CN106825543A - 一种硬质合金成型剂 - Google Patents

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Abstract

一种硬质合金成型剂，其特征在于：其原料配方包括聚甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、有机溶剂、石蜡以及油酸，按照质量比计，所述聚甲基丙烯酸甲酯：二甲基丙烯酸乙二醇酯：有机溶剂：石蜡：油酸=40：2：75~100：10~20：2~10。本发明有效提高硬质合金粉料球挤出过程中的成型性能，使粉料颗粒间结合更紧密，增强硬质合金毛坯间颗粒粘着力，体系挤出压力更小，改善挤出毛坯干燥过程中质量波动，缩短烧结过程中成型剂的脱出时间；并且该方案操作简便、易实施，应用范围广，经济效益显著。

Description

一种硬质合金成型剂
技术领域
本发明涉及硬质合金材料的挤压成型领域，尤其是一种硬质合金成型剂，该硬质合金成型剂适用于超细硬质合金棒材生产。
背景技术
硬质合金挤压生产过程中，需要把成型剂与硬质合金粉末混合均匀，再进行挤压成型，烧结后制得硬质合金制品。现有成型剂体系较多，一般由石蜡、PEG等组成，但生产过程中问题较多，因此，成型剂组分对产品挤压质量的影响至关重要；首先，成型剂与硬质合金粉末间混合的均匀性，挤压过程中对设备腔体和模具起到润滑作用，降低挤出过程中的压力，因此，对于合适的产品需要选择适中的成型剂体系保证粉料挤出的成型性及体系挤出的最小压力；成型剂的组分也影响挤出产品的干燥效果，现阶段，行业内大多数硬质合金制品，挤出后需要进行干燥，一般选用水、汽油等溶剂，但对于水干燥效率低，而汽油等有机溶剂干燥过程不易控制，导致产品的不良率较高；最后，大多数的硬质合金成型剂，烧结过程中脱除较难，时间久，且不易控制，产品出现缺碳渗碳等现象。
因此，需要开发一种新型的硬质合金成型剂，解决传统成型剂存在的问题尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种硬质合金成型剂，解决了以往挤出制品干燥后容易产生缺陷的问题，改善硬质合金粉料与成型剂混合后的均匀性，增强颗粒间的粘结力，挤出过程压力更小，塑形更高；也利于烧结过程中的脱除，产品质量的控制。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种硬质合金成型剂，其特征在于：其原料配方包括聚甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、有机溶剂、石蜡以及油酸，按照质量比计，所述聚甲基丙烯酸甲酯：二甲基丙烯酸乙二醇酯：有机溶剂：石蜡：油酸=40：2：75~100：10~20：2~10。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，较佳的方案是所述有机溶剂选自甲苯、乙酸、乙酸乙酯以及丙酮中的任意一种。
2、上述方案中，硬质合金成型剂的制备方法为：按照各组分之间的配比，先将所述聚甲基丙烯酸甲酯溶解于所述有机溶剂中，再将所述二甲基丙烯酸乙二醇酯、石蜡、油酸与溶解有聚甲基丙烯酸甲酯的有机溶剂混合均匀，制得所述硬质合金成型剂。
3、上述方案中，所述硬质合金成型剂在挤压过程中的应用为：将硬质合金成型剂加入到硬质合金粉末中，硬质合金成型剂与硬质合金粉末的质量比为1：9，经过球磨、喷雾干燥、挤压和烧结，制得硬质合金制品。
进一步地讲，所述球磨具体是指在硬质合金成型剂加入硬质合金粉末中制得混合料后，向混合料中加入酒精，混合料与酒精的质量比为1：5，再进行36~48h球磨，经喷雾干燥，再制成硬质合金挤压喂料。
再进一步地讲，所述硬质合金挤压喂料是经过挤压机在0.5~1MPa的压力下挤出毛坯。
再进一步地讲，所述毛坯在空气中干燥后，即可进炉烧结。
更进一步地讲，所述毛坯在石墨板上摆放，进炉进行低压烧结，70℃~350℃之间脱除成型剂，脱除时间不超过5.5h。
本发明的设计特点以及有益效果是：本发明的硬质合金成型剂中二甲基丙烯酸乙二醇酯与聚甲基丙烯酸甲酯在硬质合金成型过程中发生交联反应，可以提高挤出产品硬度及弹性，解决挤出产品开裂，修型脆性大的问题。
与现在技术比，本发明有效提高硬质合金粉料球挤出过程中的成型性能，使粉料颗粒间结合更紧密，增强硬质合金毛坯间颗粒粘着力，体系挤出压力更小，改善挤出毛坯干燥过程中质量波动，缩短烧结过程中成型剂的脱出时间；并且该方案操作简便、易实施，应用范围广，经济效益显著。
附图说明
附图1为对比例1的传统成型剂体系挤出压力图；
附图2为实施例1的成型剂体系挤出压力图；
附图3为实施例2的成型剂体系挤出压力图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述：
实施例1：一种硬质合金成型剂及其在挤压过程中的应用
该硬质合金成型剂的原料配方包括聚甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲苯、石蜡以及油酸，按照质量比计，所述聚甲基丙烯酸甲酯：二甲基丙烯酸乙二醇酯：甲苯：石蜡：油酸=40：2：95：15：10。先将所述聚甲基丙烯酸甲酯溶解于甲苯中，再将所述二甲基丙烯酸乙二醇酯、石蜡、油酸与溶解有聚甲基丙烯酸甲酯的甲苯溶液混合均匀，制得所述硬质合金成型剂。将硬质合金成型剂加入到硬质合金粉末中得混合料，硬质合金成型剂与硬质合金粉末的质量比为1：9；向混合料中加入酒精，混合料与酒精的质量比为1：5，进行48h球磨，经喷雾干燥后制得硬质合金挤压喂料。所述硬质合金挤压喂料是经过挤压机在0.5~1MPa的压力下挤出毛坯，所述毛坯在空气中干燥后，即可进炉烧结，在70℃~350℃之间脱除成型剂，脱除时间不超过5.5h。烧结后制得挤压产品。
对比例1
除了成型剂组分不同，其他混合方式与实施例1完全相同。该硬质合金成型剂的原料配方包括聚甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲苯、石蜡以及油酸，按照质量比计，所述聚甲基丙烯酸甲酯：二甲基丙烯酸乙二醇酯：甲苯：石蜡：油酸=40：2：75：18：9。
粉料挤压压力测试：混合料采用自制柱塞式挤出方式测试粉料，在相同的条件下，通过相同模具截面，所测的成型压力如图1、图2所示，压力越小，表明成型剂对体系的润滑性越好，降低成型过程中压力传递不均导致的异常缺陷。
成型剂脱除时间测定：采用上述成型剂的粉末挤出后，制成样品，对比传统成型剂体系进行烧结，测试相同脱除时间下，两种成型剂体系的样品磁饱和以及传统成型剂体系样品与本发明成型剂体系相同磁饱和所需脱除时间。
表1 两种成型剂相同脱除5h相对磁饱和对比
样品类型 RMS（%）
实施例1成型剂体系 81.3%
对比例1传统成型剂体系 93%
表2 两种成型剂体系达到相对磁饱和85%所需时间对比
样品类型 脱除时间/h
实施例1成型剂体系 4.7
对比例1传统成型剂体系 8.9
实施例2：一种硬质合金成型剂及其在挤压过程中的应用
该硬质合金成型剂的原料配方包括聚甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、乙酸乙酯、石蜡以及油酸，按照质量比计，所述聚甲基丙烯酸甲酯：二甲基丙烯酸乙二醇酯：乙酸乙酯：石蜡：油酸=40：2：80：20：10。先将所述聚甲基丙烯酸甲酯溶解于乙酸乙酯中，再将所述二甲基丙烯酸乙二醇酯、石蜡、油酸与溶解有聚甲基丙烯酸甲酯的乙酸乙酯溶液混合均匀，制得所述硬质合金成型剂。将硬质合金成型剂加入到硬质合金粉末中得混合料，硬质合金成型剂与硬质合金粉末的质量比为1：9；向混合料中加入酒精，混合料与酒精的质量比为1：5，进行48h球磨，经喷雾干燥后制得硬质合金挤压喂料。所述硬质合金挤压喂料是经过挤压机在0.5~1MPa的压力下挤出毛坯，所述毛坯在空气中干燥后，即可进炉烧结，在70℃~350℃之间脱除成型剂，脱除时间不超过5.5h。烧结后制得挤压产品。
综上所述，本发明有效提高硬质合金粉料球挤出过程中的成型性能，使粉料颗粒间结合更紧密，体系挤出压力更小，改善挤出毛坯干燥质量，缩短烧结过程中成型剂的脱出时间；且该方案操作简便、易实施，应用范围广，经济效益显著。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种硬质合金成型剂，其特征在于：其原料配方包括聚甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、有机溶剂、石蜡以及油酸，按照质量比计，所述聚甲基丙烯酸甲酯：二甲基丙烯酸乙二醇酯：有机溶剂：石蜡：油酸=40：2：75~100：10~20：2~10。
2.根据权利要求1所述的一种硬质合金成型剂，其特征在于：所述有机溶剂选自甲苯、乙酸、乙酸乙酯以及丙酮中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种硬质合金成型剂的制备方法，其特征在于：按照各组分之间的配比，先将所述聚甲基丙烯酸甲酯溶解于所述有机溶剂中，再将所述二甲基丙烯酸乙二醇酯、石蜡、油酸与溶解有聚甲基丙烯酸甲酯的有机溶剂混合均匀，制得所述硬质合金成型剂。
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