[發明專利]一種適合高比重鎢合金粉末噴霧制粒的成型劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110447943.9
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113441709B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 裘利銘;包炳崢
• 申請（專利權）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: B22F1/103
• 分類號: B22F1/103;B22F9/02;B22F9/04;C22C27/04
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及粉末冶金工藝，針對簡單的成型劑無法實現噴霧制粒工藝的問題，提供一種適合高比重鎢合金粉末噴霧制粒的成型劑，包括組分：聚乙烯醇、聚乙二醇、硬脂酸、丙二醇嵌段聚醚和聚羧酸鈉，溶劑為蒸餾水。本發明還提供成型劑的制備方法和應用。本發明的成型劑在高比重鎢合金噴霧制粒工藝中，粉料性能簡單可控，粉末的流動性、松裝比及壓制性能優異。

技術領域

本發明涉及粉末冶金工藝，尤其是涉及一種適合高比重鎢合金粉末噴霧制粒的成型劑及其制備方法和應用。

背景技術

高比重鎢合金材料一般由鎢及鐵、鈷、鎳、銅等元素組成，一般使用粉末冶金的方法生產，粉末冶金工藝，在成型前需要對粉末進行造粒，造粒的好壞直接影響產品的成型，噴霧制粒工藝適合于大批量產品的造粒，其具有生產效率高、粉末流動性好、粉末批次穩定性好等特點，但噴霧制粒工藝對成型劑要求較高，成型劑不合適，嚴重影響噴霧制粒工藝及粉料穩定性，輕者影響成型產品質量，重者粉料全部報廢。

目前國內高比重行業選用的成型劑基本分為兩類：石蠟與橡膠，也有使用纖維素類成型劑，而關于前端的制粒工藝，目前大部分廠家選擇使用傳統的擦篩制粒，因為相對而言擦篩制粒設備投資成本低、技術門檻低，適合小規模多牌號生產，而另一方面也主要是考慮噴霧制粒技術不普及，技術難度大，而其中最關鍵的就是成型劑的選用，因為傳統的制粒方式，成型劑組元簡單，而噴霧制粒需要解決諸多問題，簡單的2-3種組元無法實現噴霧制粒工藝。據此需要一種理想的解決方法。專利CN111421140A公開了一種提高硬質合金混合料噴霧粉粒子流動性的方法，使用脂肪酸二乙醇酰胺和油酸酰胺、石蠟，介質采用酒精，噴霧制粒后，松裝密度3.9，流動性23s。而本發明通過配方改進，松裝密度可達4.0以上，流動性可達到 14S以內，粉末性能更優。

發明內容

本發明為了克服簡單的成型劑無法實現噴霧制粒工藝的問題，提供一種適合高比重鎢合金粉末噴霧制粒的成型劑及其制備方法和應用，在配方中加入硬脂酸、丙二醇嵌段聚醚和聚羧酸鈉，噴霧制粒后，松裝密度可達4.0以上，流動性可達到14S以內，粉末性能更優。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種適合高比重鎢合金粉末噴霧制粒的成型劑，包括組分：聚乙烯醇、聚乙二醇、硬脂酸、丙二醇嵌段聚醚和聚羧酸鈉，溶劑為水。

聚乙烯醇(PVA)主要作用是幫助材料成型，改善石蠟成型劑成型性差的問題，但是聚乙烯醇在常溫下硬度偏高，材料后續制粒難度增加，粉料太硬，壓制燒結的產品外觀也較差，因此，本發明加入一定量的聚乙二醇(PEG6000)，用于改善粉料的塑性，降低制粒后粉料的硬度。PVA與PEG不同比例的使用，使粉料在兼具成型性的同時提高了塑性變形的能力，降低成型壓力。硬脂酸(SA)的作用主要是改善粉料的潤滑性，使其在后續成型過程中不容易出現粘膜，同時SA也是一種成型劑，兼具成型劑的作用。丙二醇嵌段聚醚作為消泡劑使用，是本發明的關鍵試劑之一，噴霧制粒如果料漿不進行消泡處理，噴制的粉末流動性差、松裝低，空心粉多，成型困難，而丙二醇嵌段聚醚能很好的消除PVA與PEG攪拌所產生的泡沫。聚羧酸鈉作為分散劑，利于材料之間的充分混合，同時下降料漿的粘度，使噴霧過程更加流暢，噴制的粉料的穩定性明顯提升。

作為優選，按重量份數計，成型劑中各組分含量為：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，聚羧酸鈉2～8份。作為進一步優選，成型劑配置成質量濃度為10-15％的成型劑水溶液，尤其是12％的質量濃度效果最佳。

本發明還提供一種上述成型劑的制備方法，包括以下步驟：將聚乙烯醇與聚乙二醇粉末倒入水中，待兩種粉末全部溶于水后，再加入硬脂酸、丙二醇嵌段聚醚和聚羧酸鈉攪拌溶解。

作為優選，聚乙烯醇與聚乙二醇粉末倒入水后，攪拌條件下加熱至90～95℃，并保溫 30～60分鐘。