CN105642881A - 一种利用细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片的工艺，其包括以下步骤：S1、将棒材生产过程中产生的细颗粒返回料进行回收并进行脱蜡处理；S2、将经过步骤S1处理后的返回料加入用硬质合金做研磨体的滚动球磨机；S3、将喷雾粒料通过精密压机成型在压力烧结炉中进行烧结。本发明通过调整脱蜡工艺，保证脱蜡完全且不影响细颗粒返回料的性质；并且确定了合适的球磨配碳工艺；通过各种成型剂成型性能的测试，进行压制试验,筛选出合适的成型剂，确保细颗粒返回料处理生产硬质合金木工刀的压制性能稳定,成型剂配比合理；本发明工艺制造的硬质合金木工刀片，其耐磨性和耐热性强度显著提高，硬度合理，制造成本大大降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片的工艺。
背景技术
通常木工刀具材料主要包括碳素工具钢、合金工具钢、斯太立合金、高速钢等，这些材料常用于低切削速度、低进料速度及加工精度要求不高的场合，一般用于实木加工。随着纤维板、刨花板、胶合板和层积材等木质复合材料的出现，这些传统的切削材料已不能满足工艺要求，原用于金属加工的硬质合金材料，现已广泛的应用于木材加工，逐步替代了高速钢等材料；聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼由于具有极高的硬度和耐磨性，摩擦系数小、热膨胀系数低，切削时不易产生积屑瘤，刀刃不易钝化并可以获得较高质量的表面等优点也已成为木工刀具材料的新秀。但现有的木工刀具具有以下缺点：
1、制造成本较高。由于高速钢、硬质合金和超硬材料系采用W、Cr、Co或PCD(人造聚晶金刚石)、PCBN(聚晶立方氮化硼)，高速钢虽然制造成本较其他材料低，但在加工高强度的木工复合材料方面由于受到加工效率和表面光洁度的影响应用受到限制；硬质合金、PCD、PCBN材料虽能够满足高强度木工复合材料的加工要求，其制造工艺和配方决定了材料成本较高。
2、耐磨性，耐热性和硬度不能适应木质复合材料的加工。
3、抗腐蚀能力较差。由于木材中含有酸性物质，刀具易被腐蚀。
由于硬质合金棒材生产将产生一定量的细颗粒返回料，如果长期存放不用，容易造成氧化和资金的积压。传统的刀具材料已不能满足工艺要求，恰恰硬质合金的耐磨性，耐热性和高硬度尤其适合木质复合材料加工的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种利用细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片的工艺。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种利用细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片的工艺，其包括以下步骤：
S1、将棒材生产过程中产生的细颗粒返回料进行回收并进行脱蜡处理；
S2、将经过步骤S1处理后的返回料加入用硬质合金做研磨体的滚动球磨机，球磨机的转速为：42-62转/分钟，球磨的球料比为：2-5:1，球磨介质为无水乙醇，同时加入原料总质量5-7％的成型剂及0.2-0.4％的表面活化剂，累计的球磨时间为：130-150小时，球磨到点后的料浆采用喷雾干燥进行雾化干燥，干燥温度：80℃-100℃，干燥时间：100-160分钟，得到的喷雾干燥混合粒料的松装密度为：2.0-3.3g/cm3，流动性为：30-50秒/50g；
S3、将喷雾粒料通过精密压机成型在压力烧结炉中进行烧结，其烧结工艺为：脱成型剂温度30℃-500℃，时间360-480分钟，载气流量15-60升/分；烧结温度1410℃-1460℃，载气压力：4.0-6.0MPa，保温时间：40-70分钟。
进一步地，棒材生产过程中产生的细颗粒返回料其成分以质量分数计为：钛粉末30-40％、钴粉2-4％、镍粉12-18％、钼粉3-7％、碳化钨粉22-30％、碳化钽粉7-12％、碳化铬和碳化钒粉0-1.0％。
进一步地，步骤S1中，采用热水脱蜡的方式进行脱蜡，脱蜡液的成分为12％HCl溶液或12-15％NH4Cl溶液；进行脱蜡前，应确保脱蜡槽及起吊设备工作正常，将模组放入脱蜡筐中，由所述起吊设备将脱蜡筐吊入脱蜡槽中，第一次脱蜡时间为8-10分钟；之后将脱蜡筐吊起，拔出芯子，再次将脱蜡筐放入脱蜡槽中直至型壳中的刀体蜡模体、浇口蜡模融化，取出型壳，将所述型壳中的液体倒尽，并摆放在专用小车上存放；所述型壳脱蜡后在所述脱蜡槽内有液体蜡和水，通过蜡水分离器将所述液体蜡流入储蜡槽中。
进一步地，步骤S2中，所述的成型剂各组成成分的质量的百分比为：菜籽油6-8％，二甲苯80-82％，聚苯乙烯3-5％，石蜡3.2-4.2％，丁纳橡胶5-6％，端羟基丁苯液体橡胶7-8％，无水酒精25-30％，聚四氢呋喃7-12％。
进一步地，步骤S2中，所述的成型剂各组成成分的质量的百分比为：菜籽油6％，二甲苯80％，聚苯乙烯3％，石蜡3.2％，丁纳橡胶5％，端羟基丁苯液体橡胶7％，无水酒精25％，聚四氢呋喃7％。
进一步地，步骤S2中，所述的成型剂各组成成分的质量的百分比为：菜籽油8％，二甲苯82％，聚苯乙烯5％，石蜡4.2％，丁纳橡胶6％，端羟基丁苯液体橡胶8％，无水酒精30％，聚四氢呋喃12％。
本发明所达到的有益效果是：
本发明利用棒材生产过程中产生的细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片，通过调整脱蜡工艺，保证脱蜡完全且不影响细颗粒返回料的性质；并且确定了合适的球磨配碳工艺；通过各种成型剂成型性能的测试，进行压制试验,筛选出合适的成型剂，确保细颗粒返回料处理生产硬质合金木工刀的压制性能稳定,成型剂配比合理；本发明工艺制造的硬质合金木工刀片，其耐磨性和耐热性强度显著提高，硬度合理，制造成本大大降低。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种利用细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片的工艺，其包括以下步骤：
S1、将棒材生产过程中产生的细颗粒返回料进行回收并进行脱蜡处理；
S2、将经过步骤S1处理后的返回料加入用硬质合金做研磨体的滚动球磨机，球磨机的转速为：42-62转/分钟，球磨的球料比为：2-5:1，球磨介质为无水乙醇，同时加入原料总质量5-7％的成型剂及0.2-0.4％的表面活化剂，累计的球磨时间为：130-150小时，球磨到点后的料浆采用喷雾干燥进行雾化干燥，干燥温度：80℃-100℃，干燥时间：100-160分钟，得到的喷雾干燥混合粒料的松装密度为：2.0-3.3g/cm3，流动性为：30-50秒/50g；
S3、将喷雾粒料通过精密压机成型在压力烧结炉中进行烧结，其烧结工艺为：脱成型剂温度30℃-500℃，时间360-480分钟，载气流量15-60升/分；烧结温度1410℃-1460℃，载气压力：4.0-6.0MPa，保温时间：40-70分钟。
其中，棒材生产过程中产生的细颗粒返回料其成分以质量分数计为：钛粉末30-40％、钴粉2-4％、镍粉12-18％、钼粉3-7％、碳化钨粉22-30％、碳化钽粉7-12％、碳化铬和碳化钒粉0-1.0％。
步骤S1中，采用热水脱蜡的方式进行脱蜡，脱蜡液的成分为12％HCl溶液或12-15％NH4Cl溶液；进行脱蜡前，应确保脱蜡槽及起吊设备工作正常，将模组放入脱蜡筐中，由所述起吊设备将脱蜡筐吊入脱蜡槽中，第一次脱蜡时间为8-10分钟；之后将脱蜡筐吊起，拔出芯子，再次将脱蜡筐放入脱蜡槽中直至型壳中的刀体蜡模体、浇口蜡模融化，取出型壳，将所述型壳中的液体倒尽，并摆放在专用小车上存放；所述型壳脱蜡后在所述脱蜡槽内有液体蜡和水，通过蜡水分离器将所述液体蜡流入储蜡槽中。
步骤S2中，所述的成型剂各组成成分的质量的百分比为：菜籽油6％，二甲苯80％，聚苯乙烯3％，石蜡3.2％，丁纳橡胶5％，端羟基丁苯液体橡胶7％，无水酒精25％，聚四氢呋喃7％。
烧结后的物理机械性能及金相组织结构为：密度：7.80g/cm3；硬度：HRA97.0；强度TRS：2400MPa；金相：A02B02C00E00。
实施例2
一种利用细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片的工艺，其包括以下步骤：
S1、将棒材生产过程中产生的细颗粒返回料进行回收并进行脱蜡处理；
S2、将经过步骤S1处理后的返回料加入用硬质合金做研磨体的滚动球磨机，球磨机的转速为：42-62转/分钟，球磨的球料比为：2-5:1，球磨介质为无水乙醇，同时加入原料总质量5-7％的成型剂及0.2-0.4％的表面活化剂，累计的球磨时间为：130-150小时，球磨到点后的料浆采用喷雾干燥进行雾化干燥，干燥温度：80℃-100℃，干燥时间：100-160分钟，得到的喷雾干燥混合粒料的松装密度为：2.0-3.3g/cm3，流动性为：30-50秒/50g；
S3、将喷雾粒料通过精密压机成型在压力烧结炉中进行烧结，其烧结工艺为：脱成型剂温度30℃-500℃，时间360-480分钟，载气流量15-60升/分；烧结温度1410℃-1460℃，载气压力：4.0-6.0MPa，保温时间：40-70分钟。
其中，棒材生产过程中产生的细颗粒返回料其成分以质量分数计为：钛粉末30-40％、钴粉2-4％、镍粉12-18％、钼粉3-7％、碳化钨粉22-30％、碳化钽粉7-12％、碳化铬和碳化钒粉0-1.0％。
步骤S1中，采用热水脱蜡的方式进行脱蜡，脱蜡液的成分为12％HCl溶液或12-15％NH4Cl溶液；进行脱蜡前，应确保脱蜡槽及起吊设备工作正常，将模组放入脱蜡筐中，由所述起吊设备将脱蜡筐吊入脱蜡槽中，第一次脱蜡时间为8-10分钟；之后将脱蜡筐吊起，拔出芯子，再次将脱蜡筐放入脱蜡槽中直至型壳中的刀体蜡模体、浇口蜡模融化，取出型壳，将所述型壳中的液体倒尽，并摆放在专用小车上存放；所述型壳脱蜡后在所述脱蜡槽内有液体蜡和水，通过蜡水分离器将所述液体蜡流入储蜡槽中。
步骤S2中，所述的成型剂各组成成分的质量的百分比为：菜籽油8％，二甲苯82％，聚苯乙烯5％，石蜡4.2％，丁纳橡胶6％，端羟基丁苯液体橡胶8％，无水酒精30％，聚四氢呋喃12％。
烧结后的物理机械性能及金相组织结构为：密度：7.90g/cm3；硬度：HRA96.0；强度TRS：2400MPa；金相：A02B02C00E00。
本发明利用棒材生产过程中产生的细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片，通过调整脱蜡工艺，保证脱蜡完全且不影响细颗粒返回料的性质；并且确定了合适的球磨配碳工艺；通过各种成型剂成型性能的测试，进行压制试验,筛选出合适的成型剂，确保细颗粒返回料处理生产硬质合金木工刀的压制性能稳定,成型剂配比合理；本发明工艺制造的硬质合金木工刀片，其耐磨性和耐热性强度显著提高，硬度合理，制造成本大大降低。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种利用细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将棒材生产过程中产生的细颗粒返回料进行回收并进行脱蜡处理；
S2、将经过步骤S1处理后的返回料加入用硬质合金做研磨体的滚动球磨机，球磨机的转速为：42-62转/分钟，球磨的球料比为：2-5:1，球磨介质为无水乙醇，同时加入原料总质量5-7％的成型剂及0.2-0.4％的表面活化剂，累计的球磨时间为：130-150小时，球磨到点后的料浆采用喷雾干燥进行雾化干燥，干燥温度：80℃-100℃，干燥时间：100-160分钟，得到的喷雾干燥混合粒料的松装密度为：2.0-3.3g/cm3，流动性为：30-50秒/50g；
S3、将喷雾粒料通过精密压机成型在压力烧结炉中进行烧结，其烧结工艺为：脱成型剂温度30℃-500℃，时间360-480分钟，载气流量15-60升/分；烧结温度1410℃-1460℃，载气压力：4.0-6.0MPa，保温时间：40-70分钟。
2.根据权利要求1所述的一种利用细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片的工艺，其特征在于，棒材生产过程中产生的细颗粒返回料其成分以质量分数计为：钛粉末30-40％、钴粉2-4％、镍粉12-18％、钼粉3-7％、碳化钨粉22-30％、碳化钽粉7-12％、碳化铬和碳化钒粉0-1.0％。
3.根据权利要求1所述的一种利用细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片的工艺，其特征在于，步骤S1中，采用热水脱蜡的方式进行脱蜡，脱蜡液的成分为12％HCl溶液或12-15％NH4Cl溶液；进行脱蜡前，应确保脱蜡槽及起吊设备工作正常，将模组放入脱蜡筐中，由所述起吊设备将脱蜡筐吊入脱蜡槽中，第一次脱蜡时间为8-10分钟；之后将脱蜡筐吊起，拔出芯子，再次将脱蜡筐放入脱蜡槽中直至型壳中的刀体蜡模体、浇口蜡模融化，取出型壳，将所述型壳中的液体倒尽，并摆放在专用小车上存放；所述型壳脱蜡后在所述脱蜡槽内有液体蜡和水，通过蜡水分离器将所述液体蜡流入储蜡槽中。
4.根据权利要求1所述的一种利用细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片的工艺，其特征在于，步骤S2中，所述的成型剂各组成成分的质量的百分比为：菜籽油6-8％，二甲苯80-82％，聚苯乙烯3-5％，石蜡3.2-4.2％，丁纳橡胶5-6％，端羟基丁苯液体橡胶7-8％，无水酒精25-30％，聚四氢呋喃7-12％。
5.根据权利要求1所述的一种利用细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片的工艺，其特征在于，步骤S2中，所述的成型剂各组成成分的质量的百分比为：菜籽油6％，二甲苯80％，聚苯乙烯3％，石蜡3.2％，丁纳橡胶5％，端羟基丁苯液体橡胶7％，无水酒精25％，聚四氢呋喃7％。
6.根据权利要求1所述的一种利用细颗粒返回料生产硬质合金木工刀片的工艺，其特征在于，步骤S2中，所述的成型剂各组成成分的质量的百分比为：菜籽油8％，二甲苯82％，聚苯乙烯5％，石蜡4.2％，丁纳橡胶6％，端羟基丁苯液体橡胶8％，无水酒精30％，聚四氢呋喃12％。
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