一種超粗硬質(zhì)合金的制備方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超粗硬質(zhì)合金的制備方法和系統(tǒng)，屬于硬質(zhì)合金技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種礦用鉆頭超粗硬質(zhì)合金的制備方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著硬質(zhì)合金應用領(lǐng)域的不斷擴展，硬質(zhì)合金材質(zhì)朝著超粗和超細兩個方向發(fā)展，超粗硬質(zhì)合金已廣泛應用于礦用鑿巖工具、乳輥和沖壓模具領(lǐng)域。
[0003]超粗硬質(zhì)合金是指WC平均晶粒度大于5.0 μπι的硬質(zhì)合金。超粗硬質(zhì)合金的常規(guī)制備方法是對超粗顆粒WC粉末進行噴射分散和分級篩分，然后對WC進行鈷涂覆，不經(jīng)球磨，直接加成型劑，然后壓制、燒結(jié)成硬質(zhì)合金。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)存在工序繁雜、工藝控制要求高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等不足。
[0005]中國專利申請N0.201210453512.4公開了一種表面具有超粗晶粒的硬質(zhì)合金的制備方法，其包括下述步驟:第一步:配料、混料配制總碳量比平衡碳量低0.2-0.7被％的硬質(zhì)合金，濕磨，制粒，干燥；第二步:冷壓、脫蠟向第一步所得粉末中添加成型劑，混合均勻后冷壓成型；在氫氣氛中加熱至850-950°C排除成形劑，得到預制硬質(zhì)合金；第三步:滲碳燒結(jié)處理，將預制硬質(zhì)合金埋在石墨顆粒中或者置于壓力為0.l-2MPa的烷基氣體氣氛中，在氫氣氣氛保護環(huán)境下加熱滲碳燒結(jié)，隨爐冷卻至常溫后出爐；滲碳燒結(jié)溫度為1400-1500°C，保溫時間l_4h。因此，其燒結(jié)方式是兩次燒結(jié)，先得到預硬質(zhì)合金，然后再滲碳燒結(jié)成最終合金。
[0006]中國專利申請N0.201110035634.7公開了一種柔性球磨技術(shù)制備超粗晶硬質(zhì)合金的方法，其先將超粗WC粉和Co粉預混合，WC粉費氏粒度18.0-22.0 μ m，時間0.5_2h，轉(zhuǎn)速6-12rpm ;再將預混合粉進行輕度球磨，并添加液體研磨介質(zhì)和成型劑，研磨球材質(zhì)為WC-Co硬質(zhì)合金，直徑Φ 6-10mm，球磨時間8_24h，球料比1.5-3.0:1，轉(zhuǎn)速20-55 %臨界轉(zhuǎn)速；然后，將球磨機內(nèi)的料漿卸出，采用噴霧干燥制取混合料，隨后壓制成型，在1390-1500°C溫度下燒結(jié)，制取的超粗晶硬質(zhì)合金的晶粒度6.0-10.0 μ。因此，其技術(shù)方案需要先預混合，再濕磨。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個目的是提供一種超粗硬質(zhì)合金的制備方法，其不需要對WC原料進行預處理，工藝簡單，可制備出抗沖擊性能優(yōu)異的晶粒度8-10 μπι的超粗硬質(zhì)合金。
[0008]本發(fā)明的另一個目的是提供一種超粗硬質(zhì)合金的制備系統(tǒng)，其不需要對WC原料進行預處理，簡化工藝，可用于制備抗沖擊性能優(yōu)異的超粗硬質(zhì)合金。
[0009]為此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種超粗硬質(zhì)合金的制備方法，步驟如下:
[0010]按一定質(zhì)量比準備HCP值為2.0-3.5KA/m的WC粉末和Fsss粒度為1.5-2.5 μπι的Co粉末作為原料；
[0011]將準備的原料裝入球磨設備進行濕磨；
[0012]將磨制好的合金進行干燥后壓制成型；
[0013]將壓制成型的合金進行燒結(jié)，得到晶粒度8-10 μπι的超粗硬質(zhì)合金。
[0014]優(yōu)選地，球磨采用的工藝條件為球料比1:1-2:1，球磨時間8_16h。
[0015]優(yōu)選地，所述干燥采用真空干燥。
[0016]優(yōu)選地，溫度優(yōu)選85-95 °C。
[0017]優(yōu)選地，燒結(jié)采用的燒結(jié)溫度為1450_1550°C，燒結(jié)時間l_2h。
[0018]優(yōu)選地，HCP值為2.0-3.5KA/m的WC粉末和Fsss粒度為1.5-2.5 μ m的Co粉末質(zhì)量比為90.5:9.5。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，提供了一種超粗硬質(zhì)合金的制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0020]球磨設備，其具有WC粉末進料器和Co粉末原料進料器，WC粉末進料器設有控制范圍至少為2.0-3.5KA/m的HCP值控制器，Co粉末原料進料器設有控制范圍至少為1.5-2.5 μ m的Fsss粒度控制器；
[0021]干燥設備，其設置在球磨處理的下游，與球磨處理連通；
[0022]壓制成型設備，其設置在干燥設備的下游，與干燥設備連通；
[0023]燒結(jié)設備，其設置在壓制成型設備的下游，與壓制成型設備連通；
[0024]超粗硬質(zhì)合金產(chǎn)品容器，其設置在燒結(jié)設備的下游，與燒結(jié)設備連通。
[0025]優(yōu)選地，還設有WC粉末和Co粉末原料的質(zhì)量比控制器，球磨設備I還具有球料比為1: 1- 2:1的球料比控制器，和/或，球磨設備還具有球磨時間為8-16h的球磨時間控制器。
[0026]優(yōu)選地，所述干燥設備是真空干燥設備，所述干燥設備還具有干燥溫度為85-95?的干燥溫度控制器，所述燒結(jié)設備還具有燒結(jié)溫度為1450-1550°C的燒結(jié)溫度控制器，和/或，所述燒結(jié)設備還具有燒結(jié)時間為l_2h的燒結(jié)時間控制器。
[0027]優(yōu)選地，還設有總控制器，該總控制器與質(zhì)量比控制器、球料比控制器、球磨時間控制器、干燥溫度控制器、燒結(jié)溫度控制器、燒結(jié)時間控制器電連通。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，無需再對WC粉末進行預處理，省去了鈷涂覆等工序，制備工藝明顯簡化；本發(fā)明通過調(diào)整球磨工藝，燒結(jié)工藝來實現(xiàn)8-10 μ m超粗硬質(zhì)合金的生產(chǎn)，設備簡單，工藝控制方便，生產(chǎn)成本顯著降低。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，僅僅經(jīng)過一次燒結(jié)，就可直接從壓坯燒結(jié)成最終合金，且脫蠟溫度為300-4000C，因此，本發(fā)明工藝更為簡化。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，根本不用預混合，就可直接把所有原料按比例稱取后裝入球磨機進行濕磨，本發(fā)明的工藝被簡化了。
[0031]另外，本發(fā)明的原料采用Fsss粒度30um以上、HCP值2.5-3.5之間的WC，真空干燥設備簡單，成本較低，操作較方便，有利于靈活生產(chǎn)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明，采用HCP值為2.0-3.5KA/m的WC粉末為原料，不需要再對WC原料進行預處理，減少了工序。
[0033]現(xiàn)有技術(shù)中，為了達到生產(chǎn)目的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在工藝過程方面進行了多種多樣的研發(fā)，但技術(shù)路線復雜、技術(shù)效果一直不夠理想。況且，工藝過程中的每道工序都涉及眾多的技術(shù)參數(shù)，選擇一組足夠優(yōu)化的技術(shù)參數(shù)組合在實踐中并不是有限此的實驗可以獲得的。
[0034]本發(fā)明克服了以上僅僅在工藝過程中尋找解決方案的傳統(tǒng)技術(shù)偏見，另辟蹊徑，從設定原料的初始性質(zhì)入手，以HCP值為2.0-3.5KA/m的WC粉末為原料，后續(xù)的工藝流程和工藝控制都變得容易實施了，通過配料、球磨、干燥、壓制、燒結(jié)，可以穩(wěn)定地制備出晶粒度8-10 μπι的超粗硬質(zhì)合金。
[0035]本發(fā)明從設定原料的初始性質(zhì)入手，以HCP值為2.0-3.5KA/m的WC粉末為原料，已經(jīng)超出了本領(lǐng)域的技術(shù)人員的認知能力和技術(shù)水平。
【附圖說明】
[0036]圖1是根據(jù)本發(fā)明的超粗硬質(zhì)合金的制備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例1的超粗硬質(zhì)合金金相結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0038]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的超粗硬質(zhì)合金的制備系統(tǒng)包括球磨設備1、真空干燥設備2、壓制成型設備3和燒結(jié)設備4。
[0039]本發(fā)明提供了一種超粗硬質(zhì)合金的制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0040]球磨設備1，其具有HCP值為2.0-3.5KA/m的WC粉末進料器11和Fsss粒度為1.5-2.5 μ m的Co粉末原料進料器12 ；
[0041]干燥設備2，其設置在球磨處理I的下游，與球磨處理I連通；
[0042]壓制成型設備3，其設置在干燥設備2的下游，與干燥設備2連通；
[0043]燒結(jié)設備4，其設置在壓制成型設備3的下游，與壓制成型設備3連通；