CN103695678B - 一种硬质合金生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明专利涉及一种硬质合金生产工艺，特别是硬质合金挤压过程中产生的断头料的重复利用的方法。具体工艺步骤包括（1）混合料制备：配料→球磨→干燥→均匀化破碎，得粉料；（2）挤压混合料：混合制粒→挤压→自然风干→加热干燥→加工切割，得半成品；（3）烧结；（4）成品检查包装入库。主要是步骤（2）中产生断头料，将其经过均匀化破碎处理，再加入奈瞒混合制粒，再经挤压等后续步骤，本发明在确保产品性能的同时优化断头料处理的工艺流程，大幅度降低成本。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种硬质合金生产工艺，特别是硬质合金挤压过程中产生的断头料的重复利用的方法。
背景技术
硬质合金以其高硬度和高强度有着广泛的用途，目前国内外大量用于：难加工材料领域、微电子工业、精密模具、数控机床等。
硬质合金棒材工艺流程：配料（碳化钨+钴+少量的稀有金属）→球磨→粉料双锥干燥器干燥→均匀化破碎处理（不锈钢筛网60目）→加增塑剂混合制粒（增塑剂是进口已基纤维素+奈瞒+依索敏）→挤压机挤压（在挤压过程中会产生断头料）→挤压毛坯加热干燥（为保证挤压毛坯有一定的加工强度）→磨床加工（根据客户需求加工长度：此时会生产大量的切头）→烧结→检查包装入库。
在传统的工艺中对挤压和加工时产生的断头料约占物料总重量的25%-35%(其中软的断头料占10%，硬的断头料占15%-25%)，传统的断头料处理工艺：在煅烧炉内煅烧，温度在600℃-800℃，目的是除去增塑剂，因为含增塑剂的断头料是不能进球磨机的、会污染粉料，然后将煅烧后的物料重新加入配料，再经球磨以及后续步骤，这样一来断头料要重新利用，还是从工艺流程的第一步开始再进入制备工艺；这样成本会大幅度增加，并且工作时间长，产量会受到影响。
发明内容
本发明所要解决的是断头料重复使用流程繁琐导致成本大幅度上升的问题，提供一种硬质合金生产工艺，在确保产品性能的同时优化断头料处理的工艺流程，大幅度降低成本。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种硬质合金生产工艺，具体工艺步骤包括（1）混合料制备：配料→球磨→干燥→均匀化破碎，得粉料；（2）挤压混合料：混合制粒→挤压→自然风干→加热干燥→加工切割，得半成品，该步骤中会产生断头料，将断头料经过均匀化破碎处理，再加入奈瞒混合制粒，然后重新进行挤压→自然风干→加热干燥→加工切割，又得一批半成品；（3）烧结：将上述的半成品进行烧结，自然冷却后得成品；（4）成品检查包装入库。
作为优选，所述步骤（2）中产生的软的断头料先加热干燥到100℃，再经均匀化破碎处理。产生软的断头料加热干燥，保证其有一定的破碎强度。
作为优选，所述断头料经过的均匀化破碎处理，具体指先经一级破碎处理，再经二级破碎处理，所述的一级破碎处理的不锈钢筛网为20目，所述二级破碎处理的不锈钢筛网为60目。
作为优选，所述步骤（1）中的配料是指将碳化钨、钴和少量的稀有金属均匀制成混合溶液。
作为优选，所述步骤（1）中的球磨是指将混合溶液加入到球磨机中球磨，球磨介质为正己烷，球磨时间为72小时到96小时，球磨时间到最后2小时加入石蜡进行球磨。
作为优选，所述步骤（1）中的干燥是指将混合溶液放入双锥干燥器干燥，4小时升温到100℃，在100℃保温1.5-2.0小时，然后冷却到室温，得到含石蜡的粉料。主要是将球磨介质分离，得到含有石蜡的粉料。
作为优选，所述步骤（2）中混合制粒是指将上述粉料加入增塑剂，放入双螺旋混合器混合，混料时间：细颗料为2.5-3小时，中粗颗料为2-2.5小时，混料水温：8-9℃，真空度-0.05MP以上，每30分钟清理混合器一次。
作为优选，所述步骤（2）中的加热干燥是指经自然风干后的制品放入加热干燥箱内，干燥时间为48-120小时，干燥温度为从室温缓慢上升到100℃，在100℃保温2小时。
作为优选，所述步骤（3）烧结是指将半成品放入低压烧结炉里，从室温逐渐升温，最高温度为1400~1450℃，在此温度内时间控制在50~70分钟，压力控制在5~5.5MPa，然后自然冷却得成品。
本发明采取了上述改进措施进行，其有益效果显著：本发明相对于传统工艺优化掉的工序步骤：断头料进炉煅烧、球磨、粉料双锥干燥，而本发明相对传统工艺增加的工序步骤：挤压时产生的软的断头料需要加热干燥到100℃、一级粗均匀化处理，由此可见，本发明断头料回收运用，节省了多道工序，减少了工艺操作时间；并且传统工艺在干燥之后的混合制粒过程，还需加增塑剂中的已基纤维素和依索敏，进口的已基纤维素价格非常昂贵，从而在生产出与原先产品质量相当的产品，本发明能大幅度降低成本。另外，本发明生产的产品表面光洁、无划痕裂纹、制品柔软性能好、断口细密，产品合格率高。附上本发明工艺与传统工艺的成本对比。
| 本发明工序 | 工序成本 | 传统工序 | 工序成本 |
| 软断头料加热到100℃ | 2元/KG | 煅烧炉煅烧到700℃ | 5元/KG |
| 粗均匀化 | 5元/KG | 球磨机球磨 | 10元/KG |
| 细均匀化 | 3元/KG | 粉料双锥干燥 | 5元/KG |
| 只加奈瞒混合制粒 | 15元/KG | 细均匀化处理 | 3元/KG |
| 加增塑剂混合制粒 | 40元/KG |
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1，一种硬质合金生产工艺，具体工艺步骤包括（1）混合料制备，混合料制备包括①配料：将碳化钨、钴和少量的稀有金属均匀制成混合溶液，②球磨：将混合溶液放入300KG球磨机球磨，球磨介质为正己烷，球磨时间为72小时到96小时，球磨时间到最后2小时加入进口石蜡3.0KG(含蜡量1.0%)进行球磨，③干燥：将上述混合溶液（含正己烷、石蜡、物料的混合物）放入双锥干燥器干燥，4小时升温到100℃，在100℃保温1.5-2.0小时（此时正己烷回收过程），然后冷却到室温，得到含石蜡的粉料，④均匀化破碎：均匀化器实际是一个破碎装置，从上面的漏斗漏出的物料通过高速转动的硬质合金刀片将其破碎（转速：3600转/分钟），下面是不锈钢筛网过筛（筛网目数从10目到100目根据需要更换），筛下物为正常产品，即所需的粉料。
（2）挤压混合料包括①混合制粒：将上述粉料加入增塑剂，放入双螺旋混合器混合，混料时间：细颗料为2.5-3小时，中粗颗料为2-2.5小时，混料水温：8-9℃，真空度-0.05MP以上，每30分钟清理混合器一次，②挤压：混合完的物料，必须通过试挤压检验，符合挤压成型要求方可卸料转入挤压工序。试挤压检验是将混合完后的料取5-6kg装入挤压机压腔内，然后抽真空，压团，挤压出成型产品并检验其是否合格，若不合格就需在混合料中再加入1.0%的萘满，再引进不少于30分钟混合，并重新试挤压直至合格。将混合后的料放入挤压机挤压，得制品，③自然风干：将上述制品盘放在干燥推车上，然后推入抽风干燥柜内进行室温抽风干燥，④加热干燥：将制品放入加热干燥箱内，干燥时间为48-120小时，干燥温度为从室温缓慢上升到100℃，在100℃保温2小时，⑤加工切割，得半成品。
主要的是在整个步骤（2）中会产生断头料，其中产生的软的断头料先加热干燥到100℃，再将断头料先经一级破碎处理，再经二级破碎处理，所述的一级破碎处理的不锈钢筛网为20目，所述二级破碎处理的不锈钢筛网为60目，然后再加入奈瞒混合制粒，然后将其作为新的混合物料重新进行挤压以及后续步骤。
（3）烧结：将半成品放入低压烧结炉里，从室温逐渐升温，最高温度为1400~1450℃，在此温度内时间控制在50~70分钟，压力控制在5~5.5MPa，然后自然冷却得成品。
（4）成品检查包装入库。
以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然，本发明不限于以上实施例。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种硬质合金生产工艺，具体工艺步骤包括（1）混合料制备：配料→球磨→干燥→均匀化破碎，得粉料；（2）挤压混合料：混合制粒→挤压→自然风干→加热干燥→加工切割，得半成品；（3）烧结：将半成品进行烧结，自然冷却后得成品；（4）成品检查包装入库；其特征在于，所述步骤（2）中会产生断头料，将断头料先加热干燥到100℃，再经过均匀化破碎处理，再加入萘满混合制粒，然后重新进行挤压以及后续步骤。
2.根据权利要求1所述的硬质合金生产工艺，其特征在于，所述断头料经过的均匀化破碎处理，具体指先经一级破碎处理，再经二级破碎处理，所述的一级破碎处理的不锈钢筛网为20目，所述二级破碎处理的不锈钢筛网为60目。
3.根据权利要求1所述的硬质合金生产工艺，其特征在于，所述步骤（1）中的配料是指将碳化钨、钴和少量的稀有金属均匀制成混合溶液。
4.根据权利要求1所述的硬质合金生产工艺，其特征在于，所述步骤（1）中的球磨是指将混合溶液加入到球磨机中球磨，球磨介质为正己烷，球磨时间为72小时到96小时，球磨时间到最后2小时加入石蜡进行球磨。
5.根据权利要求1所述的硬质合金生产工艺，其特征在于，所述步骤（1）中的干燥是指将混合溶液放入双锥干燥器干燥，4小时升温到100℃，在100℃保温1.5-2.0小时，然后冷却到室温，得到含石蜡的粉料。
6.根据权利要求1所述的硬质合金生产工艺，其特征在于，所述步骤（2）中混合制粒是指将上述粉料加入增塑剂，放入双螺旋混合器混合，混料时间：细颗料为2.5-3小时，中粗颗料为2-2.5小时，混料水温：8-9℃，真空度-0.05MP以上，每30分钟清理混合器一次。
7.根据权利要求1所述的硬质合金生产工艺，其特征在于，所述步骤（2）中的加热干燥是指经自然风干后的制品放入加热干燥箱内，干燥时间为48-120小时，干燥温度为从室温缓慢上升到100℃，在100℃保温2小时。
8.根据权利要求1所述的硬质合金生产工艺，其特征在于，所述步骤（3）烧结是指将半成品放入低压烧结炉里，从室温逐渐升温，最高温度为1400~1450℃，在此温度内时间控制在50~70分钟，压力控制在5~5.5MPa，然后自然冷却得成品。
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