硬质合金混合料的制备
讲授：刘志芳
混合料制备
一、前言 混合料制备是硬质合金生产的第一道工序，也是最重要 的生产工序之一；混合料质量的好坏直接关系到硬质合金产 品的内部材质与外观质量。
▪ 概念、混合料制备是将各种难熔金属的碳化物、粘结金属及 少量的抑制剂等粉末，通过配料计算、湿磨、干燥等工序过 程，制备成有准确成份、配料组分均匀分布、粒度一定的粒 状混合物的生产工艺过程。
原料标准
一、钨、钴、碳技术条件 ▪ 钨粉技术条件
W≥99.8%、O≤0.40%、 Fsss粒度≤0.6μm（微米） ▪ 碳黑技术条件 冶金级圆粒状 C总≥99.0%、水份≤0.30%、灰份≤0.20% ▪ 专用钴技术条件 Co≥98.8%、O≤0.50%、C总≤0.10% Fsss粒度≤1.0-1.5μm（微米）
▪ 模压成型剂相对简单一些，成熟一些，公开的程度也大一些。 目前最常用的模压成型剂大致分为三大类，即橡胶、石蜡和 PEG（聚乙二醇）。
▪ 橡胶特性：优点是成型压力低，压坯强度高，可以用于复杂 制品成型。缺点是杂质含量高，易老化，不适合喷雾干燥， 不宜于真空脱除，通常残留碳量高达（0.2-0.3）％。目前 只有一些中小型企业仍然还在使用橡胶成型剂用于生产中低 档产品、以及用于形状复杂的产品。用作橡胶成型剂的橡胶 有：丁钠橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。
原料标准 ▪ 各类WC技术条件
1µ ：WC计算量： ≥％ C总：6.11-6.15％ C化合：≥6.07％ 粒ห้องสมุดไป่ตู้Fsss（µm）：1.0-1.5 O（%）： ≤0.15
2.5µ ：WC计算量： ≥99.8％ C总：6.10-6.13％ C化合：≥6.07％ 粒度Fsss（µm）：2.50-2.90 O（%）： ≤0.08
▪ 工艺材料主要有、 研磨/湿磨介质、成型剂、接触材料、保护气体和催化剂等。
▪ 湿磨介质、酒精、丙酮、己烷等。 湿磨介质用得最多的是酒精，它既适合经典橡胶工艺
也适合石蜡、或PEG工艺。它最大的优点是料浆粘度低，物 料分散性好。酒精燃点较高，安全环保，回收方便。
▪ 成型剂：橡胶、石蜡、PEG等。 1、橡胶的优缺点和应用； 2、石蜡的优缺点和应用； 3、PEG（聚乙二醇）的优缺点和应用。
原料标准
▪ 各类WC技术条件 06µ ：WC计算量： ≥99.8％ C总：6.18-6.22％ C化合：≥6.06％ BET：1.80-2.30m2/g Cr3C2:0.66%±0.01% VC：0.35%±0.01% O：≤0.30%
08µ ：WC计算量： ≥99.8％ C总：6.12-6.16％ C化合：≥6.07％ 粒度Fsss：0.70-0.80µm Cr3C2:0.5%±0.01% O：≤0.20%
原料标准
二、其它硬质化合物技术条件
项目 TiCN TiC 4K40 4K32
Ti%
总碳%
N%
W%
Fsss
≥76.5 ≥7.8
13.2-13.6
-
1.5-4.5
≥78
≥19.3 ≤0.54
39.5±1. 5
▪ 钴粉、镍粉则是最重要的粘结金属。 ▪ C、W常用作硬质合金中碳平衡的添加剂， Cr3C2、 VC、TaC
则广泛用作硬质合金制造过程中抑制晶粒长大的添加剂。
工艺材料的定义与分类 ▪ 工艺材料、
指参与制造过程反应或存在于中间产品中，但不构成产品成 分的物质和虽不直接参加反应但与制品直接接触且对产品质 量产生重要影响的物质。
▪ 混合料制备中通常使用的难熔金属碳化物有WC、WC-TiC固溶 体，粘结金属主要是Co，抑制晶粒长粗的添加剂有Cr3C2、 VC、TaC、NbC、TNC等。辅助工艺材料包括成型剂PEG（聚乙 二醇）与石腊，湿磨介质通常采用酒精。
二、原料和工艺材料
▪ 主要内容、 1、概述 2、原料标准 3、工艺材料技术条件
▪ 石蜡特性：优点是既适于喷雾干燥，也适于一般混合器掺蜡 制粒。石蜡是纯度最高的物质，易于脱除，残留碳非常低 （0.1％以下），粒料不易老化。
▪ 缺点是混合料松装密度小，压缩比大，压制压力大，压坯强 度低，复杂形状的产品难成型，混合料的压制性能受温度影 响较大。
▪ PEG（聚乙二醇）特性：优点是溶于酒精和水（实际上溶于 酒精也是溶于酒精中的水），特别适合于喷雾干燥。纯度高， 易脱除，残留碳与石蜡相当，且成型性能好，压坯强度也高。 其缺点是具有强的吸水性，对环境的温度和湿度要求高。
原料标准
▪ 普通钴技术条件 Co≥98.8%、O≤0.50%、C总≤0.10% Fsss粒度≤1.0-1.5μm（微米）
▪ 各类WC技术条件 04µ ：WC计算量： ≥99.8％ C总：6.30-6.35％ C化合：≥6.06％ BET：2.40-2.70m2/g Cr3C2:0.55%±0.01% VC：0.24%±0.01% O：≤0.35%
二、原料和工艺材料
▪ 原料和工艺材料概述 ▪ 原料、
是指其主要组成元素构成制品化学组分的物质。 ▪ 原料分类、根据其在硬质合金中的作用或存在形式可分为
硬质相化合物、粘结金属、改性组元和涂层材料四大类。
原料的定义与分类
▪ 硬质相化合物主要有、WC、TiC、TaC、NbC、TiN、HfC、 （TiW）C、TiCN、（WTiTa）C、（WTiTA）（CN）等。
▪ 接触材料：烧结用舟皿、填料、舟皿涂料。 ▪ 保护性气体：氮气、氢气、氩气。
常用的成型剂类型
▪ 成型剂是硬质合金制造过程中最重要、研究最多的工艺材料。 由于成型方法多、成型剂原理不同，要求不同，种类也很多。 挤压成型剂、注射成型剂、粉浆浇注成型剂等文献资料报导 不少，但主要是关于原理和特性方面的陈述，真实的成份和 组份各个企业都把它视作商业机密，几乎没有公开的。
原料标准
▪ 各类WC技术条件 5µ ：WC计算量： ≥99.8％ C总：6.10-6.13％ C化合：≥6.07％ 粒度Fsss（µm）：4.90-5.40 O（%）： ≤0.08
12µ ：WC计算量： ≥99.8％ C总：6.07-6.10％ C化合：≥6.07％ 粒度Fsss（µm）：12.0-15.0 O（%）： ≤0.05