12 各工艺过程原理 121 混合料制原

　　硬质合金生产工艺流程_材料科学_工程科技_专业资料。对硬质合金生产的基本原理和流程有简单的描述

　　石蜡工艺硬质合金生产工艺 1 生产工艺原理 1.1 原理概述 硬质合金是一种由难熔金属硬质化合物与粘结金属组成，采用粉末冶金方法生产，具有 很高耐磨性和一定韧性的硬质材料。由于所具有的优异性能，硬质合金被广泛应用于切削加 工、耐磨零件、矿山采掘、地质钻探、石油开采、机械附件等各个领域。 矿用合金分石蜡工艺硬质合金的生产过程一般为： a) 将难熔金属硬质化合物（碳化钨、碳化钽等） 、粘结金属（钴粉或镍粉）及少量添加 剂（硬脂酸或依索敏）经过配料，在己烷研磨介质中进行混合和研磨，添加石蜡的料 浆，再经真空干燥（或喷雾干燥） 、过筛、制粒，制成掺蜡混合料； b) 掺蜡混合料经鉴定合格，经过精密压制，制成高精度压坯； c) 压坯经真空脱蜡烧结或低压烧结，制成硬质合金。 1.2 各工艺过程原理 1.2.1 混合料制原理 称取所需的各组份原料及少量添加剂，装入滚动球磨机或搅拌球磨机，在球磨机中合金 球研磨体的冲击、研磨作用下，各组份原料在己烷研磨介质中得到细化和均匀分布，在喷雾 干燥前（或湿磨后期）加入一定量液态石蜡，离心铸造卸料后经喷雾干燥、振动过筛（或真空干燥、 均匀化破碎过筛） 制成有一定成分和粒度要求的掺蜡混合料， ， 以满足压制成型和线 压制原理 将混合料装入定型模腔内，在压力机冲头或其它传压介质施予的压力的作用下，压力传 向模腔内的粉末，粉末发生位移和变形，随压力的增加，粉末颗粒之间的距离变小，粉末颗 粒之间发生机械啮合，孔隙度大大降低，同时在成型剂的作用下，混合料被密实成具有一定 形状、尺寸、离心铸造密度、强度的压坯。 在保证压力机、模具及混合料满足压制要求的基础上，利用有效手段控制过程中的各种 影响因素，终得到高精度尺寸的压坯。 由于粉末颗粒与模具壁之间的摩擦作用，使压力在压坯高度方向产生衰减，离心铸造引起压坯单 位高度上的重量变化，即反映了压坯密度的变化。 1 道斯特机械自动(或 C35-160、C35-500、TPA45.2、TPA50/2、TPA20/3 等)双向压力机， 是靠机械凸轮在动力带动下完成压制动作， 一旦动作的上下死点限定， 压制动作就不会改变， 故能保证压坯的高度不变，这时，装料量的变化会引起压制力的变化，从而引起压坯尺寸的 变化，故应控制单重的波动范围，即通过控制压制工艺参数来实现等密度压制。 1.2.3 烧结原理 在真空条件下加热，进行真空脱蜡烧结过程，有利于排除杂质，提高烧结气氛纯度，改 善粘结相的润湿性，促进反应。 将压坯置于真空烧结气氛中加热，随着温度的升高，达到石蜡蒸发温度时，石蜡从压坯 中逸出，在小于该温度下的石蜡蒸汽分压时保温足够时间，石蜡从压坯中完全排出，并由捕 蜡器回收，压坯得到净化。随着温度进一步升高，压坯发生脱气反应并进一步净化，随之发 生固相烧结。 在固相烧结过程中，烧结体内各组元的原子（或分子）扩散，颗粒接触面增大，颗粒间 距离减小，烧结体发生收缩，并进一步强化。当温度接近粘结相熔点时，粘结相开始塑性流 动，离心铸造当达到液相温度时，烧结体产生液相，发生液相烧结。 在液相烧结过程中，碳化物表面出现液相层，碳化物颗粒借助扩散作用溶于粘结相中， 形成共溶体，碳化物颗粒通过液相再结晶及晶粒长大，使相邻碳化物颗粒紧密联结，烧结体 进一步收缩并迅速致密化。在高于液相的烧结温度下保温一段时间，以便使烧结过程充分进 行，然后冷却下来。 在整个烧结过程中，烧结体致密到接近无孔隙，并产生一系列物理化学作用和组织结构 调整，离心铸造终形成致密的、有一定化学成分、物理力学性能、组织结构的硬质合金。 1.2.4 低压烧结原理 在真空条件下加热，进行真空脱蜡烧结过程，有利于排除杂质，提高烧结气氛纯度，离心铸造改 善粘结相的润湿性，促进反应；同时在烧结温度下经过加压作用在产品上，促进产品进一步 致密化，消除产品的缺陷，提高产品的综合性能。 2 2 生产工艺流程 混合料分 购进合格的石蜡料 废压坯 桌面料、地面料 压制 试压 新模具 压坯 废压坯 压坯检查 合格压坯 新石墨舟皿 老石墨舟皿 煅烧 真空烧结 干燥 刷涂料 合格成品 喷砂 成品检验 可修品 成品包装 废品 物供部 图 1 石蜡工艺硬质合金生产工艺流程图 3
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