CN109439994A - 一种研磨材料及制备方法、使用方法及制得的产品 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种研磨材料，由以下重量份的原料组成：钴粉8‑10重量份；碳化钛0.5‑2重量份；碳化钽1‑3重量份；碳化钨85‑90重量份。本发明还提供上述研磨材料的制备方法、使用上述研磨材料进行球磨的方法、使用上述研磨材料进行球磨的方法制备的硬质合金产品。使用本申请提供的研磨材料制成的研磨棒，对产品进行球磨加工，所制得的产品性能稳定，批间差异小。同时，使用所述研磨材料作为研磨体，对硬质合金粉末进行球磨，通过研磨棒的磨损或消耗向产品中添加成分的方式，完全达到了均匀混合，且可以控制在极低的含量，所得到的硬质合金产品更加均匀，稳定，提高合金的使用寿命和耐磨性。

Description

一种研磨材料及制备方法、使用方法及制得的产品
技术领域
本申请涉及复合材料技术领域，特别是涉及一种研磨材料及制备方法、使用方法及制得的产品。
背景技术
目前应用于各类矿山开采、碎石等领域的硬质合金产品，在使用过程中，易出现硬度偏低，红硬性不足，不耐磨的现象，导致疲劳强度低，在长时间高温环境下使用容易磨损失效，造成不便。
因此，如何提高硬质合金产品的性能，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的第一个目的为提供一种研磨材料；本发明的第二个目的为提供一种研磨材料的制备方法；本发明的第三个目的为提供使用上述研磨材料进行球磨的方法；本发明的第四个目的为提供使用上述研磨材料进行球磨的方法制备的硬质合金产品。使用本申请提供的研磨材料制成的研磨棒，对产品进行球磨加工，所制得的产品性能稳定，批间差异小。同时，使用所述研磨材料作为研磨体，对硬质合金粉末进行球磨，通过研磨棒的磨损或消耗向产品中添加成分的方式，完全达到了均匀混合，且可以控制在极低的含量，所得到的硬质合金产品更加均匀，稳定，提高合金的使用寿命和耐磨性。
本发明提供的技术方案如下：
一种研磨材料，由以下重量份的原料组成：
优选地，上述研磨材料，由以下重量份的原料组成：
上述任一项所述的研磨材料的制备方法，包括以下步骤：
将原料按比例混合，加入液体介质湿磨，喷雾干燥，得到混合料；
将混合料压制、烧结，制得研磨材料。
优选地，加入的液体介质为无水乙醇和水的混合物。
优选地，所述湿磨时间为32-36h。
优选地，所述混合料，要求松装密度为3.2-3.6g/cm3。
优选地，所述烧结步骤中，烧结温度为1430-1460℃，烧结压力为4-6MPa，烧结时间为45-70min。
优选地，所述烧结步骤中，通入氢气脱蜡除杂，然后高温阶段通入氩气进行保护和加压；所述烧结完成后，使用氩气快速冷却，制得研磨材料。
一种使用上述任一项所述的研磨材料或使用上述任一项所述的制备方法制备的研磨材料的方法，使用所述研磨材料作为研磨体，对硬质合金粉末进行球磨。
上述使用方法制备的硬质合金产品。
本申请提供一种研磨材料，由以下重量份的原料组成：钴粉8-10重量份；碳化钛0.5-2重量份；碳化钽1-3重量份；碳化钨85-90重量份。本申请提供的研磨材料，使用固定组份的配方制备研磨棒，并对研磨棒的物理性能及金相做了严格规定。使用本申请提供的研磨材料制成的研磨棒，对产品进行球磨加工，所制得的产品性能稳定，批间差异小。
本申请还提供上述任一项所述的研磨材料的制备方法，包括以下步骤：将原料按比例混合，加入液体介质湿磨，喷雾干燥，得到混合料；将混合料压制、烧结，制得研磨材料。本申请提供的研磨材料的制备方法，将研磨材料所用的原料经过湿磨混合均匀，并达到所需粒度，然后经喷雾干燥，得到混合料，再将混合料压制、烧结，最终制得研磨材料。压制过程中使用的模具不同，可以将研磨材料制成不同直径的研磨棒。
本申请还提供使用上述研磨材料的方法，或使用上述任一项所述的制备方法制备的研磨材料的方法：使用所述研磨材料作为研磨体，对硬质合金粉末进行球磨。本申请提供的使用方法，在研磨材料(如研磨棒)中添加固定比例的原料(碳化钛0.5-2重量份，碳化钽1-3重量份)，使其在球磨过程中，因研磨体的磨损而掺入硬质合金粉末，从而进入终产品中。较普通的将添加剂以粉末形式加入产品中，本申请通过研磨棒的磨损或消耗向产品中添加成分的方式，完全达到了均匀混合，且可以控制在极低的含量，所得到的硬质合金产品更加均匀，稳定。同时，在适当添加一定的添加剂后，可以增加硬质合金产品的表面硬度及红硬性，提高合金的使用寿命和耐磨性。
本申请还提供使用上述使用方法，即使用研磨材料在研磨过程中加入添加剂的方式制备的硬质合金产品。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本发明实施例提供一种研磨材料，由以下重量份的原料组成：
现有技术中，按照惯例，在研磨材料中不可添加导致合金变脆的添加剂。因此，目前普遍采用YG6、YG8、YG10合金等制作研磨材料(如研磨棒)，且多数使用返回料或者将各种牌号的原料混合在一起来制备研磨棒，导致研磨棒的组分不是完全相同，各批次研磨棒的性能存在差异，将导致使用该研磨棒进行研磨制备的产品性能也存在区别；同时，使用返回料制备研磨棒时，由于各种返回料中碳化钨的晶粒度不同，会导致制备的研磨棒的晶粒度不均匀，影响研磨棒质量的稳定性，也会对使用该研磨棒进行研磨制备的产品性能造成影响。
因此，本申请提供一种研磨材料，由以下重量份的原料组成：钴粉8-10重量份；碳化钛0.5-2重量份；碳化钽1-3重量份；碳化钨85-90重量份。本申请提供的研磨材料，使用固定组份的配方制备研磨棒，并对研磨棒的物理性能及金相做了严格规定。使用本申请提供的研磨材料制成的研磨棒，对产品进行球磨加工，所制得的产品性能稳定，批间差异小。
优选，本申请对研磨棒的物理性能及金相所做规定，形成技术标准文件，并严格遵照执行。标准如下：
牌号 平均晶粒 矫顽磁力 钴磁 密度 硬度
研磨棒 1.6-1.8 不做具体要求 8.5-9.5 14.0-14.2 89-91
优选地，上述研磨材料，由以下重量份的原料组成：
进一步的，本申请提供的研磨材料，优选由以下重量份的原料组成：钴粉9.5-9.8重量份；碳化钛0.9-1.2重量份；碳化钽1.2-1.5重量份；碳化钨87-89重量份。
上述任一项所述的研磨材料的制备方法，包括以下步骤：
将原料按比例混合，加入液体介质湿磨，喷雾干燥，得到混合料；
将混合料压制、烧结，制得研磨材料。
本申请还提供上述任一项所述的研磨材料的制备方法，包括以下步骤：将原料按比例混合，加入液体介质湿磨，喷雾干燥，得到混合料；将混合料压制、烧结，制得研磨材料。本申请提供的研磨材料的制备方法，将研磨材料所用的原料经过湿磨混合均匀，并达到所需粒度，然后经喷雾干燥，得到混合料，再将混合料压制、烧结，最终制得研磨材料。压制过程中使用的模具不同，可以将研磨材料制成直径不同的棒状，作为研磨棒使用。
优选地，加入的液体介质为无水乙醇和水的混合物。
优选地，所述湿磨时间为32-36h。
优选地，所述混合料，要求松装密度为3.2-3.6g/cm3。
优选地，所述烧结步骤中，烧结温度为1430-1460℃，烧结压力为4-6MPa，烧结时间为45-70min。
优选地，所述烧结步骤中，通入氢气脱蜡除杂，然后高温阶段通入氩气进行保护和加压；所述烧结完成后，使用氩气快速冷却，制得研磨材料。
优选上述制备方法中，湿磨时间为32-36h，既可使原料达到要求并混合均匀，同时又不至于研磨至过细影响制备的研磨材料的性能，湿磨的终点以性能鉴定为准。湿磨加入的液体介质可以是无水乙醇和水的混合物(即一定含水量的乙醇溶液)作为湿磨的液体介质，通常使用分析纯的无水乙醇和蒸馏水的混合物，要求酒精度数在90±1°。湿磨过程，通常不需要气体保护，优选直接通入冷冻水进行恒温。经过湿磨，喷雾干燥后得到的混合料，要求松装密度3.2-3.6g/cm3，使经烧结后制备的研磨材料(如研磨棒)性能稳定。烧结过程采用加压烧结，烧结压力4-6MPa、优选5MPa，烧结温度为1430-1460℃、优选1450℃，烧结时间45-70min、优选60min。烧结的压力优选来自于氩气或其他惰性气体，氩气不仅可以起到加压的作用，还可起到保护的作用。更优选的是，在烧结过程中，先通入氢气进行脱蜡、除杂，然后再通入氩气进行保护和加压；在烧结完成后，继续通入氩气快速冷却，制得研磨材料。
一种使用上述任一项所述的研磨材料或使用上述任一项所述的制备方法制备的研磨材料的方法，使用所述研磨材料作为研磨体，对硬质合金粉末进行球磨。
本申请还提供使用上述研磨材料的方法，或使用上述任一项所述的制备方法制备的研磨材料的方法：使用所述研磨材料作为研磨体，对硬质合金粉末进行球磨。本申请提供的使用方法，在研磨材料(如研磨棒)中添加固定比例的原料(碳化钛0.5-2重量份，碳化钽1-3重量份)，使其在球磨过程中，因研磨体的磨损而掺入硬质合金粉末，从而进入终产品中。较普通的将添加剂以粉末形式加入产品中，本申请通过研磨棒的磨损或消耗向产品中添加成分的方式，完全达到了均匀混合，且可以控制在极低的含量，所得到的硬质合金产品更加均匀，稳定。同时，在适当添加一定的添加剂后，可以增加硬质合金产品的表面硬度及红硬性，提高合金的使用寿命和耐磨性。
由于在实际的生产过程中，通过研磨棒的磨损添加的添加剂的含量为万分之几的含量，在硬质合金产品烧结时将全部溶解于液相，在显微镜下无法观测到。但在使用过程中，通过本申请提供的使用研磨材料在研磨过程中加入添加剂的方式，所制得的硬质合金产品，比市场上同等次的合金耐磨性更高，这与微量元素溶解于钴中，对液相起到了强化作用有关。用使用研磨材料在研磨过程中加入添加剂的方式，生产的硬质合金产品，比传统上我公司使用的株洲YK05牌号生产的硬质合金产品，在各个矿山进行使用，合计的使用性能提高了10％。
硬质合金粉末制备产品，通常经配料、湿磨、喷雾干燥、成型、烧结、深加工等步骤。与本申请提供的研磨材料的制备方法类似，实际上，本申请提供的研磨材料也是由硬质合金制成，作为球磨过程的研磨体使用。本申请为了区分两者，作为研磨体使用的称之为研磨材料，使用该研磨体进行研磨最终制备得到的称之为硬质合金产品。
上述使用方法制备的硬质合金产品。
本申请还提供使用上述使用方法，即使用研磨材料在研磨过程中加入添加剂的方式制备的硬质合金产品。
实施例1
一种研磨棒，由以下重量份的原料组成：
a、将原料按比例混合，加入乙醇水溶液湿磨32-36h，喷雾干燥，得到混合料，要求松装密度为3.2-3.6g/cm3；
b、将混合料压制、烧结，烧结温度为1450℃，烧结压力为5MPa，烧结时间为60min，烧结过程中，先通入氢气脱蜡除杂，然后通入氩气保护和加压；烧结后，使用氩气快速冷却，制得研磨材料。
实施例2
一种研磨棒，由以下重量份的原料组成：
a、将原料按比例混合，加入乙醇水溶液湿磨32-36h，喷雾干燥，得到混合料，要求松装密度为3.2-3.6g/cm3；
b、将混合料压制、烧结，烧结温度为1460℃，烧结压力为6MPa，烧结时间为45min，烧结过程中，先通入氢气脱蜡除杂，然后通入氩气保护和加压；烧结后，使用氩气快速冷却，制得研磨材料。
实施例3
一种研磨棒，由以下重量份的原料组成：
a、将原料按比例混合，加入乙醇水溶液湿磨32-36h，喷雾干燥，得到混合料，要求松装密度为3.2-3.6g/cm3；
b、将混合料压制、烧结，烧结温度为1440℃，烧结压力为4MPa，烧结时间为70min，烧结过程中，先通入氢气脱蜡除杂，然后通入氩气保护和加压；烧结后，使用氩气快速冷却，制得研磨材料。
实施例4
使用实施例1制备的研磨棒作为研磨体，并加入乙醇水溶液，对硬质合金粉末进行湿法球磨，球磨32-36h。
硬质合金粉末经球磨后，喷雾干燥，压制，烧结温度为1460℃，烧结压力为8MPa，烧结时间为60min，制得硬质合金产品。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种研磨材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：
2.根据权利要求1所述的研磨材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：
3.权利要求1-2中任一项所述的研磨材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将原料按比例混合，加入液体介质湿磨，喷雾干燥，得到混合料；
将混合料压制、烧结，制得研磨材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，加入的液体介质为无水乙醇和水的混合物。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述湿磨时间为32-36h。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述混合料，要求松装密度为3.2-3.6g/cm3。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述烧结步骤中，烧结温度为1430-1460℃，烧结压力为4-6MPa，烧结时间为45-70min。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述烧结步骤中，先通入氢气脱蜡除杂，然后高温阶段通入氩气进行保护和加压；所述烧结完成后，使用氩气快速冷却，制得研磨材料。
9.一种使用权利要求1-2中任一项所述的研磨材料或使用权利要求3-8中任一项所述的制备方法制备的研磨材料的方法，其特征在于，使用所述研磨材料作为研磨体，对硬质合金粉末进行球磨。
10.权利要求9所述的方法制备的硬质合金产品。
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