CN104559709B - 一种钨钴合金生产专用涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钨钴合金生产专用涂料，属于喷涂材料技术领域。本发明的各组分重量份组成如下：PEG6000 为10～20份；吐温80为 5～10份；石墨胶体 10～20份；高耐磨炭黑 10～20份；钨粉5～10份；纯净水30～50份。采用本发明的钨钴合金生产专用涂料，可以实现完全隔离钨钴合金与石墨舟皿，且不会影响合金质量的目的。
Description
技术领域
本发明涉及喷涂材料技术领域，更具体地说，涉及一种钨钴合金生产专用涂料。
背景技术
硬质合金粉末经压制成一定形状与尺寸的产品，脱除成型剂后置于石墨舟皿内在真空烧结炉或低压炉内进行烧结，成为最终硬质合金制品。如果压坯直接置于舟皿上，由于在高温下原子之间的扩散与迁移，特别是在真空及高温下，钴与石墨之间的湿润角很小，使硬质合金产品与舟皿之间发生粘结，造成收缩变形不一致，使制品弯曲变形，严重影响了制品的精度。严重的粘舟导致了产品渗碳，形成废品，另外粘结后的舟皿表面凹凸不平，也不能再投入使用。因此，技术人员一直在研制能隔离压坯与舟皿的涂料，避免出现上述事故。现已有由炭黑、聚乙二醇、吐温、甲醛、负离子水等组成的涂料，应用中没有出现制品表面脏化、渗碳、脱碳现象，也部分解决了粘舟问题，但该类型涂料在每使用1次后必须刮掉重新再刷，劳动强度大，且甲醛对操作者的健康危害较大。
钨钴合金生产过程中，为了防止粘舟，现用氧化铝微粉和酒精勾兑后用毛刷涂抹到舟皿上，再在上面撒上50-80目氧化铝，氧化铝在高温下嵌进合金造成合金底面不平整增加了精加工余量成本增加，同时氧化铝中的微颗粒被真空设备吸入真空泵中缩短设备使用寿命，使用效果也不好。
中国专利申请号：200910059652.1，公开日2013.03.13的专利文献公开了一种高粘结相硬质合金烧结用涂料。涂料的组成成分及质量百分比为：金属氧化物粉55％～69.5％；碳黑2.85％～6.1％；水溶性胶(粉)0.15％～3.5％；蒸馏水27.5％～38％。采用以上组分配制的涂料，涂刷在石墨烧结舟皿上，可有效隔断高粘结相硬质合金烧结制品与石墨舟皿之间的直接接触，阻止液相烧结温度下烧结合金与石墨舟皿之间发生的液相和碳的扩散、迁移，达到既防粘结又防渗碳的目的。且该发明涂料成本低廉、制作简单，不污染烧结炉。对操作者无毒、无粉尘伤害，易于清理。是一种较为理想的高粘结相硬质合金烧结用涂料。但是该发明应用了大量的金属氧化物粉，在烧结炉1000℃以上并长时间高温下，分子活动剧烈，硬质合金内容易混入氧化物分子而影响合金硬度，而且，还造成合金底面不平而影响合金质量。
中国专利申请号：201110384209.9，公开日2013.08.14的专利文献公开了一种硬质合金产品通用烧结涂料，由14.7％～15.4％的高耐磨C粉、8.4％～8.8％的粗C粉、6％～7.5％的吐温80、2％～3％的正丁醇、2.5％～5％的PEG6000、22％～25％的金属氧化物粉、37.5％～40％的去离子水组成；金属氧化物粉是氧化钛粉、氧化锆粉或氧化铝粉；高耐磨C粉：粗C粉＝1.6:1～1.8:1；可适应所有钴含量≤25％的250g以下低单重的硬质合金毛坯烧结，涂料涂刷后舟皿表面无聚集颗粒，烧结不粘舟，烧结产品不存在渗碳、脱碳现象，也无凹痕，同时降低了舟皿喷涂工作人员的劳动强度，从技术角度大幅降低最终产品质量对人为舟皿喷涂质量的依赖程度，经济实惠。但该发明成分复杂，造成涂料质量不容易控制，虽然降低了金属氧化物粉的含量，但还是存在金属氧化物高温下影响合金质量的问题。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有技术钨钴合金生产过程中现有的涂料容易造成粉尘危害和影响合金质量、有的成分复杂成本较高的问题，提供了一种钨钴合金生产专用涂料。采用本发明的钨钴合金生产专用涂料，可以实现完全隔离钨钴合金与石墨舟皿，且不会影响合金质量的目的。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种钨钴合金生产专用涂料，各组分重量份组成如下：
更进一步地，所述的钨粉用超细钨粉加入。
更进一步地，所述的超细钨粉的制作方法为：
步骤一：将钨酸溶于蒸馏水，加入氨水后加热，得到钨酸铵溶液；
步骤二：将钨酸铵溶液进行-45～-50℃的速冻空间中速冻；
步骤三：将速冻后的钨酸铵转入真空冷冻干燥机中进行冻干，冻干后呈白色蜂窝状脆块；
步骤四：粉碎，将步骤三的白色蜂窝状脆块进行150～200目的粉碎；
步骤五：在250～500℃下用氢气还原4～6小时成超细钨粉。
更进一步地，各组分重量份组成如下：
更进一步地，所述的步骤三中，冻干工艺步骤如下：
A、升华初期：-50℃～-30℃的升温斜率0.1℃/min，用时200分钟，真空度控制在30Pa以内；
B、升华中期：-30℃～-15℃的升温斜率0.2℃/min，用时75分钟，真空度控制在50Pa以内；
C、升华中期：-15℃～0℃的升温斜率0.3℃/min，用时50分钟，真空度控制在50Pa以内；
D、解析干燥，0℃～50℃的升温斜率0.5℃/min，用时100分钟，真空度控制在100Pa以内；
E、干燥末期，50℃～30℃的降温斜率0.5℃/min，用时40分钟，30℃保温30分钟，真空度控制在100Pa以内；
F、快速冷却，冷却水冷却加热管；
G、出炉，冷却至20℃开炉门出炉。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种钨钴合金生产专用涂料，采用钨粉采用代替金属氧化物粉，充分利用了钨粉化学性质稳定，而且只会对钨钴合金烧结过程中产生好的影响(钨本来是钨钴合金里的元素之一)，虽然价格高，但解决了专用涂料影响钨钴合金质量的问题；
(2)本发明的一种钨钴合金生产专用涂料，超细钨粉(200目左右)的使用可以使涂料的混合更加均匀，喷涂的效果更好；
(3)本发明的一种钨钴合金生产专用涂料，用真空冷冻干燥方法生产的超细钨粉，纯度高，颗粒小，在同类专用涂料中添加时，只要加入原配方的一半的钨粉，也能达到原来的设计要求，生产成本大大降低，而且，用真空冷冻干燥方法生产的超细钨粉由于其内部多孔性的特征，在和涂料中其它组分混合时，会吸附其它组分，提高混合效果并可以重复利用；
(4)本发明的一种钨钴合金生产专用涂料，PEG6000为20份、吐温80为8份、石墨胶体15份、高耐磨炭黑13份、钨粉5份、纯净水36份；这个配比效果最优，性价比更好；
(5)本发明的一种钨钴合金生产专用涂料，步骤三中的冻干工艺步骤，是发明人经过长期实践得出的升温斜率与水分升华所需要的热量想符，达到水分升华干燥的目的，有效避免了升温速度过快，过多的热量将冰融化而造成物料塌陷的后果；
(6)本发明的一种钨钴合金生产专用涂料，组分简单有效，并可以节省能源，减低生产成本，增强市场竞争力。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的一种钨钴合金生产专用涂料，各组分重量公斤组成如下：PEG6000为10公斤；吐温80为9公斤；石墨胶体为20公斤；高耐磨炭黑为10公斤；钨粉为10公斤；纯净水为30公斤；其中，所述的钨粉用超细钨粉加入。
本实施例的一种钨钴合金生产专用涂料制作的合金钢，制作过程为：先将PEG6000溶解于纯净水中，再将其它组分依次加到PEG6000溶解液中搅拌混合均匀即可。
本实施例的一种钨钴合金生产专用涂料制作的钨钴合金，在应用过程中，真空烧结一体炉烧结完毕后出料十分容易，出炉产品有1片有裂纹，从裂纹的状态判断是压制时的机械裂纹，并非涂料所致，其它全部合格。
实施例2
本实施例的一种钨钴合金生产专用涂料，各组分重量公斤组成如下：PEG6000为20公斤；吐温80为8公斤；石墨胶体为15公斤；高耐磨炭黑为13公斤；钨粉为5公斤；纯净水为36公斤；其中，所述的钨粉的制作方法为：
步骤一：将钨酸溶于蒸馏水，加入氨水后加热，得到钨酸铵溶液；
步骤二：将钨酸铵溶液进行-45℃的速冻空间中速冻；
步骤三：将速冻后的钨酸铵转入真空冷冻干燥机中进行冻干，冻干后呈白色蜂窝状脆块；
步骤四：粉碎，将步骤三的白色蜂窝状脆块进行200目的粉碎；
步骤五：在250℃下用氢气还原6小时成超细钨粉。
本实施例的一种钨钴合金生产专用涂料制作的合金钢，制作过程为：先将钨粉与PEG6000混合，再将两者与纯净水混合，然后将其它组分依次加到PEG6000溶解液中搅拌混合均匀即可。
本实施例的一种钨钴合金生产专用涂料制作的钨钴合金，在应用过程中，真空烧结一体炉烧结完毕后出料十分容易，十炉出炉产品没有次片，全部合格。
实施例3
本实施例的一种钨钴合金生产专用涂料，各组分重量公斤组成如下：PEG6000为14公斤；吐温80为5公斤；石墨胶体为10公斤；高耐磨炭黑为13公斤；钨粉为7公斤；纯净水为48公斤；其中，所述的钨粉的制作方法为：
步骤一：将钨酸溶于蒸馏水，加入氨水后加热，得到钨酸铵溶液；
步骤二：将钨酸铵溶液进行-50℃的速冻空间中速冻；
步骤三：将速冻后的钨酸铵转入真空冷冻干燥机中进行冻干，冻干后呈白色蜂窝状脆块；
步骤四：粉碎，将步骤三的白色蜂窝状脆块进行150目的粉碎；
步骤五：在500℃下用氢气还原4小时成超细钨粉；
所述的步骤三中，冻干工艺步骤如下：
A、升华初期：-50℃～-30℃的升温斜率0.1℃/min，用时200分钟，真空度控制在30Pa以内；
B、升华中期：-30℃～-15℃的升温斜率0.2℃/min，用时75分钟，真空度控制在50Pa以内；
C、升华中期：-15℃～0℃的升温斜率0.3℃/min，用时50分钟，真空度控制在50Pa以内；
D、解析干燥，0℃～50℃的升温斜率0.5℃/min，用时100分钟，真空度控制在100Pa以内；
E、干燥末期，50℃～30℃的降温斜率0.5℃/min，用时40分钟，30℃保温30分钟，真空度控制在100Pa以内；
F、快速冷却，冷却水冷却加热管；
G、出炉，冷却至20℃开炉门出炉。
本实施例的一种钨钴合金生产专用涂料制作的钨钴合金，制作过程为：先将钨粉与PEG6000混合，再将两者与纯净水混合，然后将其它组分依次加到PEG6000溶解液中搅拌混合均匀即可。
本实施例的一种钨钴合金生产专用涂料制作的合金钢，在应用过程中，真空烧结一体炉烧结完毕后出料十分容易，30炉出炉产品没有次片，全部合格。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，实际的技术方案并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的实施方式，均应属于本专利的保护范围。
Claims (2)
1.一种钨钴合金生产专用涂料，其特征在于：各组分重量份组成如下：
所述的钨粉用超细钨粉加入；
所述的超细钨粉的制作方法为：
步骤一：将钨酸溶于蒸馏水，加入氨水后加热，得到钨酸铵溶液；
步骤二：将钨酸铵溶液放置在-45～-50℃的速冻空间中速冻；
步骤三：将速冻后的钨酸铵转入真空冷冻干燥机中进行冻干，冻干后呈白色蜂窝状脆块；冻干工艺步骤如下：
A、升华初期：-50℃～-30℃的升温斜率0.1℃/min，用时200分钟，真空度控制在30Pa以内；
B、升华中期：-30℃～-15℃的升温斜率0.2℃/min，用时75分钟，真空度控制在50Pa以内；
C、升华中期：-15℃～0℃的升温斜率0.3℃/min，用时50分钟，真空度控制在50Pa以内；
D、解析干燥，0℃～50℃的升温斜率0.5℃/min，用时100分钟，真空度控制在100Pa以内；
E、干燥末期，50℃～30℃的降温斜率0.5℃/min，用时40分钟，30℃保温30分钟，真空度控制在100Pa以内；
F、快速冷却，冷却水冷却加热管；
G、出炉，冷却至20℃开炉门出炉；
步骤四：粉碎，将步骤三的白色蜂窝状脆块进行150～200目的粉碎；
步骤五：在250～500℃下用氢气还原4～6小时成超细钨粉。
2.根据权利要求1所述的一种钨钴合金生产专用涂料，其特征在于：各组分重量份组成如下：
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