~混合料制备01课件
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混合料制造技术
彭文
1 概 述
1.1 混合料制备
1.2 混合料两种生产工艺对比
1.3 质量控制
1概 述
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。
1.1 混合料制备
混合料制备是将各种难熔金属的碳化物和粘结金属及少量 的抑制剂等粉末通过配料计算、球磨、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。 混合料是生产硬质合金压坯的原料。 混合料制备中通常使用的有各类难熔金属碳化物、粘结金 属与少量抑制晶粒长粗的添加剂。
2.1 2.2 2.3 2.4
湿磨作用 300L可倾斜式湿磨机 配料计算 影响湿磨效率的基本因素——球磨因子
1. 2. 3. 4. 5. 球磨机的结构特点对球磨效率影响 球磨机转速 研磨体形状、规格与装球总量 酒精加量 球磨时间及球磨时间因子
2 配料与湿磨
2.5 配料与球磨操作演练
1. 配料 2. 装料与湿磨及卸料 3. 球磨机清洗
1.2混合料两种生产工艺对比
▲
现代混合料生产工艺流程:
配料计算→配料→湿磨→喷雾干燥→混合料鉴 定 现代混合料生产工艺流程短；生产工艺技术 与生产设备合理配套；主要的生产过程均在密 闭的系统中进行；各个工艺参数都能进行准确 的测控是现代混合料生产的主要特征。生产出 来的混合料质量稳定、可靠，适合于生产高精 度的数控刀片压坯的原料。
2 配料与湿磨
2.1 湿磨的作用： • 湿磨主要作用是将配制成固定成份的粉末原料通过该工艺过程使其具备有一定颗粒度，各组元均匀分
布的混合料浆，湿磨过程对混合料所起的作用表现在下述四个方面。
•
·混合作用：混合料通常是由多种组份组成；而且各组分自身的密度、粒度也不尽相同；但要制得 优质的硬质合金产品使用的原料——混合料各组份必须均匀分布。通常是通过湿磨方法来实现。实践 证明，在正常的滚动球磨工艺状态下，钴粉在物料中均匀分布最少需12小时；而补W/C在卸料前1小时 加入即可达到均布的目的。在通常情况下，新配制的混合料仅仅为了达到混合料在各组分均匀分布这 一目的，其球磨时间不得少于12小时。 的团粒结构。同时粒度的大小也不相同。这不利于生产高质量的合金，湿磨就能起到物料的破碎与粒 度均化之作用。
1.2混合料两种生产工艺对比
在传统混合料生产工艺中一般选用橡胶作成型剂；人们 习惯称之为橡胶工艺。混合料的生产分为两步：第一步 是用酒精作介质，采用180立升滚筒式球磨机磨料；再用 通蒸汽的振动干燥器生产不含成型剂的粉末混合料。然 后在混合料中加入橡胶—汽油熔液经螺旋搅拌皿搅拌混 合均匀后，经蒸汽干燥柜进行干燥，最后擦碎—过筛、 制粒，变成可供压制的混合料。 传统的混合料生产工艺因为其生产工艺流程较长，人为 影响因素较多，生产过程不易控制，因而生产的混合料 质量较Байду номын сангаас，是一种逐步被淘汰的生产方法。 现代混合料生产工艺是一种生产工艺流程短、生产设备 与生产工艺相互配套的科学合理的生产工艺。在此以引 进的山特维克公司的生产工艺进行讲述。
2.2 300L可倾斜球磨机
300L可倾斜式球磨机是现代硬质合金生产中广为采用的球磨设备之 一。 1.设备主要参数 球磨筒体体积 300立升 球磨机转速 36转/分 设备功率 12.5千瓦 2.设备结构特点 配备自动定时装置，球磨时间可自由设定、记录与存档。 球磨筒体由δ=8mm的不锈钢制成，外设冷却水套； 筒体内有八根纵向均布的不锈钢筋； 研磨筒体卸料口可以筒体中心水平轴线上下转动45°； 链条传动。 表16:新球磨机钝化指令
▲
1.3
质量管理的基本特点
现代混合料生产线的质量管理最大的特点是量化管理和 信息及时传递，明显区别于传统生产线的粗放管理和个 人意志管理，其主要特点体现在以下几个方面:
• 在山特维克公司所看到的工艺技术文件中，不论是对工
艺参数的规定还是产品的各项特性的规定都是相当确切 的量值，可行性、操作性非常好，即使是需要根据具体 情况进行调整的参数也是基于一些原始数据的变化并依 据一定的数学模型和经验积累值而确切定量的（例如混 合料球磨时间）。在其工艺体系中，任何一个参数都是 定值，绝不是一般粗糙的标准文件所允许的、宽范围的 波动。
• 凡是检查数据都有专人负责统计和统计分析。统计数据,
包括原始记录，都采取“双轨”存档，一份手写稿或打印稿
本单位留存，同时输入电脑，由质量管理中心存储，并负责
上下工序的沟通和数据评价。对数据异常，包括合格参数值
的不正常分布及时发出相关指令，既通知制造工序查找原
因，提出纠正措施，又通知检测岗位特别关注相关参数。通 过长期统计分析不仅保证了生产的稳定性，而且通过数学处 理建立了很多数学模型，如钴磁和总碳的关系，磁力和晶粒 度的关系等。
• ·破碎作用：混合料生产中所使用的原料粒度规格不相同。特别是其中的主要原料——WC存在不少 • ·增氧作用：混合料在湿磨过程中与研磨体、球磨筒体相互之间激烈的碰撞与磨擦作用较易发生氧
• • •
化作用。此外，湿磨过程中酒精中存在的水也间接的强化了这种增氧趋势。氧是硬质合金生产中的有 害物质，它的存量超过了一定的量值对合金的综合性能起到了负面的影响。 防止湿磨过程的增氧作用方法有两个：一是在球磨筒体外加冷却水套，以保持球磨机较低的工作温度； 二是选择恰当的生产工艺，如将成型剂PEG/石腊在湿磨过程与粉末物料一起研磨。这种有机物质的溶 液或细粉状极易被粉末的表面吸收形成一层超薄的表面层，对球磨过程的氧化起到阻隔作用。 湿磨过程的增氧不管采用什么防止措施增氧总是发生的，只不过是程度有所差别而已。300立升可倾 斜式球磨机在正常运行状态下单位小时的增氧量导至碳损失约为0.003%(wt%)。 ·活化作用：球磨过程中由于球体、物料与筒体之间存在激烈的撞碰与磨擦，极易使粉末的晶格发 生扭曲、畸变；粉末体内能增加；这种现象在强化球磨与搅拌球磨过程表现得尤为明显。球磨过程中 出现的活化现象有两种不同的看法：传统的观点认为它对烧结的收缩、致密化过程有利，称之为“活 化烧结”；但在引进技术中认为这种“活化现象”对合金生产不利，它极易引起“夹粗”现象的发生， 因而一般均不主张采用强化球磨与超时球磨的工艺方法生产混合料。
彭文
1 概 述
1.1 混合料制备
1.2 混合料两种生产工艺对比
1.3 质量控制
1概 述
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。
1.1 混合料制备
混合料制备是将各种难熔金属的碳化物和粘结金属及少量 的抑制剂等粉末通过配料计算、球磨、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。 混合料是生产硬质合金压坯的原料。 混合料制备中通常使用的有各类难熔金属碳化物、粘结金 属与少量抑制晶粒长粗的添加剂。
2.1 2.2 2.3 2.4
湿磨作用 300L可倾斜式湿磨机 配料计算 影响湿磨效率的基本因素——球磨因子
1. 2. 3. 4. 5. 球磨机的结构特点对球磨效率影响 球磨机转速 研磨体形状、规格与装球总量 酒精加量 球磨时间及球磨时间因子
2 配料与湿磨
2.5 配料与球磨操作演练
1. 配料 2. 装料与湿磨及卸料 3. 球磨机清洗
1.2混合料两种生产工艺对比
▲
现代混合料生产工艺流程:
配料计算→配料→湿磨→喷雾干燥→混合料鉴 定 现代混合料生产工艺流程短；生产工艺技术 与生产设备合理配套；主要的生产过程均在密 闭的系统中进行；各个工艺参数都能进行准确 的测控是现代混合料生产的主要特征。生产出 来的混合料质量稳定、可靠，适合于生产高精 度的数控刀片压坯的原料。
2 配料与湿磨
2.1 湿磨的作用： • 湿磨主要作用是将配制成固定成份的粉末原料通过该工艺过程使其具备有一定颗粒度，各组元均匀分
布的混合料浆，湿磨过程对混合料所起的作用表现在下述四个方面。
•
·混合作用：混合料通常是由多种组份组成；而且各组分自身的密度、粒度也不尽相同；但要制得 优质的硬质合金产品使用的原料——混合料各组份必须均匀分布。通常是通过湿磨方法来实现。实践 证明，在正常的滚动球磨工艺状态下，钴粉在物料中均匀分布最少需12小时；而补W/C在卸料前1小时 加入即可达到均布的目的。在通常情况下，新配制的混合料仅仅为了达到混合料在各组分均匀分布这 一目的，其球磨时间不得少于12小时。 的团粒结构。同时粒度的大小也不相同。这不利于生产高质量的合金，湿磨就能起到物料的破碎与粒 度均化之作用。
1.2混合料两种生产工艺对比
在传统混合料生产工艺中一般选用橡胶作成型剂；人们 习惯称之为橡胶工艺。混合料的生产分为两步：第一步 是用酒精作介质，采用180立升滚筒式球磨机磨料；再用 通蒸汽的振动干燥器生产不含成型剂的粉末混合料。然 后在混合料中加入橡胶—汽油熔液经螺旋搅拌皿搅拌混 合均匀后，经蒸汽干燥柜进行干燥，最后擦碎—过筛、 制粒，变成可供压制的混合料。 传统的混合料生产工艺因为其生产工艺流程较长，人为 影响因素较多，生产过程不易控制，因而生产的混合料 质量较Байду номын сангаас，是一种逐步被淘汰的生产方法。 现代混合料生产工艺是一种生产工艺流程短、生产设备 与生产工艺相互配套的科学合理的生产工艺。在此以引 进的山特维克公司的生产工艺进行讲述。
2.2 300L可倾斜球磨机
300L可倾斜式球磨机是现代硬质合金生产中广为采用的球磨设备之 一。 1.设备主要参数 球磨筒体体积 300立升 球磨机转速 36转/分 设备功率 12.5千瓦 2.设备结构特点 配备自动定时装置，球磨时间可自由设定、记录与存档。 球磨筒体由δ=8mm的不锈钢制成，外设冷却水套； 筒体内有八根纵向均布的不锈钢筋； 研磨筒体卸料口可以筒体中心水平轴线上下转动45°； 链条传动。 表16:新球磨机钝化指令
▲
1.3
质量管理的基本特点
现代混合料生产线的质量管理最大的特点是量化管理和 信息及时传递，明显区别于传统生产线的粗放管理和个 人意志管理，其主要特点体现在以下几个方面:
• 在山特维克公司所看到的工艺技术文件中，不论是对工
艺参数的规定还是产品的各项特性的规定都是相当确切 的量值，可行性、操作性非常好，即使是需要根据具体 情况进行调整的参数也是基于一些原始数据的变化并依 据一定的数学模型和经验积累值而确切定量的（例如混 合料球磨时间）。在其工艺体系中，任何一个参数都是 定值，绝不是一般粗糙的标准文件所允许的、宽范围的 波动。
• 凡是检查数据都有专人负责统计和统计分析。统计数据,
包括原始记录，都采取“双轨”存档，一份手写稿或打印稿
本单位留存，同时输入电脑，由质量管理中心存储，并负责
上下工序的沟通和数据评价。对数据异常，包括合格参数值
的不正常分布及时发出相关指令，既通知制造工序查找原
因，提出纠正措施，又通知检测岗位特别关注相关参数。通 过长期统计分析不仅保证了生产的稳定性，而且通过数学处 理建立了很多数学模型，如钴磁和总碳的关系，磁力和晶粒 度的关系等。
• ·破碎作用：混合料生产中所使用的原料粒度规格不相同。特别是其中的主要原料——WC存在不少 • ·增氧作用：混合料在湿磨过程中与研磨体、球磨筒体相互之间激烈的碰撞与磨擦作用较易发生氧
• • •
化作用。此外，湿磨过程中酒精中存在的水也间接的强化了这种增氧趋势。氧是硬质合金生产中的有 害物质，它的存量超过了一定的量值对合金的综合性能起到了负面的影响。 防止湿磨过程的增氧作用方法有两个：一是在球磨筒体外加冷却水套，以保持球磨机较低的工作温度； 二是选择恰当的生产工艺，如将成型剂PEG/石腊在湿磨过程与粉末物料一起研磨。这种有机物质的溶 液或细粉状极易被粉末的表面吸收形成一层超薄的表面层，对球磨过程的氧化起到阻隔作用。 湿磨过程的增氧不管采用什么防止措施增氧总是发生的，只不过是程度有所差别而已。300立升可倾 斜式球磨机在正常运行状态下单位小时的增氧量导至碳损失约为0.003%(wt%)。 ·活化作用：球磨过程中由于球体、物料与筒体之间存在激烈的撞碰与磨擦，极易使粉末的晶格发 生扭曲、畸变；粉末体内能增加；这种现象在强化球磨与搅拌球磨过程表现得尤为明显。球磨过程中 出现的活化现象有两种不同的看法：传统的观点认为它对烧结的收缩、致密化过程有利，称之为“活 化烧结”；但在引进技术中认为这种“活化现象”对合金生产不利，它极易引起“夹粗”现象的发生， 因而一般均不主张采用强化球磨与超时球磨的工艺方法生产混合料。