一种硬质合金的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种硬质合金的制造方法，它按下述步骤操作：将硬质相粉末加入气流粉碎机中，进行粉碎，然后进入搅拌球磨机中搅拌研磨，形成料浆，过滤、干燥、过筛，最后通过模压、挤压、注塑进行成型处理，制成硬质合金。本发明专利技术通过高能破碎与气流分级的方法，将有内在缺陷的硬质合金粉末进行强力破碎，在进行粉末整形，从而赋予硬质相表面高能量，从而达到减少硬质相粉末的缺陷，提高粉末能量；再通过高速高效的混合整形，达到各组更均匀混合，提高粉体外形一致性，从而达到合金组织晶粒粒度大小均匀，晶粒形状一致性好，无细化和特粗大颗粒，并且粒度集中、无内部缺陷，最终达到提高硬质合金材料的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硬质合金，具体涉及。
技术介绍
硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物微米级粉末为主要成分，以钴或镍、钼为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金是一种高硬度、高强度、高耐磨的材料，在现代工业得到了广泛地应用，硬质合金材料的制造关键工序是硬质合金混合料的生产制造。传统的硬质合金的制造方法存在粉末缺陷消除困难、混合不均、混合效率低下、最终产品存在粗大晶粒。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题硬质合金的晶粒粗大，提供。本专利技术的技术方案是，它按下述步骤操作(1)将硬质相粉末加入气流粉碎机中，进行1 5次粉碎，粉碎时间为0. 2 3. 0 小时，然后粒度分级处理，制成粒度范围为0. 4 30 μ m的硬质相粉末；(2)将步骤(1)中的硬质相粉末加入搅拌球磨机中，以硬质相粉末的重量为基准， 加入1 35%的粘接金属粉末、0.01 5. 00%的微量元素粉末、25 45%的研磨介质、 0. 01 2%的分散剂、1 8%的成型剂，进行2 5搅拌研磨，搅拌研磨时间为0. 5 8. 0 小时，形成料浆，然后过滤、在50 250°C的条件下干燥、过筛，筛的目数是20 200目，制成硬质合金混合料粒；(3)将步骤O)中的硬质合金混合料粒通过模压、挤压、注塑进行成型处理，在 1350°C 1500°C的条件下烧结，然后保温30 150分钟，制成硬质合金。所述步骤(1)中的硬质相粉末为钨、碳化钨、氮化钨、钼、碳化钼、氮化钼、袒、碳化袒、氮化袒、铌、碳化铌、氮化铌、钛、碳化钛、氮化钛中的任意一种或至少两种。所述硬质相粉末的平均粒度为0. 8 25 μ m。所述步骤(1)中气流粉碎机的气体为队、Ar、空气中的任意一种或至少两种，气流压力为0. 6 12Mpa。所述步骤O)中的粘接金属粉末为镍、铁、钴中的任意一种或两种或三种的混合物；微量元素粉末为碳化袒、碳化钛、碳化钒、碳化铬中的任意一种；研磨介质为乙醇、己烷、庚烷、丙酮或水中的任意一种；分散剂为油酸、硬脂酸中的任意一种；成型剂为石蜡、聚乙二醇中的任意一种。所述步骤( 搅拌球磨机的搅拌轴转速为80 3500转/分钟。所述步骤( 搅拌球磨机的研磨球直径为2 8mm，研磨球与硬质相粉末的重量之比为3 10 1。本专利技术选用高压气流喷射破碎和分级为工艺的开始，然后选用高速高能搅拌混合机替代现有的滚动球磨、低速搅拌球磨机；通过高能机组，完成强力破碎、分级、均勻混合、整形的功能，再通过喷雾干燥制粒、各类压制、烧结工艺，完成硬质合金产品的生产。本专利技术中主要设备高压气流喷射和分级混合机组、高速搅拌球磨机组；(1)高压气流喷射破碎分级机组高压N2 (无尘空气、其他单一或混合气体)设备、高耐磨喷嘴2 5个、带高硬度涂层(Mo、W或Mo、W混合物)的容器、带冷却夹套的搅拌桶、粉末循环机组、震动电机、电器控制、气流分级机组等部分组成。由于采用高压气流，带动硬质相(WC、TaC等金属或者金属碳化物或氮化物)高速运动，物料流相互交叉冲击，最后再冲击到坚硬的球形上，硬质相通过气流加速到极高的速度(100 500m/s)，单颗粒子具备极高的动能，气流束通过特殊的喷嘴形状和角度，进行交叉碰撞、摩擦、剪切，达到粉末粒子自破碎效果，尤其是对存在内部缺陷的硬质相颗粒，其破碎效果尤其突出。再通过物料循环机组，使硬质相(WC、TaC等金属或者金属碳化物或氮化物)物料反复1 5次进行上述处理，从而达到充分破碎、去除缺陷的目的。最后通过气流分级机组， 通过调整各级参数，从而达到分级出用户需要的粉末粒度组成粉末(粉末粒度范围0. 4 30um)ο(2)高速搅拌球磨机带冷却夹套的搅拌桶、搅拌主轴、带耐磨保护搅拌杆、桶盖、电机、电器控制部分。 由于采用高速搅拌球磨机(150 5000转/分钟)由主轴主动带动研磨球高速运动，研磨球之间也存在速度差，再加之特殊的物料运动，所以研磨球和搅拌杆一起对多组分硬质合金粉料进行冲击破碎、高效混合、粉末整形等作用；其速度和能量高是现有滚动球磨或搅拌球磨机的30 200倍，所以混合效率提高出现有30 150倍左右，可以大幅地缩短生产周期。再通过物料循环机组，使物料各组分进行循环，反复进行上述处理，从而达到充分破碎、 去除缺陷的目的。本专利技术的有益效果是本专利技术通过高能破碎与气流分级的方法，将有内在缺陷的硬质合金粉末进行强力破碎，在进行粉末整形，从而赋予WC等硬质相表面高能量，从而达到减少硬质相粉末的缺陷，提高粉末能量；再通过高速高效的混合整形，达到各组更均勻混合，提高粉体外形一致性，从而达到合金组织晶粒粒度大小均勻，晶粒形状一致性好，无细化和特粗大颗粒，并且粒度集中、无内部缺陷，最终达到提高硬质合金材料的性能。具体实施例实施例1，它按下述步骤操作(1)将1200g平均粒度2. Ομπι的碳化钨粉末加入气流粉碎机中，经过高压气流粉碎机的队气压2Mpa，进行1次粉碎，粉碎时间为0. 4小时，同时完成粉末分级处理，制成粒度范围为0. 4 2. 0 μ m的硬质相粉末；(2)将步骤(1)中的硬质相粉末加入搅拌球磨机中，再加入60g平均粒度为 1. 2 μ m的钴粉末，2g碳化钛粉末、0. 24g油酸、24g聚乙二醇，400g乙醇作为研磨介质，搅拌速度500转/分钟，填充系数0. 65、研磨球直径D4，研磨球的质量是7200g，进行搅拌研磨， 研磨2. 0小时，形成料浆，然后过滤、在50 250°C的条件下干燥、过筛，目数是20目，制成硬质合金混合料粒；(3)将步骤O)中的硬质合金混合料粒通过模压、挤压、注塑进行成型处理，在 1400°C的条件下烧结，然后保温60分钟，制成硬质合金。经过检测，硬质相平均晶粒尺寸为1. 2um,晶粒均勻，晶粒形状一致性好，无粗大颗粒。实施例2，它按下述步骤操作(1)将1200g平均粒度2. 0 μ m的钨粉末加入气流粉碎机中，经过高压气流粉碎机的Ar气压12Mpa，进行5次粉碎，粉碎时间为3小时，同时完成粒度分级处理，制成粒度范围为20 30 μ m的硬质相粉末；(2)将步骤(1)中的硬质相粉末加入搅拌球磨机中，再加入420g平均粒度为 1.2μπι的镍粉末，0. 12g碳化钽粉末、24g硬脂酸、96g聚乙二醇，540g乙醇作为研磨介质，搅拌速度3500转/分钟，填充系数0. 65、研磨球直径D4，研磨球重量为Ukg，进行搅拌研磨， 研磨8小时，形成料浆，然后过滤、在200°C的条件下干燥、过筛，筛的目数是200目，制成硬质合金混合料粒；(3)将步骤O)中的硬质合金混合料粒通过模压、挤压、注塑进行成型处理，在 1500°C的条件下烧结，然后保温150分钟，制成硬质合金。经过检测，硬质相平均晶粒尺寸为1. Oum,晶粒均勻，晶粒形状一致性好，无粗大颗粒。实施例3，它按下述步骤操作(1)将1200g平均粒度25 μ m的氮化钼粉末加入气流粉碎机中，经过高压气流粉碎机，气体为N2和空气的混合气体，气压0. 6Mpa，进行1次粉碎，粉碎时间为0. 3小时，同时完成粒度分级处理，制成粒度范围为5 25 μ m的硬质相粉末；(2)将步骤(1)中的硬质相粉末加入搅拌球磨机中，再加入12g平均粒度为 1. 2 μ m的铁粉末，60g碳化钒粉末、24g油酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种硬质合金的制造方法，其特征在于，它按下述步骤操作：（１）将硬质相粉末加入气流粉碎机中，进行１～５次粉碎，粉碎时间为０．２～３．０小时，然后粒度分级处理，制成粒度范围为０．４～３０μｍ的硬质相粉末；（２）将步骤（１）中的硬质相粉末加入搅拌球磨机中，以硬质相粉末的重量为基准，加入１～３５％的粘接金属粉末、０．０１～５．００％的微量元素粉末、２５～４５％的研磨介质、０．０１～２％的分散剂、１～８％的成型剂，进行２～５搅拌研磨，搅拌研磨时间为０．５～８．０小时，形成料浆，然后过滤、在５０～２５０℃的条件下干燥、过筛，筛的目数是２０～２００目，制成硬质合金混合料粒；（３）将步骤（２）中的硬质合金混合料粒通过模压、挤压、注塑进行成型处理，在１３５０℃～１５００℃的条件下烧结，然后保温３０～１５０分钟，制成硬质合金。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铮，刘少峰，
申请(专利权)人：河南省大地合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：41