CN105153934A - 一种硬质合金低压烧结防粘涂料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种硬质合金低压烧结防粘涂料，由以下重量百分含量的组分制成：高纯冶金炭黑20%～25%，土耳其红油8%～10%，吐温2%～3%，乙醇10%～14%，蒸馏水45%～55%。本发明涂料，能使高粘结相含量硬质合金制品低压烧结过程中与石墨舟皿完全隔离；完全解决了高粘结相含量硬质合金低压烧结制品粘结舟皿、塌陷变形和渗碳的问题；组成成分无任何接触性和非接触性有害物质存在，不会影响操作者的健康；原料价格便宜，生产成本低。

Description

一种硬质合金低压烧结防粘涂料

技术领域

本发明属于涂料技术领域，涉及一种硬质合金低压烧结防粘涂料。

背景技术

WC-Co硬质合金低压烧结属于液相烧结，是一个由多孔隙的半成品压制毛坯到成为合格的硬质合金制品的致密化过程。硬质合金混合料粉末掺入成型剂后，经一定的压制压力，压制成型为一定外形和尺寸的半成品压制毛坯，放在高纯石墨舟皿上在低压烧结炉内进行低压烧结，经过一定的烧结温度，冷却后形成合格的硬质合金制品。半成品压制毛坯的孔隙率在34～45%之间，烧结过程中半成品毛坯尺寸会变小，整体压坯会发生收缩，收缩的99%-99.6%的部分发生在液相烧结阶段。当烧结温度达到一定温度后，粘结相会成为一种半熔融状态的液体，液相粘结相依靠毛细管作用向固相表面迁移润湿固相，在表面张力作用下拉动固相颗粒相互靠拢，最终实现硬质合金制品的致密化。

在相同的温度下，熔融状态下的粘结相对固相高纯石墨有比固相碳化钨更好的润湿性。在压坯没有完全收缩致密前，存在大量的毛细管通道，由于毛细管力的作用，液相粘结相会向润湿性更好的高纯石墨一方聚集。硬质合金压坯和舟皿接触部位，由于石墨舟皿碳的催化作用，粘结相形成液相的温度降低，与硬质合金压坯舟皿接触部分的粘结相先于其他部位形成液相。由于润湿性差别、毛细管作用、温度差异及粘结金属相良好的导热性和热传导性等综合因素，最终趋动液相粘结相向石墨舟皿聚集，拉动固相碳化钨无规则的颗粒重排，这些因素都会引起硬质合金低压烧结制品粘结舟皿、变形和渗碳。

高粘结相含量的硬质合金，粘结相所占的体积比较大。例：YG8为14%、YG20为32%，由于硬质合金烧结属于液相烧结的原故，高粘结相硬质合金对于烧结温度变化的敏感性比低、中含量粘结相硬质合金更高，其烧结制品更容易产生程度更深的粘结舟皿、渗碳和弯曲变形，变形变为更严重的塌陷变形。

如现有技术中由高纯冶金碳黑、聚乙二醇、土耳其红油、聚氧乙烯、丙三醇、甲醛及负离子水组成的涂料，可解决制品表面脏化和渗、脱碳现象，也部分解决了粘舟问题，但粘舟率，弯曲变形率仍较高。专利CN03124635.4通过添加石墨磷片、替换溶剂，制得一种使硬质合金烧结不粘舟、制品不发生弯曲变形，同时也无制品表面脏化和渗、脱碳现象的涂料。上述涂料在真空烧结时效果显著，但将其直接用于低压烧结过程时，仍然存在粘舟、弯曲变形现象。

由于以上所述的原因，硬质合金烧结技术人员一直在研制能使高粘结相硬质合金压坯在低压烧结过程中与石墨舟皿完全隔离的涂料，以达到降低高粘结相硬质合金制品低压烧结废品率和提高制品质量的目的。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的高粘结相含量（大于等于15%）硬质合金压坯在低压烧结过程中易出现粘结舟皿、渗碳和塌陷变形等技术问题，提供能使高粘结相含量硬质合金压坯低压烧结过程中与石墨舟皿完全隔离、可降低烧结废品率和提高制品质量的一种硬质合金低压烧结防粘涂料。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种硬质合金低压烧结防粘涂料，由以下重量百分含量的组分制成：高纯冶金炭黑20%～25%，土耳其红油8%～10%，吐温2%～3%，乙醇10%～14%，蒸馏水45%～55%。

优选以下重量百分含量的组分制成：高纯冶金炭黑22%，土耳其红油10%，吐温2%，乙醇12%，蒸馏水54%。

进一步的，所述的吐温优选吐温80，吐温60或吐温40与吐温80混合。

本发明所述硬质合金低压烧结防粘涂料，适用温度范围为：1320～1550℃，适用压力范围为：0～10MPa。

上述涂料制备及使用方法为：按配比称取各组分，混合搅拌均匀，得到均匀的混浊液后，涂刷在与硬质合金压坯接触的石墨舟皿表面，再将压坯置于舟皿上进行低压烧结。

现有真空烧结的防粘涂料部分采用石墨磷片、石墨粉或Al₂O₃作为原料配方，在烧结过程的压力保持阶段，石墨粉等原料易向合金中的Co相发生迁移，导致合金表面粘附防粘涂料，影响合金的表面质量。本发明根据低压烧结的原理，对于现有防粘涂料的配方进行了调整，即保证了合金不与石墨舟皿发生粘结，也防止了防粘涂料对于合金表面的侵害，解决了低压烧结合金表面的质量问题，另外加入吐温这种分散剂，保证了防粘涂料的制备效果，提高了劳动效率。

本发明一种硬质合金低压烧结防粘涂料的有益效果为：

1.能使高粘结相含量硬质合金制品低压烧结过程中与石墨舟皿完全隔离；

2.完全解决了高粘结相含量硬质合金低压烧结制品粘结舟皿、塌陷变形和渗碳的问题；

3.组成成分无任何接触性和非接触性有害物质存在，不会影响操作者的健康；

4.原料价格便宜，生产成本低。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的优势做进一步具体的说明，但是本发明并不限于如下实施例。

实施例1

一种硬质合金低压烧结防粘涂料，由以下重量百分含量的组分制成：高纯冶金炭黑22%，土耳其红油10%，吐温802%，乙醇12%，蒸馏水54%。

按配比称取上述各组分，混合搅拌均匀，得到均匀的混浊液，及本发明实施例1硬质合金低压烧结防粘涂料。将其均匀的刷在石墨舟皿上，再把YG15压坯半成品放置石墨舟皿上，按要求的低压烧结工艺进行烧结，烧结温度1400℃，压力5MPa。烧结后的最终制品不粘结舟皿、不渗碳、没有塌陷变形，主要机械物理性能和磁性能完全达到了YG15牌号标准的要求。

实施例2

一种硬质合金低压烧结防粘涂料，由以下重量百分含量的组分制成：高纯冶金炭黑24%，土耳其红油10%，吐温603%，乙醇14%，蒸馏水49%。

按配比称取上述各组分，混合搅拌均匀，得到均匀的混浊液，及本发明实施例2硬质合金低压烧结防粘涂料。将其均匀的刷在石墨舟皿上，再把YG20压坯半成品放置石墨舟皿上，按要求的低压烧结工艺进行烧结，烧结温度1360℃，压力9MPa。烧结后的最终制品不粘结舟皿、不渗碳、没有塌陷变形，主要机械物理性能和磁性能完全达到了YG20牌号标准的要求。

实施例3

一种硬质合金低压烧结防粘涂料，由以下重量百分含量的组分制成：高纯冶金炭黑25%，土耳其红油10%，吐温3%，乙醇14%，蒸馏水48%，所述的吐温为吐温80和吐温40按质量比1:1混合。

按配比称取上述各组分，混合搅拌均匀，得到均匀的混浊液，及本发明实施例3硬质合金低压烧结防粘涂料。将其均匀的刷在石墨舟皿上，再把YG25压坯半成品放置石墨舟皿上，按要求的低压烧结工艺进行烧结，烧结温度1340℃，压力5MPa。烧结后的最终制品不粘结舟皿、不渗碳、没有塌陷变形，主要机械物理性能和磁性能完全达到了YG25牌号标准的要求。

对比例1（CN03124635.4配方）

一种用于硬质合金生产的涂料，将重量百分比分别为25％的高纯冶金碳黑、10％石墨磷片、5％的聚乙二醇、7％的土耳其红油、5％的聚氧乙烯和48％的负离子水进行混合、搅拌，得到的均匀悬浊液。

将其均匀的刷在石墨舟皿上，再把YG25压坯半成品放置石墨舟皿上，按要求的低压烧结工艺进行烧结，烧结温度1350℃，压力5MPa。烧结后的最终制品：低压烧结后，对于高Co（大于等于15%）的牌号，合金与石墨舟皿出现粘结现象，另外未粘舟的合金表面也粘附了防粘涂料，导致合金表面出现麻点及凹坑，影响了合金的表面质量。

对比例2

同对比例1配方组成，去掉石墨磷片。

原料进行混合、搅拌，得到的均匀悬浊液。将其均匀的刷在石墨舟皿上，再把YG25压坯半成品放置石墨舟皿上，按要求的低压烧结工艺进行烧结，烧结温度1350℃，压力5MPa。烧结后的最终制品发生了部分粘舟现象，另外未粘舟的合金表面粘附防粘涂料的现象比较严重，导致合金表面出现了比较多的麻点及凹坑，严重损害了产品的表面质量。

上述实施例1～3和对比例1～2涂料，用于低压烧结后，性能结果统计如下：

Claims (6)

1.一种硬质合金低压烧结防粘涂料，其特征在于，由以下重量百分含量的组分制成：高纯冶金炭黑20%～25%，土耳其红油8%～10%，吐温2%～3%，乙醇10%～14%，蒸馏水45%～55%。

2.根据权利要求1所述的硬质合金低压烧结防粘涂料，其特征在于：由以下重量百分含量的组分制成：高纯冶金炭黑22%，土耳其红油10%，吐温2%，乙醇12%，蒸馏水54%。

3.根据权利要求1或2所述的硬质合金低压烧结防粘涂料，其特征在于：所述的吐温为吐温80，吐温60或吐温40与吐温80的混合。

4.根据权利要求1或2所述的硬质合金低压烧结防粘涂料，其特征在于：适用温度范围为：1320～1550℃。

5.根据权利要求1或2所述的硬质合金低压烧结防粘涂料，其特征在于：适用压力范围为：0～10MPa。

6.根据权利要求1或2所述的硬质合金低压烧结防粘涂料，其特征在于：制备及使用方法为按配比称取各组分，混合搅拌均匀，得到均匀的混浊液后，涂刷在与硬质合金压坯接触的石墨舟皿表面，再将压坯置于舟皿上进行低压烧结。