CN111922333A - 一种硬质合金混合料分散剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硬质合金混合料分散剂及其制备方法，包括脂肪醇聚氧乙烯醚，20‑35；月桂酸,45‑70；偶联剂，10‑25。采用上述分散剂，优化混合料球磨过程中金属粉末与石蜡混合的均匀性及其两者在非极性溶剂中的润湿性，进而提高球磨过程中均匀性和研磨效率。
Description
技术领域
本发明属于硬质合金技术领域，具体涉及一种硬质合金混合料分散剂。
背景技术
硬质合金行业近年来快速发展，现在更是被称为现代工业制造的脊梁，可见其在工业中所起的重要作用。在硬质合金生产中，为使得粉末压制成型，制备出各种形状的产品，必须加入一定量的成型剂，目前国内的成型剂基本有四种，第一橡胶体系、第二类石蜡体系、第三类聚乙二醇体系、第四类高分子化合物类，目前国内基本还是以前三种为主，第四类成型剂论文专利多见，实际大批生产中运用的较少。而橡胶成型剂虽具有很好的成型性，但其残留问题较难解决，目前多用于一些较难成型的特殊产品上；聚乙二醇成型剂一般对应酒精体系，该体系成型性好，球磨润湿性好，但对生产环境要求很高，该体系为极性体系，易吸湿，控碳的难度较高，目前全国普遍性还不是很高。而石蜡成型剂可对应极性溶剂(如酒精)，也可对应非极性溶剂(庚烷，己烷及其异构体)，目前市场上石蜡成型剂体系依旧占有较大比例。
随着硬质合金行业快速发展，客户对于产品的合格率及性能的要求越来越高，对于生产厂家来说改善硬质合金性能，提高产品合格率成为目前各个企业亟待解决的问题。而从成型剂方面对硬质合金混合均匀性，松装密度，金相及后期各项性能的稳定和改善有着重要的作用。
近年来关于石蜡成型剂改善方面的论文及专利较多：
如：一种硬质合金生产用成型剂(CN107460355A)，公开了一种新的硬质合金生产用成型剂，由硬脂酸和聚氨酯树脂组成，在以酒精为湿磨介质下共同球磨，可得到均匀的硬质合金混合料料浆；
一种硬质合金生产用成型剂(CN108188405A)，公开了一种在球磨过程中利用牛脂基二羟乙基氧化胺和脂肪酸聚氧乙烯酯作为分散剂，提高硬质合金粉料球磨过程中各组分混合均匀性；
一种硬质合金成型剂的制备方法(CN107159877A)，发明了一种以乳酸，乙醇酸和聚乙二醇为原料的聚合共聚改性成型剂，最后在微生物的作用下利用鱼油处理增加了疏水性基团的数量，提高了耐水性，解决了传统成型剂易吸湿受环境影响大的缺陷。
一种采用改性蜡成型剂的硬质合金混合料制备方法(CN108838386A)，采用该改性蜡成型剂在酒精溶剂中极易分散开，喷雾流动性好，粉料均匀，压制性能好。
一种硬质合金混合料的制备方法(CN101514405B)，发明了一种混合料的制备方法，该方法采用石蜡酒精体系，采用油酸，硬脂酸作为分散剂，生产工艺流程短，产品质量稳定可靠，生产效率高。
一种硬质合金生产用成型剂(CN101372557B)，采用由硬脂酸聚氧乙烯酯、邻苯二甲酸二辛酯，氢化松香三种物质组成的成型剂，以酒精作为溶剂，该方法简便，安全环保，成型性好，可以压制复杂形状的产品。
综上，以上对于石蜡体系的改善基本上都是对于酒精溶剂体系而进行的改善，对于石蜡非极性溶剂体系进行改善的研究很少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于石蜡非极性溶剂体系的表面活性剂，用于改善混合料过程中混合均匀性及球磨效率。
为解决以上技术问题，本发明提供了一种硬质合金混合料分散剂，包括下列质量份的组分：
脂肪醇聚氧乙烯醚，20-35
月桂酸,45-70
偶联剂，10-25。
其中配方中偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸脂偶联剂。
本发明还提供了一种将上述分散剂应用于硬质合金混合料的制备方法，在球磨工序，将研磨体、硬质合金粉末、湿磨介质、石蜡按常规工艺加入球磨机，并按照混合料质量的0.05％-0.20％加入所述分散剂。
作为一种优选，所述湿磨介质为己烷、庚烷或己烷、庚烷的异构体等非极性溶剂。
本发明的有益效果是，优化混合料球磨过程中金属粉末与石蜡混合的均匀性及其两者在非极性溶剂(可为己烷、庚烷或其同分异构体)中的润湿性，进而提高球磨过程中均匀性和研磨效率。
具体实施方式及效果
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明以下实施例中的混合料制备方法，除球磨工序添加的分散剂、球磨时间外，其他工艺均与相应牌号硬质合金混合料及其合金制备的常规工艺相同。
实施例1：
一种硬质合金混合料分散剂，包括下列质量份的组分：脂肪醇聚氧乙烯醚，20；月桂酸，70；钛酸脂偶联剂，10。
该分散剂添加配比适用于超细颗粒及细颗粒硬质合金球磨。
将上述分散剂应用于Co含量6％超细WC的硬质合金混合料及合金的制备方法，其步骤包括：
1、球磨工序：将研磨体、硬质合金粉末、湿磨介质、石蜡按常规工艺加入球磨机球磨，并同时加入硬质合金粉末质量0.18％的所述分散剂，所述湿磨介质为庚烷。球磨时间见表1。
2、干燥工序：过筛，喷雾干燥获得混合料颗粒。
3、压制工序：压制坯体尺寸15mm×15mm×6mm半成品。
4、烧结工序：半成品烧结，得到最终硬质合金产品。
试验结果：
采用常规工艺(硬脂酸或伊索敏作为分散剂)制备YG6超细WC硬质合金混合料及合金作为对比例1，对比例1分散剂、球磨时间见表1,其余工艺与实施例1均相同。制作相同尺寸的半成品，按照该牌号固有烧结参数同炉烧结并对样品矫顽磁力，WC粒度定量，金相进行分析对比，结果如下表1：
表1不同分散剂混合料及烧结后样品性能对比
实施例2：
一种硬质合金混合料分散剂，包括下列质量份的组分：脂肪醇聚氧乙烯醚，30；月桂酸，60；硅烷偶联剂，10。
该分散剂添加配比适用于细颗粒硬质合金球磨。
将上述分散剂应用于Co含量6％细WC的硬质合金混合料及合金的制备方法，其步骤包括：
1、球磨工序：将研磨体、硬质合金粉末、湿磨介质、石蜡按常规工艺加入球磨机球磨，并同时加入硬质合金粉末质量0.10％的所述分散剂，所述湿磨介质为庚烷。球磨时间见表2。
2、干燥工序：过筛，喷雾干燥获得混合料颗粒。
3、压制工序：压制坯体尺寸15mm×15mm×6mm半成品。
4、烧结工序：半成品烧结，得到最终硬质合金产品。
实施试验结果
采用常规工艺(硬脂酸或伊索敏作为分散剂)制备YG6细WC硬质合金混合料及合金作为对比例2，对比例2分散剂、球磨时间见表2,其余工艺与实施例2均相同。制作相同尺寸的半成品，按照该牌号固有烧结参数同炉烧结并对样品矫顽磁力，WC粒度定量，金相进行分析对比，结果如下表2：
表2不同分散剂细颗粒WC混合料及烧结后样品性能对比
实施例3：
一种硬质合金混合料分散剂，包括下列质量份的组分：脂肪醇聚氧乙烯醚，25；月桂酸，50；硅烷偶联剂，25。
该分散剂添加配比适用于中颗粒硬质合金球磨。
将上述分散剂应用于Co含量8％中颗粒WC的硬质合金混合料及合金的制备方法，其步骤包括：
1、球磨工序：将研磨体、硬质合金粉末、湿磨介质、石蜡按常规工艺加入球磨机球磨，并同时加入硬质合金粉末质量0.10％的所述分散剂，所述湿磨介质为庚烷。
2、干燥工序：过筛，喷雾干燥获得混合料颗粒。
3、压制工序：压制坯体尺寸15mm×15mm×6mm半成品。
4、烧结工序：半成品烧结，得到最终硬质合金产品。
实施试验结果
采用常规工艺(硬脂酸或伊索敏作为分散剂)制备YG8中颗粒WC硬质合金混合料及合金作为对比例3，对比例3分散剂、球磨时间见表3,其余工艺与实施例3均相同。制作相同尺寸的半成品，按照该牌号固有烧结参数同炉烧结并对样品矫顽磁力，WC粒度定量，金相进行分析对比，结果如下表3：：
表3不同分散剂YG8混合料及烧结后样品性能对比
实施例4：
一种硬质合金混合料分散剂，包括下列质量份的组分：脂肪醇聚氧乙烯醚，35；月桂酸，45；钛酸脂偶联剂，20。
该分散剂添加配比适用于粗颗粒硬质合金球磨。
将上述分散剂应用于制备Co含量15％的YG15粗颗粒WC硬质合金混合料及合金的制备方法，其步骤包括：
1、球磨工序：将研磨体、硬质合金粉末、湿磨介质、石蜡按常规工艺加入球磨机球磨，并同时加入硬质合金粉末质量0.05％的所述分散剂，所述湿磨介质为庚烷。
2、干燥工序：过筛，喷雾干燥获得混合料颗粒。
3、压制工序：压制坯体尺寸15mm×15mm×6mm半成品。
4、烧结工序：半成品烧结，得到最终硬质合金产品。
实施试验结果
采用常规工艺(硬脂酸或伊索敏作为分散剂)制备YG15粗颗粒WC硬质合金混合料及合金作为对比例4，对比例4分散剂、球磨时间见表4,其余工艺与实施例4均相同。制作相同尺寸的半成品，按照该牌号固有烧结参数同炉烧结并对样品矫顽磁力，WC粒度定量，金相进行分析对比，结果如下表4：
表4不同分散剂YG15混合料及烧结后样品性能对比
从上述实施例可以看出，采用本发明的分散剂，对于非极性溶剂中WC颗粒研磨效率的有明显提高(在原牌号正常球磨时间4h-6h前WC颗粒度已达到要求粒度)，混合均匀性好，且最终制得产品的残留少。因此可以广泛的运用于非极性溶剂的WC球磨混合过程中。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。实施例1-4分散剂的配方及其应用适用于相应牌号硬质合金混合料及其合金的生产。本发明还可以扩展到任何在本说明书、权利要求书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (4)
1.一种硬质合金混合料分散剂，其特征在于，包括下列质量份的组分：
脂肪醇聚氧乙烯醚，20-35
月桂酸,45-70
偶联剂，10-25。
2.如权利要求1所述的硬质合金混合料分散剂，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸脂偶联剂。
3.一种采用权利要求1所述的分散剂的硬质合金混合料制备方法，其特征在于，在球磨工序，将研磨体、硬质合金粉末、湿磨介质、石蜡按常规工艺加入球磨机，并按照硬质合金粉末质量的0.05％-0.20％加入所述分散剂。
4.如权利要求2所述的混合料制备方法，其特征在于，所述湿磨介质为己烷、庚烷或己烷、庚烷的异构体等非极性溶剂。
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