[發明專利]一種金屬陶瓷球粒的制備方法

在審

• 申請號: 201710127803.7
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN106862551A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 韓萌;李玉璽;黃維;黃芳躍
• 申請（專利權）人: 自貢長城硬面材料有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/04
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙)51223
• 代理人: 杜朗宇

技術領域

本發明涉及材料領域，具體涉及金屬陶瓷球粒的半成品制備方法。

背景技術

金屬陶瓷是指一種由金屬或合金與一種或多種陶瓷相組成的非均質的復合材料，其中后者約占15%～85%體積分數，同時在制備的溫度下，金屬和陶瓷相之問的溶解度相當小。

WC-Co基金屬陶瓷作為研究最早的金屬陶瓷，由于具有很高的硬度(HRC 80~92)，極高的抗壓強度6000MPa ，已經應用于許多領域。但是由于W和Co資源短缺，促使了無鎢金屬陶瓷的研制與開發，迄今已歷經三代：第一代是“二戰”期間，德國以Ni粘結TiC生產金屬陶瓷；第二代是20世紀60年代美國福特汽車公司添加Mo到Ni粘結相中改善TiC和其他碳化物的潤濕性，從而提高材料的韌性；第三代金屬陶瓷則將氮化物引入合金的硬質相，改單一相為復合相。又通過添加Co相和其他元素改善了粘結相。金屬陶瓷研制的另一個新方向是硼化物基金屬陶瓷。由于硼化物陶瓷具有很高的硬度、熔點和優良的導電性，耐腐蝕性，從而使硼化物基金屬陶瓷成為最有發展前途的金屬陶瓷。

WC-Co基金屬陶瓷球粒是表面材料及表面技術的一種重要的高硬度材料，通過采用堆焊等方式與基體材料結合，滿足耐磨耐腐蝕等功能要求，延長設備及工件的使用壽命。目前常見的硬質合金是指由碳化鎢（WC）和鈷（Co）兩種主要組分組成，最高硬度可以達到1700HV（100g載荷），在高硬度的同時，還具有良好的耐磨耐腐蝕性能。

目前WC-Co基金屬陶瓷球粒的制備技術及工藝主要是通過制粒、壓制、燒結和精整等步驟制備而成。其中制粒多采用糖衣機制粒，可以通過不斷加入摻膠粉料來調整陶瓷球的粒度。

采用糖衣機制粒，半成品粒子粒度范圍分布廣，表面較粗糙，成型率低，制粒時間長。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種金屬陶瓷球粒的制備方法，可以有效提升陶瓷球粒的光滑度，減小分布范圍。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案為，一種金屬陶瓷球粒的制備方法，采用擠出方式制備金屬陶瓷條，將金屬陶瓷條采用離心滾圓的方式切割制粒。

進一步地，金屬陶瓷球粒的制備方法，包括以下步驟：

（1）將金屬陶瓷粉末與成型劑按照4～12:1的比例混合均勻；

（2）將步驟（1）中混合均勻地物料放入擠出機中，得到條狀物料；

（3）將步驟（2）中條狀物料放入離心滾圓機中，切割滾圓，得到形貌粒度符合要求的摻膠金屬陶瓷粒子。

進一步地，步驟（1）中所述的金屬陶瓷粉末為包含金屬碳化物和粘結金屬的陶瓷粉末。

進一步地，所述的成型劑為濃度10～15wt%的SD系列成型劑、石蠟基成型劑、PEG類成型劑中的一種或多種組合。

進一步地，步驟（2）中所述放入擠出機中物料干濕度適宜，保證粉末與成型劑充分浸潤，且成型劑溶劑自然揮發10～30%，達到握緊成團且手搓松散的程度。

進一步地，步驟（2）中所述的擠出機設置有孔徑為0.5～2.0mm的擋板。

進一步地，步驟（3）所述的切割滾圓時間為30～300s。

本發明還進一步要求保護采用上述方法制備而成的金屬陶瓷球粒。

本發明的有益效果如下：

1. 傳統糖衣機制粒方式得到的粒子粒度范圍分布廣，經篩分后得到所需粒度范圍的粒子所占比例較低，導致生產效率低；采用本發明方式制備金屬陶瓷球粒所得到的粒子粒徑與擠出時擋板孔徑接近，粒度分布更集中，篩分后得到所需粒度范圍的粒子所占比例高，很大程度上提高生產效率；本發明方式很大程度的提高了金屬陶瓷球粒的生產效率和一次成型率；

2. 傳統糖衣機制粒方式采用添加摻膠粉料的方式來促使粒子長大，導致粒子表面粘結粉料過程中不平整；采用本發明方式制備金屬陶瓷球粒在擠出過程中條狀物料已經比較致密，通過孔板后表面光滑，在切割滾圓過程中由于高速旋轉帶來的高離心力和粒子之間相互擠壓摩擦，使表面更加光滑；本發明方式很大程度的提高了金屬陶瓷球粒的表面狀態；

3. 傳統糖衣機制粒方式采用添加摻膠粉料的方式來促使粒子長大，在粒子長大過程中通過不斷加入摻膠粉來調整粒子粒度，導致單個制粒過程需要很長時間；采用本發明方式制備金屬陶瓷球粒直接通過擠出孔板控制粒子粒度，整個切割制粒過程只需要30～300s；本發明方式很大程度的縮短了金屬陶瓷球粒的生產周期。

具體實施方式

下面通過具體的實施例對本發明做進一步的詳細描述。

實施例1：碳化鎢-鈷基金屬陶瓷球粒（碳化鎢為硬質顆粒，鈷為粘結金屬）的制粒方法，包括以下步驟：