中研磨20分鐘；(三)將原料粉末及酒精裝入球磨機，球料比為3.5 1，球磨48小時，卸料，經(jīng)Z 型干燥機干燥，圓筒制粒機制粒，即得。混合料按目標牌號壓制成型，脫成型劑，1450°C真空燒結，制得目標牌號硬質合金，經(jīng)金相檢測，孔隙度A02B00。制得的硬質合金，經(jīng)鑒定
密度12.95g/cm3 ；硬度90. 2HRA ；抗彎強度1850N/mm2。
權利要求
1.硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，石蠟為成型劑，無水酒精為研磨介質，按目標牌號配料，其特征在于，包括如下步驟(一)石蠟中加入添加劑，并加熱至石蠟熔化，所述添加劑選自油酸、硬脂酸或吐溫-60 的任一種或它們的任意混合物；(二)熔化后的石蠟與添加劑先加入球磨機中研磨；(三)將原料粉末及無水酒精裝入球磨機，按目標牌號所需工藝時間進行球磨，卸料；(四)將卸出的料漿干燥，制粒，即得硬質合金混合料。
2.根據(jù)權利要求1所述的硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述添加劑用量為原料粉末重量的0. 05 0. 2%。
3.根據(jù)權利要求2所述的硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述添加劑用量為原料粉末重量的0. 1%。
4.根據(jù)權利要求1所述的硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟(二)的研磨時間為15-30分鐘。
5.根據(jù)權利要求4所述的硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟(二)的研磨時間為20分鐘。
6.根據(jù)權利要求1所述的硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟(三)球磨的球料比為3. 5 1。
全文摘要
本發(fā)明涉及硬質合金生產(chǎn)領域，具體公開了一種硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明的硬質合金混合料的生產(chǎn)工藝，石蠟為成型劑，無水酒精為研磨介質，按目標牌號配料，包括如下步驟(一)石蠟中加入添加劑，并加熱至石蠟熔化，所述添加劑選自油酸、硬脂酸或吐溫-60的任一種或它們的任意混合物；(二)溶化后的石蠟與添加劑先加入球磨機中研磨；(三)將原料粉末及酒精裝入球磨機，按目標牌號所需工藝時間進行球磨，卸料；(四)卸出的濕磨料漿經(jīng)干燥，制粒，即得硬質合金混合料。進一步，所述添加劑用量為原料粉末重量的0.05～0.2％；步驟(二)的研磨時間為15-30分鐘。本發(fā)明制得的混合料按目標牌號壓制成型，脫成型劑，燒結，孔隙度穩(wěn)定達到A02B00的高水平。
文檔編號C22C1/04GK102277509SQ20111023094
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權日2011年8月12日
發(fā)明者彭紹雨, 汪建昌 申請人:成都西頓硬質合金有限公司