一種金屬陶瓷球粒的制備方法技術

本發明專利技術涉及材料領域，尤其是一種金屬陶瓷球粒的制備方法。本發明專利技術提供的方法中采用擠出滾圓方法，在擠出時選擇的金屬陶瓷球粒的原料中包括的至少一種金屬單質作為粘結相。本發明專利技術所采用的制粒方法，工藝簡單、易于操作、生產周期短；產品粒度均勻，粒子表面光潔度高。

Method for preparing metal ceramic pellet

The invention relates to the field of materials, in particular to a method for preparing metal ceramic pellets. Using the method of extrusion spheronization method provided by the invention, at least one kind of metal elements including metal ceramic spheres in extrusion of material as binder. The granulating method adopted by the invention has the advantages of simple process, easy operation, short production cycle, uniform particle size and high surface finish of particles.

【技術實現步驟摘要】
一種金屬陶瓷球粒的制備方法
本專利技術涉及材料領域，具體涉及金屬陶瓷球粒的半成品制備方法。
技術介紹
金屬陶瓷是指一種由金屬或合金與一種或多種陶瓷相組成的非均質的復合材料，其中后者約占15%～85%體積分數，同時在制備的溫度下，金屬和陶瓷相之問的溶解度相當小。WC-Co基金屬陶瓷作為研究最早的金屬陶瓷，由于具有很高的硬度(HRC80~92)，極高的抗壓強度6000MPa，已經應用于許多領域。但是由于W和Co資源短缺，促使了無鎢金屬陶瓷的研制與開發，迄今已歷經三代：第一代是“二戰”期間，德國以Ni粘結TiC生產金屬陶瓷；第二代是20世紀60年代美國福特汽車公司添加Mo到Ni粘結相中改善TiC和其他碳化物的潤濕性，從而提高材料的韌性；第三代金屬陶瓷則將氮化物引入合金的硬質相，改單一相為復合相。又通過添加Co相和其他元素改善了粘結相。金屬陶瓷研制的另一個新方向是硼化物基金屬陶瓷。由于硼化物陶瓷具有很高的硬度、熔點和優良的導電性，耐腐蝕性，從而使硼化物基金屬陶瓷成為最有發展前途的金屬陶瓷。WC-Co基金屬陶瓷球粒是表面材料及表面技術的一種重要的高硬度材料，通過采用堆焊等方式與基體材料結合，滿足耐磨耐腐蝕等功能要求，延長設備及工件的使用壽命。目前常見的硬質合金是指由碳化鎢（WC）和鈷（Co）兩種主要組分組成，最高硬度可以達到1700HV（100g載荷），在高硬度的同時，還具有良好的耐磨耐腐蝕性能。目前WC-Co基金屬陶瓷球粒的制備技術及工藝主要是通過制粒、壓制、燒結和精整等步驟制備而成。其中制粒多采用糖衣機制粒，可以通過不斷加入摻膠粉料來調整陶瓷球的粒度。采用糖衣機制粒，半成品粒子粒度范圍分布廣，表面較粗糙，成型率低，制粒時間長。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術提供一種金屬陶瓷球粒的制備方法，可以有效提升陶瓷球粒的光滑度，減小分布范圍。為了實現上述目的，本專利技術所采用的技術方案為，一種金屬陶瓷球粒的制備方法，采用擠出方式制備金屬陶瓷條，將金屬陶瓷條采用離心滾圓的方式切割制粒。進一步地，金屬陶瓷球粒的制備方法，包括以下步驟：（1）將金屬陶瓷粉末與成型劑按照4～12:1的比例混合均勻；（2）將步驟（1）中混合均勻地物料放入擠出機中，得到條狀物料；（3）將步驟（2）中條狀物料放入離心滾圓機中，切割滾圓，得到形貌粒度符合要求的摻膠金屬陶瓷粒子。進一步地，步驟（1）中所述的金屬陶瓷粉末為包含金屬碳化物和粘結金屬的陶瓷粉末。進一步地，所述的成型劑為濃度10～15wt%的SD系列成型劑、石蠟基成型劑、PEG類成型劑中的一種或多種組合。進一步地，步驟（2）中所述放入擠出機中物料干濕度適宜，保證粉末與成型劑充分浸潤，且成型劑溶劑自然揮發10～30%，達到握緊成團且手搓松散的程度。進一步地，步驟（2）中所述的擠出機設置有孔徑為0.5～2.0mm的擋板。進一步地，步驟（3）所述的切割滾圓時間為30～300s。本專利技術還進一步要求保護采用上述方法制備而成的金屬陶瓷球粒。本專利技術的有益效果如下：1.傳統糖衣機制粒方式得到的粒子粒度范圍分布廣，經篩分后得到所需粒度范圍的粒子所占比例較低，導致生產效率低；采用本專利技術方式制備金屬陶瓷球粒所得到的粒子粒徑與擠出時擋板孔徑接近，粒度分布更集中，篩分后得到所需粒度范圍的粒子所占比例高，很大程度上提高生產效率；本專利技術方式很大程度的提高了金屬陶瓷球粒的生產效率和一次成型率；2.傳統糖衣機制粒方式采用添加摻膠粉料的方式來促使粒子長大，導致粒子表面粘結粉料過程中不平整；采用本專利技術方式制備金屬陶瓷球粒在擠出過程中條狀物料已經比較致密，通過孔板后表面光滑，在切割滾圓過程中由于高速旋轉帶來的高離心力和粒子之間相互擠壓摩擦，使表面更加光滑；本專利技術方式很大程度的提高了金屬陶瓷球粒的表面狀態；3.傳統糖衣機制粒方式采用添加摻膠粉料的方式來促使粒子長大，在粒子長大過程中通過不斷加入摻膠粉來調整粒子粒度，導致單個制粒過程需要很長時間；采用本專利技術方式制備金屬陶瓷球粒直接通過擠出孔板控制粒子粒度，整個切割制粒過程只需要30～300s；本專利技術方式很大程度的縮短了金屬陶瓷球粒的生產周期。具體實施方式下面通過具體的實施例對本專利技術做進一步的詳細描述。實施例1：碳化鎢-鈷基金屬陶瓷球粒（碳化鎢為硬質顆粒，鈷為粘結金屬）的制粒方法，包括以下步驟：（1）將碳化鎢-鈷硬質合金混合料與成型劑按照質量比10～12:1的比例混合均勻；（2）將摻膠完成后的物料均勻加入擠出機中，所述的物料干濕度適宜，保證粉末與成型劑充分浸潤，且成型劑溶劑自然揮發10～30%，達到握緊成團且手搓松散的程度，擠出得到干濕度適宜的條狀物料；（3）將條狀物料加入滾圓機中，切割滾圓，滾圓時間為200～300s；（4）觀察粒子成型情況，待粒子呈球形之后，將物料卸出。所述的成型劑為濃度為13～15wt%的SD系列成型劑，所述的擠出機設置有孔徑為1.5～2mm的擋板。經過檢驗可得，產品中粒徑為1.5～2mm顆粒在99%以上。實施例2：碳化鉻-鎳鉻基金屬陶瓷球粒（碳化鉻為硬質顆粒，鎳鉻為粘結金屬）的制粒方法，包括以下步驟：（1）將碳化鉻-鎳鉻混合料與成型劑按照質量比4～7:1的比例混合均勻；（2）將摻膠完成后的物料均勻加入擠出機中，所述的物料干濕度適宜，保證粉末與成型劑充分浸潤，且成型劑溶劑自然揮發10～30%，達到握緊成團且手搓松散的程度；擠出機擠出得到干濕度適宜的條狀物料；（3）將條狀物料加入滾圓機中，切割滾圓，滾圓時間為30～100s；（4）觀察粒子成型情況，待粒子呈球形之后，將物料卸出。所述的成型劑為濃度為10～12wt%的石蠟基成型劑與PEG類成型劑的組合，所述的擠出機設置有孔徑為0.5～1mm的擋板。經過檢驗可得，產品中粒徑為0.5～1mm顆粒在99%以上。實施例3：碳化鈦-鎳鉬基金屬陶瓷球粒（碳化鈦為硬質顆粒，鎳鉬為粘結金屬）的制粒方法，包括以下步驟：（1）將碳化鈦-鎳鉬混合料與成型劑按照質量比7～10:1的比例混合均勻；（2）將摻膠完成后的物料均勻加入擠出機中，所述的物料干濕度適宜，保證粉末與成型劑充分浸潤，且成型劑溶劑自然揮發10～30%，達到握緊成團且手搓松散的程度；擠出機擠出得到干濕度適宜的條狀物料；（3）將條狀物料加入滾圓機中，切割滾圓，滾圓時間為100～200s；（4）觀察粒子成型情況，待粒子呈球形之后，將物料卸出。所述的成型劑為濃度為12～13wt%的石蠟基成型劑與SD系列成型劑的組合，所述的擠出機設置有孔徑為1～1.5mm的擋板。經過檢驗可得，產品中粒徑為1～1.5mm顆粒在99%以上。以上所述僅為本專利技術的優選實施例而已，并不用于限制本專利技術，對于本領域的技術人員來說，在本專利技術的精神和原則內可以有各種更改和變化，這些等同的變型或替換等，均包含在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種金屬陶瓷球粒的制備方法，其特征在于：采用擠出方式制備金屬陶瓷條，將金屬陶瓷條采用離心滾圓的方式切割制粒。

【技術特征摘要】
1.一種金屬陶瓷球粒的制備方法，其特征在于：采用擠出方式制備金屬陶瓷條，將金屬陶瓷條采用離心滾圓的方式切割制粒。2.根據權利要求1所述的金屬陶瓷球粒的制備方法，包括以下步驟：（1）將金屬陶瓷粉末與成型劑按照4～12:1的比例混合均勻；（2）將步驟（1）中混合均勻地物料放入擠出機中，得到條狀物料；（3）將步驟（2）中條狀物料放入離心滾圓機中，切割滾圓，得到形貌粒度符合要求的摻膠金屬陶瓷粒子。3.根據權利要求2所述的金屬陶瓷球粒的制備方法，步驟（1）中所述的金屬陶瓷粉末為包含金屬碳化物和粘結金屬的陶瓷粉末。4.根據權利要求2所述的金屬陶瓷球粒的制備方法，步驟（1）其特征在于：所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓萌，李玉璽，黃維，黃芳躍，
申請(專利權)人：自貢長城硬面材料有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51