CN107460355B - 一种硬质合金生产用成型剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新的硬质合金生产用成型剂，由质量百分比为30%~70%的硬脂酸、70%~30%的聚氨酯树脂组成；将上述成型剂按照一定的比例，与硬质合金粉末原料以及酒精湿磨介质共同球磨混合，得到均匀的硬质合金混合料料浆；然后通过喷雾干燥工艺得到流动性较好的含有上述成型剂的硬质合金混合料，再将混合料压制成型，烧结得到硬质合金产品；本成型剂成分简单，成型性能好，可完全溶于酒精，适合喷雾干燥工艺，残留碳量低，且安全环保，适合硬质合金大批生产的新型成型剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于粉末冶金生产的成型剂，尤其是适用于硬质合金生产的成型剂。
背景技术
在硬质合金生产过程中，为了使粉末压制成各种形状的产品，必须向硬质合金混合料中添加一定量的成型剂来改善混合料的压制成型性能，并增加硬质合金生坯的强度。目前硬质合金行业所用的成型剂主要分为三类。第一类是聚乙二醇(PEG)型，第二类是石蜡型，第三类是橡胶型，如顺丁橡胶、丁纳橡胶及丁苯橡胶等。这三类成型剂各有特点，PEG的优点是残留碳量低，于酒精互溶，适合现代先进化的喷雾干燥工艺，缺点是成形性能不理想，混合料吸湿，受环境影响大。石蜡的优点是残留碳量很少，可以进行喷雾干燥，缺点是不溶于酒精，成形性能差，压坯强度低。橡胶的优点是成型性能优良，能生产形状复杂的产品，缺点是残留碳量高，易老化，不溶于酒精，不适合进行喷雾干燥工艺。
因此针对硬质合金生产用成型剂有很多研究与改进，包括专利。如“一种硬质合金成型蜡”（公告号CN103897408B）以石蜡，十八醇及蜂蜡为原料，成型性能相比石蜡有所改善，但仍旧不适用于喷雾干燥工艺，且其成分复杂。如“一种硬质合金成型剂及其生产制备方法”（公告号CN102925726B）采用溶剂油、乙酸乙酯、热塑性弹性体、松香、邻苯二甲酸二丁酯及环烷基填充油为原料，成分高达6种，且乙酸乙酯与汽油存在安全环保隐患，不适应于喷雾干燥工艺。又如“硬质合金复合成型剂及其生产方法及其使用方法”（公告号CN101108954B）以石蜡，SBS溶液及汽油为原料，汽油存在安全隐患，同样不适合喷雾干燥工艺。还有“一种硬质合金生产用成型剂”（公告号CN101372557B）采用了硬脂酸聚氧乙烯脂、邻苯二甲酸二辛酯及氢化松香三种成分作为成型剂原料，不易控制，且硬脂酸聚氧乙烯脂对环境有危害。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中成型剂存在的不足，提供一种新的硬质合金生产用成型剂，成分简单，成型性能好，可完全溶于酒精，适合喷雾干燥工艺，残留碳量低，且安全环保。
为了实现上述目的，本发明采用的成型剂配方，由质量百分比为30%~70%的硬脂酸、70%~30%的聚氨酯树脂组成。
作为优化一，硬脂酸的质量百分比为30%，聚氨酯树脂的质量百分比为70%。
作为优化二，硬脂酸的质量百分比为40%，聚氨酯树脂的质量百分比为60%。
作为优化三，硬脂酸的质量百分比为50%，聚氨酯树脂的质量百分比为50%。
作为优化四，硬脂酸的质量百分比为60%，聚氨酯树脂的质量百分比为40%。
作为优化五，硬脂酸的质量百分比为70%，聚氨酯树脂的质量百分比为30%。
将上述成型剂按照一定的比例，加入到球磨机中，与硬质合金粉末原料以及酒精湿磨介质共同球磨混合，得到均匀的硬质合金混合料料浆。然后通过喷雾干燥工艺得到流动性较好的含有上述成型剂的硬质合金混合料，再将混合料压制成型，烧结得到硬质合金产品。
本发明以硬脂酸及聚氨酯树脂为成型剂原料，能充分溶于酒精，满足现代化喷雾干燥工艺要求。采用本发明制备的硬质合金混合料松装密度波动小，流动性好，成型压力低，烧结后的残留碳量低，且能成型复杂形状的硬质合金毛坯。是一种成分简单，成型性能好，安全环保，适合硬质合金大批生产的新型成型剂。
具体实施方式
实施例1
将质量百分比为30%的硬脂酸、质量百分比为70%聚氨酯树脂组成的成型剂，按配制目的牌号硬质合金混合料所需的成型剂比例直接与硬质合金粉末原料以及酒精一起投入球磨机中球磨混合，球磨完毕后的料浆通过喷雾干燥工艺获得含有该成型剂的硬质合金混合料，再经压制成型、烧结得所需的硬质合金产品。此配方成型剂可用于各类硬质合金生产。
实施例2
将质量百分比为40%的硬脂酸、质量百分比为60%聚氨酯树脂组成的成型剂，按配制目的牌号硬质合金混合料所需的成型剂比例直接与硬质合金粉末原料以及酒精一起投入球磨机中球磨混合，球磨完毕后的料浆通过喷雾干燥工艺、压制成型、烧结得所需的硬质合金产品。此配方成型剂可用于各类硬质合金生产。
实施例3
将质量百分比为50%的硬脂酸、质量百分比为50%聚氨酯树脂组成的成型剂，按配制目的牌号硬质合金混合料所需的成型剂比例直接与硬质合金粉末原料以及酒精一起投入球磨机中球磨混合，球磨完毕后的料浆通过喷雾干燥工艺、压制成型、烧结得所需的硬质合金产品。此配方成型剂可用于各类硬质合金生产。
实施例4
将质量百分比为60%的硬脂酸、质量百分比为40%聚氨酯树脂组成的成型剂，按配制目的牌号硬质合金混合料所需的成型剂比例直接与硬质合金粉末原料以及酒精一起投入球磨机中球磨混合，球磨完毕后的料浆通过喷雾干燥工艺、压制成型、烧结得所需的硬质合金产品。此配方成型剂可用于各类硬质合金生产。
实施例5
将质量百分比为70%的硬脂酸、质量百分比为30%聚氨酯树脂溶液组成的成型剂，按配制目的牌号硬质合金混合料所需的成型剂比例直接与硬质合金粉末原料以及酒精一起投入球磨机中球磨混合，球磨完毕后的料浆通过喷雾干燥工艺、压制成型、烧结得所需的硬质合金产品。此配方成型剂可用于各类硬质合金生产。
用实施例1-5所述的成型剂制备YG8牌号的硬质合金混合料，并以PEG、石蜡及顺丁橡胶为成型剂分别制备YG8牌号混合料。压制PS21(20mm×6.5mm×5.25mm)试样条及游动芯头(模具收缩系数为18.7%)进行对比，测量不同成型剂的混合料松装密度、流动性及PS21试样条的压制压力、脆性损失及游动芯头的成型情况，测量游动芯头的残留碳量，对比数据结果见下表：
表1. 不同成形剂的综合性能对比.
由表中数据可知，采用本发明的成形剂，喷雾干燥后的混合料的松装密度明显大于顺丁橡胶混合料，流动性能高于石蜡与顺丁橡胶所制备的混合料，压坯压制压力小于石蜡与PEG所制备的混合料，成型性性能好。且生坯的脆性损失小。压制的游动芯头无裂纹，烧结后的残碳量低。说明本发明的成型剂可完全溶于酒精，适合喷雾干燥工艺；且两种成型剂组分安全、环保。
本发明并不局限于所述的具体实施方式，本领域的技术人员针对该发明所进行的各种变化及改型都应该包括在本发明的保护范围内，除非这样的变化及改型完全偏离了本发明的技术范围。
Claims (6)
1.一种硬质合金生产用成型剂，由质量百分比为30%~70%的硬脂酸、70%~30%的聚氨酯树脂组成。
2.如权利要求1所述一种硬质合金生产用成型剂，其特征在于：硬脂酸的质量百分比为30%，聚氨酯树脂的质量百分比为70%。
3.如权利要求1所述一种硬质合金生产用成型剂，其特征在于：硬脂酸的质量百分比为40%，聚氨酯树脂的质量百分比为60%。
4.如权利要求1所述一种硬质合金生产用成型剂，其特征在于：硬脂酸的质量百分比为50%，聚氨酯树脂的质量百分比为50%。
5.如权利要求1所述一种硬质合金生产用成型剂，其特征在于：硬脂酸的质量百分比为60%，聚氨酯树脂的质量百分比为40%。
6.如权利要求1所述一种硬质合金生产用成型剂，其特征在于：硬脂酸的质量百分比为70%，聚氨酯树脂的质量百分比为30%。
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