專利名稱：亞微米硬質(zhì)合金生產(chǎn)用混合料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種亞微米硬質(zhì)合金生產(chǎn)用混合料的制備方法。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金由于其高強(qiáng)度、高硬度的特性而得到廣泛應(yīng)用。自硬質(zhì)合金問世以來，其 強(qiáng)度和硬度就一直是一對(duì)"不可調(diào)和的矛盾"，而先進(jìn)制造技術(shù)的飛速發(fā)展，強(qiáng)烈要求將兩 者結(jié)合起來。研究表明，當(dāng)WC晶粒尺寸減小到亞微米以下時(shí)，硬質(zhì)合金材料的硬度和耐磨 性、強(qiáng)度和韌性均獲得提高。這種亞微米WC-Co硬質(zhì)合金，因同時(shí)具有高的硬度和高的強(qiáng) 度，被形象地稱為"雙高"硬質(zhì)合金，滿足了對(duì)高性能硬質(zhì)合金刀具材料越來越高的要求，正 成為國(guó)際工程領(lǐng)域競(jìng)相研究開發(fā)的熱點(diǎn)。 制備亞微米硬質(zhì)合金的關(guān)鍵是混合料的制備?，F(xiàn)有的亞微米硬質(zhì)合金生產(chǎn)用混合 料的制備方法是選擇粒度符合要求的亞微米WC粉和Co粉( 一般采用WC原始晶粒度與燒 結(jié)后合金晶粒度相等的原則)配制混合料，經(jīng)滾動(dòng)球磨機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間(> 48h)濕磨，制得 顆粒粒度與分散度合格的混合料。這種制備方法耗時(shí)長(zhǎng)、成本高、球磨效率低，且對(duì)原料粒 度要求高。另外，由于多組分粉末粒度小、比表面積大、表面能高、反應(yīng)活性高，粉體顆粒具 有相互團(tuán)聚以降低表面能的趨勢(shì)，這種團(tuán)聚不僅使混合料的顆粒尺寸增大，而且影響燒結(jié) 產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述制備亞微米硬質(zhì)合金生產(chǎn)用混合料方法的不足，提供一種新的制 備方法，以簡(jiǎn)化工藝流程、降低生產(chǎn)成本、提高球磨效率，并獲得粒度更細(xì)、分布更窄的混合 料。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明以中顆粒WC粉和Co粉為原料，配料時(shí)加入晶粒長(zhǎng)大抑制 劑，采用攪拌球磨機(jī)進(jìn)行球磨，酒精為球磨介質(zhì)，并在球磨介質(zhì)中加入復(fù)配分散劑，所述復(fù) 配分散劑由油酸和聚乙二醇組成，其加入量按每公斤所述WC粉和Co粉原料加l 3g油酸 及1 3g聚乙二醇。 所述攪拌球磨機(jī)的球磨參數(shù)為球磨機(jī)轉(zhuǎn)速70 100rpm、填充系數(shù)0. 6、固液比 (體積比)l : 1、研磨球直徑4. 75mm。所述晶粒長(zhǎng)大抑制劑由VC和Cr3C2組成，其加入量 按每公斤所述WC粉和Co粉原料加1 9g VC及1 9g Cr3C2。 由于攪拌球磨機(jī)是主動(dòng)施力，對(duì)物料的作用力較滾動(dòng)球磨機(jī)大很多，研磨效率也 高很多(比滾動(dòng)球磨機(jī)要高幾倍至幾十倍)，因此不但可以起到很好的混勻作用，甚至可以 直接將粗顆粒物料破碎研磨至很細(xì)的水平。球磨體系是個(gè)高能體系，被破碎的超細(xì)顆粒表 面能很高，極易發(fā)生二次團(tuán)聚，降低球磨效率，影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此必須阻止這種團(tuán)聚，保證 超細(xì)顆粒在球磨介質(zhì)中良好的分散性。向料漿中加入上述分散劑，其中油酸小分子吸附在 顆粒表面，使顆粒帶相同電荷，彼此相互排斥；聚乙二醇大分子通過表面吸附，阻止顆粒相 互接近。兩種機(jī)制結(jié)合產(chǎn)生靜電排斥和空間位阻效應(yīng)，使各組分在料漿中均勻分散。通過
3使用攪拌球磨機(jī)并加入復(fù)配分散劑，可以在短時(shí)間內(nèi)制得粒度與分散度均合格的硬質(zhì)合金 混合料，最終得到組織結(jié)構(gòu)均勻、性能優(yōu)良的亞微米硬質(zhì)合金。 亞微米硬質(zhì)合金在其發(fā)展過程中遇到的最大障礙就是在燒結(jié)過程中的晶粒長(zhǎng)大。 晶粒的長(zhǎng)大帶來強(qiáng)度的下降。單獨(dú)粗大的碳化鎢晶粒常常是合金斷裂的裂紋源引發(fā)處。因 此，如何解決超細(xì)硬質(zhì)合金的晶粒長(zhǎng)大問題至關(guān)重要，加入晶粒長(zhǎng)大抑制劑是最為切實(shí)有 效并經(jīng)濟(jì)的方法。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點(diǎn) 1、球磨效率大大提高，球磨時(shí)間顯著降低； 2、對(duì)原料的粒度要求降低； 3、濕磨后的混合料顆粒分散性更好； 4、燒結(jié)過程中對(duì)WC晶粒長(zhǎng)大的抑制作用更顯著。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 :配料比為(按重量比)用粒度為2. 5iim的WC粉91X、Co粉為8X、 VC為0. 5%， Cr3C2為0. 5%，按配料比配制成混合料原料，按固液比(體積比)1 : 1加入 酒精作為濕磨介質(zhì)，在混合料漿中按每千克混合料加入2g油酸和2g聚乙二醇。上述物料 在SC-150型攪拌球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速70 100rpm、填充系數(shù)0. 6、固液比(體 積比)1 : 1 、研磨球直徑4. 75mm ;濕磨4h后，檢測(cè)混合料顆粒尺寸為0. 68 y m。
實(shí)施例2:配料比為(按重量比)用粒度為2. 5iim的WC粉91.5X、Co為8X、VC 為0.2%，03(:2為0.3%，按配料比配制成混合料原料，按固液比(體積比)l : l加入酒精 作為濕磨介質(zhì)，在混合料漿中按每千克混合料加入2g油酸和2g聚乙二醇。上述物料在SC 一 150型攪拌球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速70 100rpm、填充系數(shù)0. 6、固液比(體積 比)1 : 1、研磨球直徑4. 75mm ;濕磨4h后，檢測(cè)混合料顆粒尺寸為0. 70 y m。
總之本發(fā)明方法中作為原料添加的晶粒長(zhǎng)大抑制劑VC和Cr3C2，因按每公斤WC粉 和Co粉原料加入1 9g VC及1 9g Cr3C2。在球磨介質(zhì)中加入的復(fù)配分散劑油酸和聚 乙二醇，因按每公斤WC粉和Co粉原料加1 3g油酸及1 3g聚乙二醇。
權(quán)利要求
一種亞微米硬質(zhì)合金生產(chǎn)用混合料的制備方法，其特征是以中顆粒WC粉和Co粉為原料，配料時(shí)加入晶粒長(zhǎng)大抑制劑，采用攪拌球磨機(jī)進(jìn)行球磨，酒精為球磨介質(zhì)，并在球磨介質(zhì)中加入復(fù)配分散劑，所述復(fù)配分散劑由油酸和聚乙二醇組成，其加入量按每公斤所述WC粉和Co粉原料加1～3g油酸及1～3g聚乙二醇。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的亞微米硬質(zhì)合金生產(chǎn)用混合料的制備方法，其特征在于 所述攪拌球磨機(jī)的球磨參數(shù)為球磨機(jī)轉(zhuǎn)速70 100rpm、填充系數(shù)0.6、固液比(體積 比)l : 1、研磨球直徑4. 75mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述亞微米硬質(zhì)合金生產(chǎn)用混合料的制備方法，其特征在于所述的 晶粒長(zhǎng)大抑制劑由VC和Cr3C2組成，其加入量按每公斤所述WC粉和Co粉原料加1 9g VC 及1 9g Cr3C2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種亞微米硬質(zhì)合金生產(chǎn)用混合料的制備方法，這種方法以中顆粒WC粉和Co粉為原料，配料時(shí)加入晶粒長(zhǎng)大抑制劑，采用攪拌球磨機(jī)進(jìn)行球磨，酒精為球磨介質(zhì)，并在球磨介質(zhì)中加入復(fù)配分散劑，所述復(fù)配分散劑由油酸和聚乙二醇組成，其加入量按每公斤所述WC粉和Co粉原料加1～3g油酸及1～3g聚乙二醇。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點(diǎn)1、球磨效率大大提高，球磨時(shí)間顯著降低；2、對(duì)原料的粒度要求降低；3、濕磨后的混合料顆粒分散性更好；4、燒結(jié)過程中對(duì)WC晶粒長(zhǎng)大的抑制作用更顯著。
文檔編號(hào)C22C1/05GK101695754SQ20091004463
公開日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者王明, 諶啟明 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院;