硬质合金生产工艺流程

石蜡工艺硬质合金生产工艺

1 生产工艺原理

原理概述

硬质合金是一种由难熔金属硬质化合物与粘结金属组成，采用粉末冶金方法生产，具有很高耐磨性和一定韧性的硬质材料。由于所具有的优异性能，硬质合金被广泛应用于切削加工、耐磨零件、矿山采掘、地质钻探、石油开采、机械附件等各个领域。

矿用合金分厂石蜡工艺硬质合金的生产过程一般为：

a) 将难熔金属硬质化合物（碳化钨、碳化钽等）、粘结金属（钴粉或镍粉）及少量添加剂（硬脂酸或依索敏）经过配料，在己烷研磨介质中进行混合和研磨，添加石蜡的料浆，再经真空干燥（或喷雾干燥）、过筛、制粒，制成掺蜡混合料； b) 掺蜡混合料经鉴定合格，经过精密压制，制成高精度压坯； c) 压坯经真空脱蜡烧结或低压烧结，制成硬质合金。 各工艺过程原理 1.2.1 混合料制备原理

称取所需的各组份原料及少量添加剂，装入滚动球磨机或搅拌球磨机，在球磨机中合金球研磨体的冲击、研磨作用下，各组份原料在己烷研磨介质中得到细化和均匀分布，在喷雾干燥前（或湿磨后期）加入一定量液态石蜡，卸料后经喷雾干燥、振动过筛（或真空干燥、均匀化破碎过筛），制成有一定成分和粒度要求的掺蜡混合料，以满足压制成型和真空烧结的需要。

1.2.2 压制原理

将混合料装入定型模腔内，在压力机冲头或其它传压介质施予的压力的作用下，压力传向模腔内的粉末，粉末发生位移和变形，随压力的增加，粉末颗粒之间的距离变小，粉末颗粒之间发生机械啮合，孔隙度大大降低，同时在成型剂的作用下，混合料被密实成具有一定形状、尺寸、密度、强度的压坯。

在保证压力机、模具及混合料满足压制要求的基础上，利用有效手段控制过程中的各种影响因素，最终得到高精度尺寸的压坯。

由于粉末颗粒与模具壁之间的摩擦作用，使压力在压坯高度方向产生衰减，引起压坯单位高度上的重量变化，即反映了压坯密度的变化。

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道斯特机械自动(或C35-160、C35-500、、TPA50/2、TPA20/3等)双向压力机，是靠机械凸轮在动力带动下完成压制动作，一旦动作的上下死点限定，压制动作就不会改变，故能保证压坯的高度不变，这时，装料量的变化会引起压制力的变化，从而引起压坯尺寸的变化，故应控制单重的波动范围，即通过控制压制工艺参数来实现等密度压制。 1.2.3 烧结原理

在真空条件下加热，进行真空脱蜡烧结过程，有利于排除杂质，提高烧结气氛纯度，改善粘结相的润湿性，促进反应。

将压坯置于真空烧结气氛中加热，随着温度的升高，达到石蜡蒸发温度时，石蜡从压坯中逸出，在小于该温度下的石蜡蒸汽分压时保温足够时间，石蜡从压坯中完全排出，并由捕蜡器回收，压坯得到净化。随着温度进一步升高，压坯发生脱气反应并进一步净化，随之发生固相烧结。

在固相烧结过程中，烧结体内各组元的原子（或分子）扩散，颗粒接触面增大，颗粒间距离减小，烧结体发生收缩，并进一步强化。当温度接近粘结相熔点时，粘结相开始塑性流动，当达到液相温度时，烧结体产生液相，发生液相烧结。

在液相烧结过程中，碳化物表面出现液相层，碳化物颗粒借助扩散作用溶于粘结相中，形成共溶体，碳化物颗粒通过液相再结晶及晶粒长大，使相邻碳化物颗粒紧密联结，烧结体进一步收缩并迅速致密化。在高于液相的烧结温度下保温一段时间，以便使烧结过程充分进行，然后冷却下来。

在整个烧结过程中，烧结体致密到接近无孔隙，并产生一系列物理化学作用和组织结构调整，最终形成致密的、有一定化学成分、物理力学性能、组织结构的硬质合金。 1.2.4 低压烧结原理

在真空条件下加热，进行真空脱蜡烧结过程，有利于排除杂质，提高烧结气氛纯度，改善粘结相的润湿性，促进反应；同时在烧结温度下经过加压作用在产品上，促进产品进一步致密化，消除产品的缺陷，提高产品的综合性能。

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2 生产工艺流程 混合料分厂 购进合格的石蜡料 废压坯 压制 试压 新模具 桌面料、地面料 压坯 废压坯 压坯检查 新石墨舟皿 煅烧 老石墨舟皿 合格压坯 真空烧结 合格成品 喷砂 干燥 刷涂料 成品检验 可修品 成品包装 废品 物供部 图1 石蜡工艺硬质合金生产工艺流程图 3