CN103014394A - 一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制造方法。一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，包括配料、湿磨、干燥、压制、烧结和钝化制得硬质合金，配料及其之间的重量比如下：86.5-88wt%WC、9.5-10.5wt%Co、0.5-1.5wt%Ni和1-2wt%TiC。通过上述方法制备的硬质合金硬度（HRA）达到88.5-89.5、强度≥2400N/mm2、密度为13.6-13.9g/cm3、RS值为80-100mm。通过上述方法制备的硬质合金制成的防滑钉具有强度高、抗冲击韧性好；耐磨性高、与汽车轮胎的磨损同步性好、保证了汽车轮胎与地面的摩擦力，延长汽车轮胎的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法。
背景技术
在北欧一些国家一年有大半年的时间处于冰雪季节，给人民的出行带来非常大的困难。普通的汽车轮胎无法在这样的道路行走，开发一种能够在冰雪道路上行走的汽车防滑轮胎显得十分重要。硬质合金由于具有较高的耐磨性、抗冲击韧性是用于制造汽车防滑钉最合适的材料。由于汽车防滑钉材质要求的特殊性：一是防滑钉与汽车橡胶的磨损要同步，如果防滑钉磨损过快则就是去了它原有的作用，如果磨损太慢，防滑钉的整体会从轮胎中脱落而缩短使用寿命；二是防滑钉材质要有较高的抗冲击韧性，汽车轮胎与地面撞击时汽车防滑钉不出现破碎。目前采用市场上硬质合金制成的汽车轮胎防滑钉还达不到上述要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种工艺简单、适用于制造防滑钉的硬质合金的制备方法。
为了实现上述目的，本发明主要通过以下技术方案得以解决：一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，包括配料、湿磨、干燥、压制、烧结和钝化制得硬质合金，所述的配料步骤中，配料包括如下成分：86.5-88wt%WC、9.5-10.5wt%Co、0.5-1.5wt%Ni和1-2wt%TiC。
作为优选，上述的WC的费氏平均粒度为2um、Co的费氏平均粒度为1.5 um、TiC的费氏平均粒度为1.5um。
作为优选，该制备方法还包括搅拌步骤：将湿磨后干燥前的配料进行搅拌直至其均匀。
作为优选，将上述搅拌后的配料经喷嘴雾化后通过充有氮气的干燥塔干燥，喷雾干燥的参数为：喷嘴的口径：1.0-1.3mm、雾化压力：1100-1400Kpa、塔内压力≤4.1Kpa、塔内含氧量≤3.0%、氮气进塔温度为200-210℃、氮气出塔温度为90-100℃。
作为优选，上述的湿磨步骤通过球磨机球磨，球磨参数为：球磨机转速为33-36rpm、填充系数为0.5、固液比为3:1、研磨时间为30-40小时、球料比为3.5：1。
作为优选，在上述每千克的配料中加入240-280ml浓度为92-94mol/L的酒精作为球磨介质。
作为优选，上述压制步骤采用3吨自动压机，压制参数为：17-20次/分钟。
作为优选，上述的烧结步骤中氢流量为：5000-6000ml/h，烧结温度为：1430℃-1460℃。
作为优选，上述的钝化步骤为：将烧结后的产品装入钝化机中加入钝化液进行钝化，钝化参数为：钝化液加量：0.5g/kg、钝化时间8-12小时。
本发明在原料中包含了Ni和TiC，TiC可以降低密度，Ni与TiC粘合性更好，提高了强度。通过上述方法制备的硬质合金硬度（HRA）达到88.5-89.5、强度≥2400 N/mm2 、密度为13.6-13.9 g/cm3 、RS值为80-100mm。所以通过上述方法制备的硬质合金制成的防滑钉相对现有的硬质合金制成的防滑钉具有强度高、抗冲击韧性好、能承受汽车轮胎在各种道路上行走时产生的撞击力；耐磨性高、与汽车轮胎的磨损同步性好、保证了汽车轮胎与地面的摩擦力，延长汽车轮胎的使用寿命。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案的具体实施方式作进一步具体的说明。
实施例1：一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，包括：
（1）配料：包括如下成分：86.5wt%WC、10wt%Co、1wt%Ni和1.5wt%TiC；
上述WC的费氏平均粒度为2um、Co的费氏平均粒度为1.5 um、TiC的费氏平均粒度为1.5um。
（2）湿磨：在在每千克的配料中加入240-280ml浓度为92-94mol/L的酒精作为球磨介质；湿磨步骤通过球磨机球磨，球磨参数为：球磨机转速为33-36rpm、填充系数为0.5、固液比为3:1、研磨时间为30-40小时、球料比为3.5：1。
（3）搅拌：将上述湿磨后的配料经过220目的湿筛去除杂质后进行搅拌直至其均匀。搅拌使湿磨后的配料混合均匀后使其通过喷嘴喷出的原料颗粒大小均匀，最后达到在后期压制工艺中单重（波动）误差减小，提高产品外观尺寸的精度，提高了压制效率。
（4）干燥：将搅拌后的配料经喷嘴雾化后通过充有氮气的干燥塔干燥，实现固液分离、液体回收和固体小球粒化，喷出的粒料经螺旋冷却台传输、冷却后经40目干筛进入料桶内。喷雾干燥的参数为：喷嘴的口径：1.0-1.3mm、雾化压力：1100-1400Kpa、塔内压力≤4.1Kpa、塔内含氧量≤3.0%、氮气进塔温度为200-210℃、氮气出塔温度为90-100℃。
（5）压制：压制步骤采用3吨自动压机，调整好装料高度、下拉行程、压制行程和顶压行程，混合料倒入料斗，开始压制调试，压制结束后，取出压坯；压制参数为：17-20次/分钟。
（6）烧结：将装有产品的舟皿按工艺要求装载在装料车上送入炉内，仔细清洁炉门密封带并均匀涂上一层真空脂后关上炉门烧结；烧结步骤中氢流量为：5000-6000ml/h，烧结温度为：1430℃-1460℃。
（7）钝化：将烧结后的产品装入钝化机中加入钝化液进行钝化，产品钝化后清洗处理干净制得硬质合金；钝化参数为：钝化液加量：0.5g/kg、钝化时间8-12小时。
通过上述制备方法制得的硬质金属合金，硬度（HRA）为88.9、强度为2650N/mm2、密度为13.8g/cm3、RS值：95mm，将这样性能的硬质合金制成汽车轮胎防滑钉具有强度高、抗冲击韧性好、能承受汽车轮胎在各种道路上行走时产生的撞击力；耐磨性高、与汽车轮胎的磨损同步性好、保证了汽车轮胎与地面的摩擦力，延长汽车轮胎的使用寿命。
实施例2：一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，包括：
（1）配料：包括如下成分：88wt%WC、9.5wt%Co、1.5wt%Ni和1wt%TiC；
上述WC的费氏平均粒度为2um、Co的费氏平均粒度为1.5 um、TiC的费氏平均粒度为1.5um。
（2）湿磨：在在每千克的配料中加入240-280ml浓度为92-94mol/L的酒精作为球磨介质；湿磨步骤通过球磨机球磨，球磨参数为：球磨机转速为33-36rpm、填充系数为0.5、固液比为3:1、研磨时间为30-40小时、球料比为3.5：1。
（3）搅拌：将上述湿磨后的配料进行搅拌直至其均匀。
（4）干燥：将搅拌后的配料经喷嘴雾化后通过充有氮气的干燥塔干燥，实现固液分离、液体回收和固体小球粒化，喷出的粒料经螺旋冷却台传输、冷却后经40目干筛进入料桶内。喷雾干燥的参数为：喷嘴的口径：1.0-1.3mm、雾化压力：1100-1400Kpa、塔内压力≤4.1Kpa、塔内含氧量≤3.0%、氮气进塔温度为200-210℃、氮气出塔温度为90-100℃。
（5）压制：压制步骤采用3吨自动压机，调整好装料高度、下拉行程、压制行程和顶压行程，混合料倒入料斗，开始压制调试，压制结束后，取出压坯；压制参数为：17-20次/分钟。
（6）烧结：将装有产品的舟皿按工艺要求装载在装料车上送入炉内，仔细清洁炉门密封带并均匀涂上一层真空脂后关上炉门烧结；烧结步骤中氢流量为：5000-6000ml/h，烧结温度为：1430℃-1460℃。
（7）钝化：将烧结后的产品装入钝化机中加入钝化液进行钝化，产品钝化后清洗处理干净制得硬质合金；钝化参数为：钝化液加量：0.5g/kg、钝化时间8-12小时。
通过上述制备方法制得的硬质金属合金，硬度（HRA）为88.5、强度为2780N/mm2、密度为13.9g/cm3、RS值：100mm，将这样性能的硬质合金制成汽车轮胎防滑钉具有强度高、抗冲击韧性好、能承受汽车轮胎在各种道路上行走时产生的撞击力；耐磨性高、与汽车轮胎的磨损同步性好、保证了汽车轮胎与地面的摩擦力，延长汽车轮胎的使用寿命。
实施例3：一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，包括：
（1）配料：包括如下成分：87wt%WC、10.5wt%Co、0.5wt%Ni和2wt%TiC；
上述WC的费氏平均粒度为2um、Co的费氏平均粒度为1.5 um、TiC的费氏平均粒度为1.5um。
（2）湿磨：在在每千克的配料中加入240-280ml浓度为92-94mol/L的酒精作为球磨介质；湿磨步骤通过球磨机球磨，球磨参数为：球磨机转速为33-36rpm、填充系数为0.5、固液比为3:1、研磨时间为30-40小时、球料比为3.5：1。
（3）搅拌：将上述湿磨后的配料进行搅拌直至其均匀。
（4）干燥：将搅拌后的配料经喷嘴雾化后通过充有氮气的干燥塔干燥，实现固液分离、液体回收和固体小球粒化，喷出的粒料经螺旋冷却台传输、冷却后经40目干筛进入料桶内。喷雾干燥的参数为：喷嘴的口径：1.0-1.3mm、雾化压力：1100-1400Kpa、塔内压力≤4.1Kpa、塔内含氧量≤3.0%、氮气进塔温度为200-210℃、氮气出塔温度为90-100℃。
（5）压制：压制步骤采用3吨自动压机，调整好装料高度、下拉行程、压制行程和顶压行程，混合料倒入料斗，开始压制调试，压制结束后，取出压坯；压制参数为：17-20次/分钟。
（6）烧结：将装有产品的舟皿按工艺要求装载在装料车上送入炉内，仔细清洁炉门密封带并均匀涂上一层真空脂后关上炉门烧结；烧结步骤中氢流量为：5000-6000ml/h，烧结温度为：1430℃-1460℃。
（7）钝化：将烧结后的产品装入钝化机中加入钝化液进行钝化，产品钝化后清洗处理干净制得硬质合金；钝化参数为：钝化液加量：0.5/kg、钝化时间8-12小时。
通过上述制备方法制得的硬质金属合金，硬度（HRA）为89.3、强度为2420N/mm2、密度为13.65g/cm3、RS值：82mm，将这样性能的硬质合金制成汽车轮胎防滑钉具有强度高、抗冲击韧性好、能承受汽车轮胎在各种道路上行走时产生的撞击力；耐磨性高、与汽车轮胎的磨损同步性好、保证了汽车轮胎与地面的摩擦力，延长汽车轮胎的使用寿命。
Claims (9)
1.一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，包括配料、湿磨、干燥、压制、烧结和钝化制得硬质合金，其特征在于，所述的配料步骤中，配料包括如下成分：86.5-88wt%WC、9.5-10.5wt%Co、0.5-1.5wt%Ni和1-2wt%TiC。
2.根据权利要求1所述的一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，其特征在于，所述的WC的费氏平均粒度为2um、Co的费氏平均粒度为1.5 um、TiC的费氏平均粒度为1.5um。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，其特征在于，该制备方法还包括搅拌步骤：将湿磨后干燥前的配料进行搅拌直至其均匀。
4.根据权利要求3所述的一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，其特征在于，将搅拌后的配料经喷嘴雾化后通过充有氮气的干燥塔干燥，喷雾干燥的参数为：喷嘴的口径：1.0-1.3mm、雾化压力：1100-1400Kpa、塔内压力≤4.1Kpa、塔内含氧量≤3.0%、氮气进塔温度为200-210℃、氮气出塔温度为90-100℃。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，其特征在于，所述的湿磨步骤通过球磨机球磨，球磨参数为：球磨机转速为33-36rpm、填充系数为0.5、固液比为3:1、研磨时间为30-40小时、球料比为3.5：1。
6.根据权利要求4所述的一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，其特征在于，在每千克的配料中加入240-280ml浓度为92-94mol/L的酒精作为球磨介质。
7.根据权利要求1或2所述的一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，其特征在于，所述压制步骤采用3吨自动压机，压制参数为：17-20次/分钟。
8.根据权利要求1或2所述的一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，其特征在于，所述的烧结步骤中氢流量为：5000-6000ml/h，烧结温度为：1430℃-1460℃。
9.根据权利要求1或2所述的一种用于制造汽车轮胎防滑钉的硬质合金的制备方法，其特征在于，所述的钝化步骤为：将烧结后的产品装入钝化机中加入钝化液进行钝化，钝化参数为：钝化液加量：0.5g/kg、钝化时间8-12小时。
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