一种金属陶瓷球粒的制备方法技术

本发明专利技术涉及材料领域，尤其是一种金属陶瓷球粒的制备方法。本发明专利技术提供的方法中采用挤出滚圆方法，在挤出时选择的金属陶瓷球粒的原料中包括的至少一种金属单质作为粘结相。本发明专利技术所采用的制粒方法，工艺简单、易于操作、生产周期短；产品粒度均匀，粒子表面光洁度高。

Method for preparing metal ceramic pellet

The invention relates to the field of materials, in particular to a method for preparing metal ceramic pellets. Using the method of extrusion spheronization method provided by the invention, at least one kind of metal elements including metal ceramic spheres in extrusion of material as binder. The granulating method adopted by the invention has the advantages of simple process, easy operation, short production cycle, uniform particle size and high surface finish of particles.

【技术实现步骤摘要】
一种金属陶瓷球粒的制备方法
本专利技术涉及材料领域，具体涉及金属陶瓷球粒的半成品制备方法。
技术介绍
金属陶瓷是指一种由金属或合金与一种或多种陶瓷相组成的非均质的复合材料，其中后者约占15%～85%体积分数，同时在制备的温度下，金属和陶瓷相之问的溶解度相当小。WC-Co基金属陶瓷作为研究最早的金属陶瓷，由于具有很高的硬度(HRC80~92)，极高的抗压强度6000MPa，已经应用于许多领域。但是由于W和Co资源短缺，促使了无钨金属陶瓷的研制与开发，迄今已历经三代：第一代是“二战”期间，德国以Ni粘结TiC生产金属陶瓷；第二代是20世纪60年代美国福特汽车公司添加Mo到Ni粘结相中改善TiC和其他碳化物的润湿性，从而提高材料的韧性；第三代金属陶瓷则将氮化物引入合金的硬质相，改单一相为复合相。又通过添加Co相和其他元素改善了粘结相。金属陶瓷研制的另一个新方向是硼化物基金属陶瓷。由于硼化物陶瓷具有很高的硬度、熔点和优良的导电性，耐腐蚀性，从而使硼化物基金属陶瓷成为最有发展前途的金属陶瓷。WC-Co基金属陶瓷球粒是表面材料及表面技术的一种重要的高硬度材料，通过采用堆焊等方式与基体材料结合，满足耐磨耐腐蚀等功能要求，延长设备及工件的使用寿命。目前常见的硬质合金是指由碳化钨（WC）和钴（Co）两种主要组分组成，最高硬度可以达到1700HV（100g载荷），在高硬度的同时，还具有良好的耐磨耐腐蚀性能。目前WC-Co基金属陶瓷球粒的制备技术及工艺主要是通过制粒、压制、烧结和精整等步骤制备而成。其中制粒多采用糖衣机制粒，可以通过不断加入掺胶粉料来调整陶瓷球的粒度。采用糖衣机制粒，半成品粒子粒度范围分布广，表面较粗糙，成型率低，制粒时间长。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种金属陶瓷球粒的制备方法，可以有效提升陶瓷球粒的光滑度，减小分布范围。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为，一种金属陶瓷球粒的制备方法，采用挤出方式制备金属陶瓷条，将金属陶瓷条采用离心滚圆的方式切割制粒。进一步地，金属陶瓷球粒的制备方法，包括以下步骤：（1）将金属陶瓷粉末与成型剂按照4～12:1的比例混合均匀；（2）将步骤（1）中混合均匀地物料放入挤出机中，得到条状物料；（3）将步骤（2）中条状物料放入离心滚圆机中，切割滚圆，得到形貌粒度符合要求的掺胶金属陶瓷粒子。进一步地，步骤（1）中所述的金属陶瓷粉末为包含金属碳化物和粘结金属的陶瓷粉末。进一步地，所述的成型剂为浓度10～15wt%的SD系列成型剂、石蜡基成型剂、PEG类成型剂中的一种或多种组合。进一步地，步骤（2）中所述放入挤出机中物料干湿度适宜，保证粉末与成型剂充分浸润，且成型剂溶剂自然挥发10～30%，达到握紧成团且手搓松散的程度。进一步地，步骤（2）中所述的挤出机设置有孔径为0.5～2.0mm的挡板。进一步地，步骤（3）所述的切割滚圆时间为30～300s。本专利技术还进一步要求保护采用上述方法制备而成的金属陶瓷球粒。本专利技术的有益效果如下：1.传统糖衣机制粒方式得到的粒子粒度范围分布广，经筛分后得到所需粒度范围的粒子所占比例较低，导致生产效率低；采用本专利技术方式制备金属陶瓷球粒所得到的粒子粒径与挤出时挡板孔径接近，粒度分布更集中，筛分后得到所需粒度范围的粒子所占比例高，很大程度上提高生产效率；本专利技术方式很大程度的提高了金属陶瓷球粒的生产效率和一次成型率；2.传统糖衣机制粒方式采用添加掺胶粉料的方式来促使粒子长大，导致粒子表面粘结粉料过程中不平整；采用本专利技术方式制备金属陶瓷球粒在挤出过程中条状物料已经比较致密，通过孔板后表面光滑，在切割滚圆过程中由于高速旋转带来的高离心力和粒子之间相互挤压摩擦，使表面更加光滑；本专利技术方式很大程度的提高了金属陶瓷球粒的表面状态；3.传统糖衣机制粒方式采用添加掺胶粉料的方式来促使粒子长大，在粒子长大过程中通过不断加入掺胶粉来调整粒子粒度，导致单个制粒过程需要很长时间；采用本专利技术方式制备金属陶瓷球粒直接通过挤出孔板控制粒子粒度，整个切割制粒过程只需要30～300s；本专利技术方式很大程度的缩短了金属陶瓷球粒的生产周期。具体实施方式下面通过具体的实施例对本专利技术做进一步的详细描述。实施例1：碳化钨-钴基金属陶瓷球粒（碳化钨为硬质颗粒，钴为粘结金属）的制粒方法，包括以下步骤：（1）将碳化钨-钴硬质合金混合料与成型剂按照质量比10～12:1的比例混合均匀；（2）将掺胶完成后的物料均匀加入挤出机中，所述的物料干湿度适宜，保证粉末与成型剂充分浸润，且成型剂溶剂自然挥发10～30%，达到握紧成团且手搓松散的程度，挤出得到干湿度适宜的条状物料；（3）将条状物料加入滚圆机中，切割滚圆，滚圆时间为200～300s；（4）观察粒子成型情况，待粒子呈球形之后，将物料卸出。所述的成型剂为浓度为13～15wt%的SD系列成型剂，所述的挤出机设置有孔径为1.5～2mm的挡板。经过检验可得，产品中粒径为1.5～2mm颗粒在99%以上。实施例2：碳化铬-镍铬基金属陶瓷球粒（碳化铬为硬质颗粒，镍铬为粘结金属）的制粒方法，包括以下步骤：（1）将碳化铬-镍铬混合料与成型剂按照质量比4～7:1的比例混合均匀；（2）将掺胶完成后的物料均匀加入挤出机中，所述的物料干湿度适宜，保证粉末与成型剂充分浸润，且成型剂溶剂自然挥发10～30%，达到握紧成团且手搓松散的程度；挤出机挤出得到干湿度适宜的条状物料；（3）将条状物料加入滚圆机中，切割滚圆，滚圆时间为30～100s；（4）观察粒子成型情况，待粒子呈球形之后，将物料卸出。所述的成型剂为浓度为10～12wt%的石蜡基成型剂与PEG类成型剂的组合，所述的挤出机设置有孔径为0.5～1mm的挡板。经过检验可得，产品中粒径为0.5～1mm颗粒在99%以上。实施例3：碳化钛-镍钼基金属陶瓷球粒（碳化钛为硬质颗粒，镍钼为粘结金属）的制粒方法，包括以下步骤：（1）将碳化钛-镍钼混合料与成型剂按照质量比7～10:1的比例混合均匀；（2）将掺胶完成后的物料均匀加入挤出机中，所述的物料干湿度适宜，保证粉末与成型剂充分浸润，且成型剂溶剂自然挥发10～30%，达到握紧成团且手搓松散的程度；挤出机挤出得到干湿度适宜的条状物料；（3）将条状物料加入滚圆机中，切割滚圆，滚圆时间为100～200s；（4）观察粒子成型情况，待粒子呈球形之后，将物料卸出。所述的成型剂为浓度为12～13wt%的石蜡基成型剂与SD系列成型剂的组合，所述的挤出机设置有孔径为1～1.5mm的挡板。经过检验可得，产品中粒径为1～1.5mm颗粒在99%以上。以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，在本专利技术的精神和原则内可以有各种更改和变化，这些等同的变型或替换等，均包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属陶瓷球粒的制备方法，其特征在于：采用挤出方式制备金属陶瓷条，将金属陶瓷条采用离心滚圆的方式切割制粒。

【技术特征摘要】
1.一种金属陶瓷球粒的制备方法，其特征在于：采用挤出方式制备金属陶瓷条，将金属陶瓷条采用离心滚圆的方式切割制粒。2.根据权利要求1所述的金属陶瓷球粒的制备方法，包括以下步骤：（1）将金属陶瓷粉末与成型剂按照4～12:1的比例混合均匀；（2）将步骤（1）中混合均匀地物料放入挤出机中，得到条状物料；（3）将步骤（2）中条状物料放入离心滚圆机中，切割滚圆，得到形貌粒度符合要求的掺胶金属陶瓷粒子。3.根据权利要求2所述的金属陶瓷球粒的制备方法，步骤（1）中所述的金属陶瓷粉末为包含金属碳化物和粘结金属的陶瓷粉末。4.根据权利要求2所述的金属陶瓷球粒的制备方法，步骤（1）其特征在于：所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩萌，李玉玺，黄维，黄芳跃，
申请(专利权)人：自贡长城硬面材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51