CN113444878A - 钴粉湿法制粒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供钴粉湿法制粒方法,包括混合步骤，先将熔融的制粒剂喷洒到钴粉上，使钴粉与制粒剂均匀混合，然后再喷洒溶剂与钴粉混合均匀，得到混合料。本发明的制粒方法具有工艺简单、制粒剂混合均匀和制得的丸粒球形度高的优点。
Description
技术领域
本发明属于硬质合金粉末处理的领域，具体涉及一种钴粉湿法制粒的方法。
背景技术
钴粉主要应用于硬质合金行业，硬质合金要求具有高的硬度和良好的抗磨性能。而超细硬质合金由于具有良好的硬度和抗磨性，以确保合金的均匀性。超细钴粉的粒度通常在1μm以下，由其粒度细，表面活性大，在空气中易迅速氧化，将影响硬质合金中的碳平衡；超细钴粉的粉尘飞扬大，造成合金生产环境污染和职业健康危害；超细钴粉的流动性较差，不易在球磨过程中分散均匀，容易导致合金钴池缺陷。
专利申请号为CN201110091348.2的发明创造公开了一种制粒钴粉的生产方法，该方法将制粒剂熔融并和有机溶剂混合成悬浊液，但由于溶解度低，悬浊液并不均匀，在与钴粉混合时易出现制粒剂分布不均，致使其在后续工艺中流动性不好，难以和其他金属粉末混合均匀；并且，干燥方式会增加钴粉氧化的风险。专利申请号为CN202010374504.5的发明创造中公开了一种刀具材料及其制备方法，其湿法造粒步骤为：将55wt％的碳化钨粉、15wt％的钴粉、25wt％的碳化物固溶体、5wt％的碳化铌以及预设量的钨粉加入酒精进行湿磨、过筛沉淀、干燥去酒精、再过筛、加入成型剂制粒和再过筛成型，工艺复杂，且选用的钴粉粒度较大，不适用于超细钴粉的造粒。
为了解决上述问题，我们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种球形度高、制粒剂分布均匀的钴粉湿法制粒的方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
钴粉湿法制粒方法,包括混合步骤：为了防止先喷洒溶剂后喷洒制粒剂，钴粉沾湿难以和制粒剂搅拌均匀，本技术方案先将熔融的制粒剂喷洒到钴粉上，使钴粉与制粒剂均匀混合，然后再喷洒溶剂与钴粉混合均匀，得到混合料。
其中，溶剂要求不与钴粉发生化学反应且沸点较低，在100摄氏度左右,能够挥发，张力小，不得使粉末聚团，常见溶剂有酒精、汽油、正己烷、水、四氯化碳、苯和丙酮等。制粒剂又名造粒剂、成型剂、成形剂、粘结剂等，作用是改善颗粒的流动性和压制性能，必须具有适当的粘性，有一定的润滑作用，常用的成型剂为橡胶、石蜡类和聚乙二醇三类制粒剂。
破碎步骤：将所述混合料进行破碎处理得到破碎料，混料阶段部分钴粉可能形成结团，破碎可使混合料充分破碎分散，有利于抛丸制粒。破碎的主要机理是向混合料施加垂直挤压力和横向剪切力，使其通过指定目数的标准筛网，达到破碎作用。
抛丸步骤：将所述破碎料进行抛丸处理制得丸粒，通过调整抛丸转速和抛丸时间，来调节抛丸的大小和颗粒结合强度。
干燥步骤：将所述丸粒进行干燥，得到钴粉丸粒。
其中，本方法适用于超细钴粉的湿法制粒，为了防止超细钴粉氧化，混合步骤和干燥步骤分别是在隔绝氧气条件下进行的。
作为技术方案的进一步改进，为了保证钴粉粘结成型，控制灰分残留量，所述制粒剂为石蜡类和聚乙二醇中的其中一种或组合物,制粒剂添加量为钴粉质量的2～5wt％，以便提升钴粉丸粒的流动性和压制性能。石蜡类制粒剂包括石蜡、微晶蜡、蒙旦蜡、植物蜡、动物蜡、合成蜡，根据分子结构、性能不同，选用特定的种类。
作为技术方案的进一步改进，为了减少污染，所述溶剂为无水乙醇、正己烷、汽油中的其中一种或者组合物,所述溶剂的加入量为所述制粒剂质量的8～12倍，既能保证钴粉的润湿，又不容易结团。
作为技术方案的进一步改进，所述隔绝氧气的方法为抽真空或通入惰性气体，惰性气体可选用氮气、氩气等。
作为技术方案的进一步改进，所述制粒剂、溶剂和钴粉在混料器内混合得到所述混合料，所述混合料在破碎摇摆机内进行粉碎得到所述粉碎料，再将所述粉碎料送到球型抛丸机进行抛丸制得所述丸粒，然后将所述丸粒送入到干燥机干燥得到所述钴粉丸粒，再将所述钴粉丸粒进行筛分分级；其中，所述混料器为夹套式混料器，所述混料器内设置有至少一个搅拌器和至少一个喷嘴,所述混料器还设置有用于隔绝氧气的进气孔和出气孔。
作为技术方案的进一步改进，所述制粒方法为连续生产方法。优选干燥机为流化床式干燥机，筛分时选用分层振动筛，适应于连续生产，提高了本制粒方法的机械化水平。
作为技术方案的进一步改进，为了防止制粒剂分散不均、局部结团，所述制粒剂和所述溶剂分别呈雾状喷洒到钴粉上。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明的制粒方法工艺简单，制粒剂分布均匀，含量极差≤0.3％。进一步说，钴粉制粒的球形度高，流速≤15秒，便于合金混合料球磨时能够快速破碎分散。本发明的钴粉制粒方法具有工艺简单、制粒剂分布均匀、球形度高和便于后续工序加工的优点。
附图说明
图1为本发明所用装置的示意图。
图2是混料机的局部结构示意图。
图中，1.混料机，11.水平旋转臂，12.垂直切刀，2.破碎摇摆机，3.球型抛丸机，4.流化床式干燥机，5.分层振动筛。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1和图2所示，钴粉湿法造粒装置包括沿物料输送方向依次设置的混料器1、破碎摇摆机2、球型抛丸机3、流化床式干燥机4和分层振动筛5，混料器1的出料口与所述破碎摇摆机2进料口对应安装，所述破碎摇摆机2的出料口与所述球型抛丸机3进料口对应，球型抛丸机3出料口与所述流化床式干燥机4进料口对应安装，所述干燥机4的出料口出安装有分层振动筛5。所述混料器1连接有真空机组，所述流化床式干燥机4连接有制氮机组。所述干燥机4出气口连接有过滤器，过滤后氮气再返回到流化床式干燥机4。
混料器1为夹套式混料器，所述混料器1内设置有两个搅拌器和两个喷嘴，两个搅拌器包含水平旋转臂11和垂直切刀12，利于混合均匀，两个喷嘴分别用于喷射溶剂和制粒剂。
打开真空机组，取3kg钴粉加入混料器1内，开启混料器1的设备搅拌；称取熔点为42～70℃石蜡70g(占钴粉质量的2.3％)，加热熔融，通过喷嘴雾状喷入混料器内，边加入边搅拌；石蜡加完后，保持搅拌，通过另一喷嘴缓慢喷入600g酒精，喷完后继续搅拌5分钟，使其充分均匀，制得具有一定湿度的混合料。其中，使用的混料器1的搅拌器水平旋转臂11频率为10Hz，垂直切割刀12频率为30Hz。
将混合料倒入摇摆破碎机2，设定摇摆频率1.5Hz，使用16目破碎筛网，使全部混合料通过破碎筛网制得破碎料。
将破碎料加入球型抛丸机3中，抛丸圆盘转速设定9Hz，抛丸时间65秒，制得钴粉丸粒。
将制得的钴粉丸粒通过流化床式干燥机4，流化床式干燥机4采用氮气流化，然后经过筛分机5筛分，过20目和50目筛，得到：合格产品2477g，即一次成品率80.7％，得到粗、细颗粒共计562g，粗、细颗粒可以返回到摇摆制粒机参与后续制粒，实际原料利用率可以达到99％。
成品随机取样，用DSC-TG同步热分析仪测量含蜡量，根据GB/T1482-2010/ISO4490:2001测定钴粉丸粒的球形度，结果如表1所示。
表1.实施例中钴粉丸粒的含量及球形度
| 序号 | 含蜡量(wt％) | 球形度(s) |
| 1 | 2.15 | 14.21 |
| 2 | 2.15 | 14.16 |
| 3 | 2.25 | 14.70 |
| 4 | 2.05 | 14.62 |
| 5 | 2.25 | 14.89 |
| 6 | 2.25 | 14.78 |
| 7 | 2.20 | 14.77 |
| 8 | 2.10 | 12.42 |
| 9 | 2.15 | 14.50 |
| 10 | 2.19 | 14.10 |
| 11 | 2.00 | 13.77 |
| 12 | 2.15 | 14.35 |
| 13 | 2.10 | 13.90 |
表1中含蜡量极差为0.287％，经测试球形度，丸粒流速≤15秒。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (8)
1.钴粉湿法制粒方法,包括混合步骤:先将熔融的制粒剂喷洒到钴粉上，使钴粉与制粒剂均匀混合，然后再喷洒溶剂与钴粉混合均匀，得到混合料，其中，所述混合步骤是在隔绝氧气条件下进行的。
2.根据权利要求1所述的钴粉湿法制粒方法，其特征在于，它还包括
破碎步骤：将所述混合料进行破碎处理得到破碎料；
抛丸步骤：将所述破碎料进行抛丸处理制得丸粒；
干燥步骤：将所述丸粒进行干燥，得到钴粉丸粒；
其中，干燥步骤是在隔绝氧气条件下进行的。
3.根据权利要求2所述的钴粉湿法制粒方法，其特征在于，所述制粒剂为石蜡和聚乙二醇中的其中一种或组合物,制粒剂添加量为钴粉质量的2～5wt%。
4.根据权利要求2所述的钴粉湿法制粒方法，其特征在于，所述溶剂为无水乙醇、正己烷、汽油中的其中一种或者组合物,所述溶剂的加入量为所述制粒剂质量的8～12倍。
5.根据权利要求2所述的钴粉湿法制粒方法，其特征在于，所述隔绝氧气的方法为抽真空或通入惰性气体。
6.根据权利要求2-5所述的钴粉湿法制粒方法，其特征在于，所述制粒剂、溶剂和钴粉在混料器内混合得到所述混合料，所述混合料在破碎摇摆机内进行粉碎得到所述粉碎料，再将所述粉碎料送到球型抛丸机进行抛丸制得所述丸粒，然后将所述丸粒送入到干燥机干燥得到所述钴粉丸粒，再将所述钴粉丸粒进行通过筛分机筛分分级；其中，所述混料器为夹套式混料器，所述混料器内设置有至少一个喷嘴,所述混料器还设置有进气孔和出气孔。
7.根据权利要求6所述的钴粉湿法制粒方法，其特征在于，所述制粒方法为连续生产方法。
8.根据权利要求6所述的钴粉湿法制粒方法，其特征在于，所述制粒剂和所述溶剂分别呈雾状喷洒到钴粉上。
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