[發明專利]一種碳化鎢合金混合料制備方法

有效

• 申請號: 201610821809.X
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN106367651B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 李京達;梁勇川
• 申請（專利權）人: 鑫京瑞鎢鋼（廈門）有限公司
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;C22C1/05;B22F9/04
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙)43205
• 代理人: 許伯嚴

技術領域

本發明硬質合金制備領域，具體涉及一種碳化鎢合金混合料制備方法。

背景技術

硬質合金是高硬度、高強度、高耐磨的材料，在現代生產的眾多領域都得到了廣泛應用。硬質合金產品通常是以高硬度難熔金屬的碳化物微米級粉末為主要成分，以鈷或鎳、 鉬為粘結劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的粉末冶金制品。硬質合金生產一般包括混合料制備、壓制成型和燒結三大階段。為滿足壓制成型的工藝要求，在混合料制備階段，硬質合金粉末需要先與成型劑等各種添加劑混合，以增加制品的強度和改善混合料的壓制成型性能。硬質合金產品制造的關鍵工序，就是硬質合金混合料的制備。

硬質合金混合料制備過程中，要達到成型劑在硬質合金料內分散均勻、盡可能避免帶入其他雜質、工藝簡便。在現有技術中，主要采用的成型劑有橡膠、石蠟、聚乙二醇等。橡膠成型劑的成型性較好，主要缺點是碳殘留高，會降低硬質合金的韌性；需要用汽油做溶劑、用氫氣作脫膠載氣，生產的安全危險性和工藝成本高。石蠟成型劑沒有殘留碳，但在工藝方面也是非常大的局限性。首先，石蠟在常溫下不溶于濕磨溶劑酒精，導致石蠟在酒精、硬質合金粉末之間無法充分分散，需要特別的工藝和成本進行克服，中國專利CN200910079349.8公開了一種先將石蠟單獨進行預研磨，然后再與硬質合金粉末、溶劑、分散劑一起濕磨，中國專利201110230947.8采用先將石蠟與自油酸、硬脂酸等分散劑進行混合研磨，再與硬質合金粉末、溶劑一起濕磨，中國專利201410770610.X采用加熱融化的58℃全精煉石蠟，在濕磨結束前24小時之前、開始濕磨5小時之后加入到有硬質合金粉末和溶劑的濕磨機內，這些方案雖然部分克服了石蠟在原料中不易分散均勻的問題，但未能解決石蠟未在溶劑中溶解與硬質合金粉末的潤濕不佳的問題；中國專利201010273174.7公開了一種將固體石蠟熔化成熔融體，同時將硬質合金濕磨混合料加熱到高于石蠟熔點溫度，向硬質合金濕磨混合料中加入熔化的石蠟，繼續加熱并攪拌硬質合金濕磨混合料，濕磨混合料的溫度為65～90℃，其缺點在于整個濕磨設備需要持續加熱，設備成本和生產成本高，溶劑酒精揮發嚴重，難以在實際生產中獲得應用。其次，石蠟成型劑需要油酸等分散劑配合使用，分散劑的使用不僅增加成本，又可能導致雜質帶入混合料中，并可能在燒結后的合金中形成孔洞等缺陷，造成高的廢品率；。

聚乙二醇成型劑性能介于橡膠和石蠟之間，嚴格管控生產現場溫濕度的情況下，可以獲得理想的良品率和產品性能。中國專利CN201010154111.X和CN201310738385.7的技術方案，成型劑也采用聚乙二醇，缺點在于，依然使用了分散劑，同樣存在增加成本和導致雜質的問題。中國專利CN200910091185.0和CN200810046453.2的技術方案，成型劑也采用聚乙二醇，前者濕磨時間20~50小時，后者濕磨時間48~56小時，兩者共同缺點在于，濕磨時間長，導致生產成本高。因此，硬質合金混合料制備方法還有很大改進空間。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種碳化鎢合金混合料的制備方法，該方法的原料由WC粉、Co粉和Cr₃C₂粉三種粉體組成，采用聚乙二醇作為成型劑，采用無水酒精作為濕法球磨溶劑，不加任何分散劑，包括以下步驟：

（1）分別稱取WC粉、Co粉和Cr₃C₂粉進行原料配料，WC粉的重量百分比為80～88%，Co粉的重量百分比為10～19%，Cr₃C₂粉的重量百分比為1～2%，將稱取的三種粉體攪拌混合均勻；

（2）將混合均勻后的原料送入濕法球磨罐內，向濕法球磨罐內加入濕法球磨溶劑無水酒精，以三種粉體總重量為基礎，無水酒精的加入量為250～350ml/kg，采用WC硬質合金磨球，球料重量比為1∶1，然后開始濕法球磨，濕法球磨機轉速為30r/min；

（3）在濕法球磨開始后2~3小時的時間段內，向濕法球磨罐內加入聚乙二醇，以三種粉體總重量為基礎，聚乙二醇的加入量為重量百分比2.5～3.5%，濕法球磨總時間為12小時；

（4）濕法球磨結束后，將濕法球磨罐內的混合料進行第一次過篩，篩網為400目；

（5）將第一次過篩后的混合料進行真空干燥，去除濕法球磨溶劑無水酒精；

（6）將真空干燥后的混合料進行第二次過篩，篩網為50目，過篩后的混合料即為最終的碳化鎢合金混合料。

采用的成型劑聚乙二醇分子量在2000~5000。