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硬質合金的生產

粉末冶金材料

煉製硬質合金首先根據產品要求將各種所需的粉料按一定的比例混合,粉料被壓制成形。在高溫燒結爐中,經過一個精確控制的加熱過程,配料的硬質合金結構得以形成。在加熱過程中,坯料體積會收縮約50%。燒結後的硬質合金部件通過後續的研磨、拋光等工序,製成最終成品。

硬質合金生產流程:
1、原材料
常見的鎢礦有白鎢礦和鎢錳鐵礦。仲鎢酸鹽(APT)是生產的原材料。第一步是“濕法冶煉”,包括一組的分步溶解,沉澱和分離過程。
2、還原
APT在氫氣中加熱,就被還原成為純鎢粉(W)。通過調節還原過程,鎢粉的晶粒度尺寸可以控制在ca1-2_m。
3、碳化
鎢粉和碳(炭黑)按適當比例混合。混合物在氫氣中經過高溫加熱,反應生成碳化鎢粉末(WC)。
4、配料
不同的WC粉末種類和粘結鈷(Co)粉末被視為實際生產硬質合金的原材料。根據硬質合金牌號和規定的成分來稱量WC、鈷和其他添加劑,得到混合粉末,然後進行濕磨混合。
5、球磨
球磨同時作用於碳化物的細微性和料漿的均勻度。球磨工序關係到燒結後能否得到材質均勻的硬質合金。
6、噴霧乾燥
球磨後料漿必須乾燥制粒,可通過噴霧乾燥法。該“準備壓制(Ready-to-press)”(RTP)粉末由含有各成分的球形糰粒構成。
7、粉料檢測
RTP粉末的壓制特性和成分對後續生產時至關重要的。粉末的細微性和形貌需要檢測,此外,粉末還要有很好的流動性,以保證粉末均勻地填滿模具型腔。
8、成型
硬質合金的生產過程進入粉末壓型工序。不同的成型方法:
單一軸向壓制:外形的可重複性好,相對高的固定成本投入,低可變成本。
冷等靜壓:用於不適合單一軸向壓制的形狀,低固定成本,高可變成本。
擠出成型:用於硬質合金圓棒、高固定成本,低可變成本
9、修型
有時壓坯需要經過修型或整形,獲得一個合適的形狀之後再進行燒結。
10、燒結
燒結式硬質合金生產的最後一個工序,只有經過燒結硬質合金才能獲得其作為高強度工程材料的所有特性燒結過程需要加熱到一個足夠高的溫度,使粘結相溶化並與碳化鎢結合起來。燒結過程可以是一般燒結,可加入高壓氣體實現HIP燒結。
11、加工
燒結後的硬質合金壓坯體積上會有50%的收縮。燒結後的硬質合金坯料即可以直接銷售,或通過放電加工、車削、鑽孔、研磨等製成工具來銷售。
12、品質管制
品質控制室在硬質合金部件出貨前的一道工序。只有尺寸、外形、物理性能等檢驗合格後,才能被批准成為(合格的)硬質合金部件。



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