一种高松装密度的钨合金粉料的制备方法技术

本发明专利技术涉及粉末冶金工艺，针对粉料松装密度难以提高的问题，提供一种高松装密度的钨合金粉料的制备方法，包括以下步骤：1)在包括钨的混合金属粉末中加入与混合金属粉末同配方的返回料，混合均匀；2)在上述混合物中加入成型剂，搅拌、干燥，出料；3)出料后进行逐级擦筛制粒，制得高松装密度的钨合金粉料。本发明专利技术采用全新的成型剂与真空搅拌、擦筛工艺，使制备的粉末的松装密度稳定的达到6.0g/cm2以上，一般6.2

【技术实现步骤摘要】
一种高松装密度的钨合金粉料的制备方法


[0001]本专利技术涉及粉末冶金工艺，尤其是涉及一种高松装密度的钨合金粉料的制备方法。

技术介绍

[0002]高比重钨合金材料一般由钨及铁、钴、镍、铜等元素组成，由于元素之间熔点差异较大，一般使用粉末冶金的方法生产，此种方法需要先将金属制成粉末，然后再对粉末进行成型烧结，在粉末成型之间，为了方便成型及烧结，需要对粉末进行处理，如掺胶、制粒等，在此过程中需要控制粉料的湿度、流动性、松装密度、粒度等参数，其中松装密度是高比重合金粉末的关键参数之一，其直接影响产品的模具设计与成型，高的松装密度可以降低模具的高度、减小收缩系数、提高压坯密度、减少压坯不同部位的密度差，同时高的松装密度还可以降低材料的烧结温度，减少变形。
[0003]高比重钨合金粉末制备方式一般分为两种，掺胶后擦筛制粒或掺胶后喷雾制粒，两种方式各有优劣，但不管是擦筛制粒还是喷雾制粒，目前，制成的粉末松装密度一般只能达到3.0
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5.0g/cm2，要达到5.0g/cm2以上难度非常大，能实现的厂家非常少，6.0g/cm2以上几乎没有。例如，专利CN109111220A公开了一种高松装密度镁锌软磁铁氧体粉料制备方法，该专利采用喷雾制粒，提高粉料流动性与松装密度，主要通过球磨方式实现松装密度提升，最终结果松装密度1.5左右。据此需要一种理想的解决方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了克服粉料松装密度难以提高的问题，提供一种高松装密度的钨合金粉料的制备方法，采用全新的成型剂与真空搅拌、擦筛工艺，使制备的粉末的松装密度稳定的达到6.0g/cm2以上，一般6.2
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6.4g/cm2。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高松装密度的钨合金粉料的制备方法，包括以下步骤：1)在包括钨的混合金属粉末中加入与混合金属粉末同配方的返回料，混合均匀；2)在上述混合物中加入成型剂，搅拌、干燥，出料；3)出料后进行逐级擦筛制粒，制得高松装密度的钨合金粉料。
[0006]所谓返回料是指步骤3)中过筛后目数不合格的回收的粉料，由于返回料已经经过一次掺胶处理，且经过过筛，因此成型剂于粉料结合更加紧密。本专利技术对返回料进行回收利用，而且加入返回料可以明显提高材料的松装密度。逐级擦筛可以进一步提高材料的松装密度，因为在每一次过筛过程中，粉料与粉料之间以及粉料与成型剂之间不停的被相互挤压，粉料的松装密度提升。
[0007]作为优选，步骤1)所述混合金属粉末除了钨还包括Ni、Co、Fe、Cu中的一种或多种金属粉末。
[0008]作为优选，步骤1)所述混合均匀的操作为在V型混合器或球磨机中干混2～6小时。
[0009]作为优选，步骤1)所述返回料的质量占混合金属粉末质量的1/3
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1。
[0010]5作为优选，步骤2)所述成型剂的配方为：按重量份数计，聚乙烯醇45～65份，聚乙二醇15～35份，硬脂酸2～8份，丙二醇嵌段聚醚2～8份，聚羧酸钠2～8份，溶剂为水。成型剂配方是提高松装密度的关键。作为进一步优选，成型剂水溶液质量浓度为20％。聚乙烯醇帮助材料成型，改善石蜡成型剂成型性差的问题，但是聚乙烯醇在常温下硬度偏高，材料后续制粒难度增加，粉料太硬，压制烧结的产品外观也较差，因此本专利技术加入聚乙二醇改善粉料的塑性，降低制粒后粉料的硬度。硬脂酸可以改善粉料的润滑性，使其在后续成型过程中不容易出现粘膜。丙二醇嵌段聚醚作为消泡剂使用，PVA与PEG在真空烘干过程中会产生大量泡沫(远大于常压下的泡沫)，这些泡沫容易使细粉以及成型剂在泡沫中聚集，影响均匀性，搅拌过程中适当添加消泡剂可以防止大量泡沫产生。聚羧酸钠作为分散剂，利于材料之间的充分混合。
[0011]作为优选，所述成型剂的制备方法为：按比例称取各原料，将聚乙烯醇与聚乙二醇粉末倒入水中，完全溶解后再加入硬脂酸、丙二醇嵌段聚醚和聚羧酸钠搅拌溶解。作为进一步优选，聚乙烯醇与聚乙二醇粉末倒入水中加热至90～95℃，保温30～60分钟并搅拌至完全溶解。
[0012]作为优选，步骤2)所述搅拌、干燥操作在真空干燥搅拌一体机中进行，设置温度90～95℃，真空度
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0.04～
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0.07MPa，抽真空搅拌干燥30～120分钟。烘干过程中使用真空可提高材料的松装密度。
[0013]作为优选，步骤3)所述逐级擦筛为先过40～60目筛网、再过80～100目筛网、最后过120～150目筛网。经过逐级擦筛后粉料粒子基本可保持在120目。
[0014]作为优选，步骤3)所述逐级擦筛得到的粉料粒子还进行分级过筛，分级筛网目数为100目和250目。100目以上粗粉及块状料作为不合格粉末作为返回料处理，250目以下的细粉作为不合格粉末作为返回料处理，合格粉末100目～250目之间。作为进一步优选，所述分级过筛前还对粉料粒子进行烘干处理，烘干温度50～90℃，烘干4～12小时。
[0015]作为优选，步骤3)制得的高松装密度的钨合金粉料，松装密度大于6.0g/cm3，流动性为13～16s/50g。
[0016]因此，本专利技术的有益效果为：本专利技术主要通过以下4步的结合
①
加入一定比例的返回料，
②
烘干过程中使用真空度控制，
③
新的成型剂配方，
④
逐级擦筛，显著提高材料的松装密度，使制备的粉末的松装密度达到6.0g/cm2以上，一般6.2
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6.4g/cm2，流动性为13～16s/50g，湿度为0.25～0.32％。
具体实施方式
[0017]下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案做进一步说明。
[0018]本专利技术中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0019]实施例1一种高松装密度的钨合金粉料的制备方法，具体步骤为：1)混料：将一定比例(质量比W96、Ni2、Co1、Fe0.5、Cu0.5)的W、Ni、Co、Fe、Cu粉末与同配方的成型或制粉返回料一起加入到V型混合器中干混6小时，其中返回料与粉末的质量
比为1:1；2)配置成型剂：A、按重量份数计，称取聚乙烯醇45份，聚乙二醇35份，硬脂酸7份，丙二醇嵌段聚醚6份，聚羧酸钠7份；B、将聚乙烯醇(PVA)与聚乙二醇(PEG6000)粉末倒入蒸馏水中加热至95℃，保温30分钟并搅拌至完全溶解；C、加入硬脂酸(SA)、丙二醇嵌段聚醚和聚羧酸钠搅拌溶解，配置质量浓度为20％的成型剂水溶液；3)将成型剂与步骤1)的混合粉料按1.5:100的质量比置于真空干燥搅拌一体机中，设置温度95℃，真空度
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0.07MPa，真空加热搅拌混合干燥，30分钟后出料；4)擦筛制粒：出料后先过60目筛网，再过100目筛网，最后过150目筛网；过完筛的粉末进行烘箱烘干处理，烘干温度90℃，烘干4小时；烘干完成后，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高松装密度的钨合金粉料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在包括钨的混合金属粉末中加入与混合金属粉末同配方的返回料，混合均匀；2)在上述混合物中加入成型剂，搅拌、干燥，出料；3)出料后进行逐级擦筛制粒，制得高松装密度的钨合金粉料。2.根据权利要求1所述的一种高松装密度的钨合金粉料的制备方法，其特征在于，步骤1)所述混合金属粉末除了钨还包括Ni、Co、Fe、Cu中的一种或多种金属粉末。3.根据权利要求1或2所述的一种高松装密度的钨合金粉料的制备方法，其特征在于，步骤1)所述混合均匀的操作为在V型混合器或球磨机中干混2～6小时。4.根据权利要求1所述的一种高松装密度的钨合金粉料的制备方法，其特征在于，步骤1)所述返回料的质量占混合金属粉末质量的1/3
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1。5.根据权利要求1所述的一种高松装密度的钨合金粉料的制备方法，其特征在于，步骤2)所述成型剂的配方为：按重量份数计，聚乙烯醇45～65份，聚乙二醇15～35份，硬脂酸2～8份，丙二醇嵌段聚醚2～8份，聚羧酸钠2～8份，溶剂为水。6.根据权利要求5所述的一种高松装密...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘利铭，包炳峥，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：