CN110369731A - 一种超细硬质合金生产线 - Google Patents

一种超细硬质合金生产线 Download PDF

Info

Publication number
CN110369731A
CN110369731A CN201910838931.1A CN201910838931A CN110369731A CN 110369731 A CN110369731 A CN 110369731A CN 201910838931 A CN201910838931 A CN 201910838931A CN 110369731 A CN110369731 A CN 110369731A
Authority
CN
China
Prior art keywords
boat
reduction furnace
ultra
furnace
cemented carbide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201910838931.1A
Other languages
English (en)
Inventor
孙浩斌
张华�
姚海滨
司守佶
李昌业
刘欣
付道龙
李晓艳
常江
王焕涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PENGLAI SUPERHARD COMPOUND MATERIAL CO Ltd
Original Assignee
PENGLAI SUPERHARD COMPOUND MATERIAL CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PENGLAI SUPERHARD COMPOUND MATERIAL CO Ltd filed Critical PENGLAI SUPERHARD COMPOUND MATERIAL CO Ltd
Priority to CN201910838931.1A priority Critical patent/CN110369731A/zh
Publication of CN110369731A publication Critical patent/CN110369731A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/003—Apparatus, e.g. furnaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/16—Both compacting and sintering in successive or repeated steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • B22F9/22—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds using gaseous reductors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超细硬质合金生产线，包括依次设置的气流粉碎机、回转还原炉、自动推舟四管还原炉、配碳装置、高温碳化炉、可倾式湿磨机、喷雾干燥塔、压机和烧结炉，气流粉碎机内设置有分级轮；自动推舟四管还原炉的还原炉体内设置有五个温度控制区，设置矩形的炉管，炉头处设置有装料架，装料架上设置有盛装钨粉末反应物料的舟皿，该装料架上设置有升降气缸，并通过推舟气缸驱动其前后移动；可倾式湿磨机出料口处设置有粘度计。本发明的生产线在还原成超细钨粉的过程中没有形貌继承性的问题存在，同时钨粉的结晶也更完整，可以得到无团聚体、均匀、结晶完整的超细钨粉，通过碳化得到均匀性高、活性低、稳定性好的超细碳化钨粉，满足新时代工业要求。

Description

一种超细硬质合金生产线
技术领域
本发明属于复合材料制备技术领域，尤其是涉及一种超细硬质合金生产线。
背景技术
目前，由于超细硬质合金具有优异的力学性能，因此被广泛应用于金属加工、电子工业、医学等领域，例如被用作印刷电路板微型钻头、铣刀、整体孔加工刀具、精密工模具、难加工材料刀具等。
以新时代工业合金在电子工业的应用为例，随着电路板向小型化、集成化、精密化发展，对硬质合金材质的组织结构提出了很高的要求，因此超细硬质合金面临着以下矛盾：一方面，使用单位对合金力学性能要求不断提高，要求合金WC晶粒进一步变细且组织结构均匀；另一方面由于WC晶粒进一步变细，烧结过程中易于产生粗晶，会使合金组织结构变得不均匀，而粗晶和粗颗粒聚集会导致合金强度和耐磨性及其它相关性能降低，在外力的作用下成为断裂的源头。因此要改善合金组织结构的均匀性，作为主要原材料的WC粉末的均匀性、稳定性和活性就显得尤为重要。
由于从钨氧化物→氧化钨→钨粉→碳化钨存在强烈的形貌继承性，因此导致其团聚体大量存在、粒度不均匀，尽管通过处理使团聚体大量消除，但引起烧结过程中晶粒异常长大的晶核并不能减少，通过预处理，又增加了碳化钨粉末的活性，进而导致烧结过程中晶粒的异常长大。因此，目前市场中常用的超细硬质合金的制备装置，成本高、流程复杂、且易于造成合金质量不稳定。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种通过得到细小、均匀的仲钨酸铵粉末，在还原成超细钨粉的过程中没有形貌继承性的问题存在，同时钨粉的结晶也更完整，可以得到无团聚体、均匀、结晶完整的超细钨粉，通过碳化得到均匀性高、活性低、稳定性好的超细碳化钨粉，有利于制备满足新时代工业要求的超细硬质合金产品的超细硬质合金生产线。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种超细硬质合金生产线，包括依次设置的气流粉碎机、回转还原炉、自动推舟四管还原炉、配碳装置、高温碳化炉、可倾式湿磨机、喷雾干燥塔、压机和烧结炉，所述气流粉碎机内设置有分级轮，所述分级轮上设置有若干分级轮叶片；所述回转还原炉内设置有进料量控制器和温度控制器；所述自动推舟四管还原炉进料处为炉头，出料处为炉尾，该自动推舟四管还原炉的还原炉体内设置有五个温度控制区，同向设置上下两排，每排两根，总共四根矩形的炉管，所述炉头处设置有装料架，所述装料架上设置有盛装钨粉末反应物料的舟皿，该装料架上设置有升降气缸，并通过推舟气缸驱动其前后移动；所述可倾式湿磨机出料口处设置有粘度计。
所述分级轮叶片间距可调。
在还原炉炉体内按照5个温度控制分布区带分别在相应的位置安有5个测温热点偶。
所述烧结炉后依次设置有钝化球磨机、喷砂机和防爆恒温干燥箱。
所述喷砂机为自动喷砂机或手动喷砂机。
由于采用上述技术方案，本发明设备操作工序简单可靠，易于实现大规模工业化生产。
本发明采用气流粉碎机分级细化处理仲钨酸铵粉末，气流粉碎利用一股高速(300-500m/s)气流去撞击另一股携带着粉末粒子的高速气流，撞击速度达到超声，从而使粉末粒子粉碎。由于是颗粒自身之间的撞击，所以没有另外的杂质引入，同时可以连续作业，生产效率高。采用气流粉碎进行细化处理的仲钨酸铵粉末，粒度比球磨处理得到的粉末的粒度小，其粒度分布也更窄，粉末更加分散，团聚的情况更小。气流粉碎方法可去除仲钨酸铵粉末中粗大颗粒，破坏聚集团粒，有效细化仲钨酸铵粉末，与球磨机相比，气流粉碎机效率高，成本低。
本发明通过自动推舟四管炉进行氢气还原，自动推舟四管炉进行氢气还原符合要求的仲钨酸铵粉末，得到BET粒度为0.04-0.09μm钨粉。在氢气还原时发生化学反应，首先分解为氧化钨、氨气、水蒸气，其次氧化钨发生还原反应生成钨粉。钨粉还原过程中水蒸气的排出路径存在很大的差别，氧化钨的挥发沉积时间也不同，导致钨粉结晶完整性也有很大区别。因此采用气流破碎方法使仲钨酸铵粉末粒度降低，不但阻止了形貌的继承性，而且使每个氧化钨颗粒还原气氛几乎均等，有利于得到均匀和结晶完整的钨粉，为超细WC粉的生成做好了准备。
本发明在保证工艺完善的同时进一步简化生产设备流程，最大程度在满足技术指标要求的条件下，减小资源、能源的浪费，使其成本进一步降低，提高效益。
附图说明
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：
图1是本发明的结构示意图
图中：
1、气流粉碎机 2、回转还原炉 3、自动推舟四管还原炉
4、配碳装置 5、高温碳化炉 6、可倾式湿磨机
7、喷雾干燥塔 8、压机 9、烧结炉
10、分级轮 11、分级轮叶片 12、炉管
13、装料架 14、升降气缸 15、推舟气缸
16、粘度计 17、钝化球磨机 18、喷砂机
19、防爆恒温干燥箱
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明：
如图1所示一种超细硬质合金生产线，包括依次设置的气流粉碎机1、回转还原炉2、自动推舟四管还原炉3、配碳装置4、高温碳化炉5、可倾式湿磨机6、喷雾干燥塔7、压机8和烧结炉9，所述气流粉碎机1内设置有分级轮10，所述分级轮10上设置有若干分级轮叶片11；所述回转还原炉2内设置有进料量控制器和温度控制器；所述自动推舟四管还原炉3进料处为炉头，出料处为炉尾，该自动推舟四管还原炉3的还原炉体内设置有五个温度控制区，同向设置上下两排，每排两根，总共四根矩形的炉管12，所述炉头处设置有装料架13，所述装料架13上设置有盛装钨粉末反应物料的舟皿，该装料架13上设置有升降气缸14，并通过推舟气缸15驱动其前后移动；所述可倾式湿磨机6出料口处设置有粘度计16；所述配碳装置4为混料机；所述分级轮叶片11间距可调，在还原炉炉体内按照5个温度控制分布区带分别在相应的位置安有5个测温热点偶；所述烧结炉9后依次设置有钝化球磨机17、喷砂机18和防爆恒温干燥箱19；所述喷砂机18为自动喷砂机。
超细硬质合金制备工艺路线：仲钨酸铵(APT)经过720℃煅烧形成氧化钨，后通入氢气经过870℃还原生成0.4μm超细钨粉。将0.4μm钨粉加石墨粉后混合均匀，在氮气氛围、1400℃温度下碳化生成0.4μm碳化钨粉。将0.4μm碳化钨粉同0.6μm金属钴粉加酒精进行湿磨，后经过喷雾干燥工艺制做成流动性良好的颗粒料。颗粒料经压制成型，生成毛坯。将毛坯在氩气氛围下，经过1450℃低压烧结，得到超细硬质合金棒材。棒材经过粗磨、精磨，通过磨削和涂层，制备超细硬质合金刀具。
由于在超细碳化钨粉末的制备过程中的强烈形貌继承性，即仲钨酸铵的伪晶形貌一直继承下来，导致钨粉和碳化钨粉末中存在大量的团聚体，其中大团聚体尺寸达上百μm，小的则为几μm。由于氧化钨团聚体的大小不一，钨粉还原过程中水蒸气的排出路径存在很大的差别，氧化钨的挥发沉积时间也不同，导致钨粉结晶完整性也有很大区别。因此采用气流破碎方法使仲钨酸铵粉末粒度降低，不但阻止了形貌的继承性，而且使每个氧化钨颗粒还原气氛几乎均等，有利于得到均匀和结晶完整的钨粉。
通过调节气流破碎机的分级轮转速以及分级轮叶片之间的距离，得到均匀的细小的(费氏粒度0.5-1.0μm)仲钨酸铵粉末，当分级轮转速加快，叶片距离减小时，粉末越细小，其粒度越均匀，但其破碎效率降低。粒度比球磨处理得到的粉末的粒度小，其粒度分布也更窄，粉末更加分散，团聚的情况更小。气流破碎方法可去除仲钨酸铵粉末中粗大颗粒，破坏聚集团粒，有效细化仲钨酸铵粉末粉末，与球磨工艺相比，气流粉碎效率高，成本低。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种超细硬质合金生产线，其特征在于：包括依次设置的气流粉碎机、回转还原炉、自动推舟四管还原炉、配碳装置、高温碳化炉、可倾式湿磨机、喷雾干燥塔、压机和烧结炉，所述气流粉碎机内设置有分级轮，所述分级轮上设置有若干分级轮叶片；所述回转还原炉内设置有进料量控制器和温度控制器；所述自动推舟四管还原炉进料处为炉头，出料处为炉尾，该自动推舟四管还原炉的还原炉体内设置有五个温度控制区，同向设置上下两排，每排两根，总共四根矩形的炉管，所述炉头处设置有装料架，所述装料架上设置有盛装钨粉末反应物料的舟皿，该装料架上设置有升降气缸，并通过推舟气缸驱动其前后移动；所述可倾式湿磨机出料口处设置有粘度计。
2.根据权利要求1所述的超细硬质合金生产线，其特征在于：所述气流粉碎机中的分级轮叶片间距可调。
3.根据权利要求1所述的超细硬质合金生产线，其特征在于：在还原炉炉体内按照5个温度控制分布区带分别在相应的位置安有5个测温热点偶。
4.根据权利要求1所述的超细硬质合金生产线，其特征在于：所述烧结炉后依次设置有钝化球磨机、喷砂机和防爆恒温干燥箱。
5.根据权利要求4所述的超细硬质合金生产线，其特征在于：所述喷砂机为自动喷砂机或手动喷砂机。
CN201910838931.1A 2019-09-05 2019-09-05 一种超细硬质合金生产线 Withdrawn CN110369731A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910838931.1A CN110369731A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种超细硬质合金生产线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910838931.1A CN110369731A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种超细硬质合金生产线

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110369731A true CN110369731A (zh) 2019-10-25

Family

ID=68261521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910838931.1A Withdrawn CN110369731A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种超细硬质合金生产线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110369731A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110842211A (zh) * 2019-12-17 2020-02-28 云南驰宏国际锗业有限公司 一种超细锗粉粒径控制的方法
CN111707100A (zh) * 2020-06-24 2020-09-25 中南大学 还原罐
CN114132927A (zh) * 2021-11-15 2022-03-04 赣州海盛钨钼集团有限公司 一种碳化钨粉的制备系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110842211A (zh) * 2019-12-17 2020-02-28 云南驰宏国际锗业有限公司 一种超细锗粉粒径控制的方法
CN111707100A (zh) * 2020-06-24 2020-09-25 中南大学 还原罐
CN111707100B (zh) * 2020-06-24 2021-07-06 中南大学 还原罐
CN114132927A (zh) * 2021-11-15 2022-03-04 赣州海盛钨钼集团有限公司 一种碳化钨粉的制备系统
CN114132927B (zh) * 2021-11-15 2023-02-17 赣州海盛钨钼集团有限公司 一种碳化钨粉的制备系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110369731A (zh) 一种超细硬质合金生产线
CN102554242B (zh) 微细球形钛粉末的制造方法
CN108941598A (zh) 一种无团聚体、均匀、结晶完整的超细及纳米钨粉制备方法
CN102071346B (zh) 致密、小晶粒尺寸纳米晶WC-Co硬质合金块体材料的制备方法
CN107585768B (zh) 一种氧化-还原法制备超细碳化钨粉末的方法
CN103909274B (zh) 一种制备钴包覆纳米wc晶体复合粉末及超细晶硬质合金的方法
CN107838431A (zh) 一种球形铼粉制备方法
JP5198121B2 (ja) 炭化タングステン粉末、炭化タングステン粉末の製造方法
CN110127703A (zh) 分散好、结晶完整、纯度高的超细碳化钨粉末的制备方法
CN108907220A (zh) 一种新型超细及纳米钨粉制备方法
CN107983965B (zh) 高温等离子气雾化超细球形金属粉末制备方法及装备
CN109321768A (zh) 一种ZrO2-Y2O3颗粒增强钼合金及其制备方法、复合粉体及其制备方法
Li et al. Fabrication of fine-grained spherical tungsten powder by radio frequency (RF) inductively coupled plasma spheroidization combined with jet milling
KR20150027124A (ko) 탄화티탄 미립자의 제조방법
CN107470639A (zh) 一种窄粒度分布球形钨粉的制备方法
CN113800522A (zh) 一种高纯致密碳化钨-钴复合球形粉体材料制备的方法
CN106041111B (zh) 一种含砷和磷的仲钨酸铵或偏钨酸铵制备纳米钨粉的方法
CN114436263B (zh) 一种超粗均匀碳化钨粉的制备方法
CN108473335B (zh) 无特定比例的氧化钛微粒子的制造方法
CN105798316A (zh) 一种纳米级钨粉的加工工艺
CN107052354A (zh) 一种制备高球形度3d打印难熔金属粉的装置及方法
AU2021105398A4 (en) Method for preparing uniform and ultrafine nano tungsten powder of complete crystallization without agglomeration
CN111434792A (zh) 基于碳化钨碳化钛碳化钽固溶体制备硬质合金的方法
Guo et al. Preparation of spherical WC-Co powder by spray granulation combined with radio frequency induction plasma spheroidization
CN108274011A (zh) 一种适用于3d打印的具有双峰分布金属粉末的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20191025