~混合料制备01

现代硬质合金生产中单批配料总量虽然相同，Bc-tot也相同，但由于采用原料（指所有参
配原料）批次不同，即化学成份有些细微的差别；不同批号的原料经配料计算后，各元素 的配料实际量是不相同的；而且每批混合料计算的结果表明，几乎都得进行补W/C。
现代硬质合金混合料配料计算中引出一个重要的概念：“Bc-tot”，通常称之为碳平衡系数。
配料计算的核心内容就是根据指令如何计算牌号的总碳；并采用补 C/W的手段进行调控，以
达到指令要求为止。
传统生产中配料计算均按合金的名义成分进行计算，唯一强调的是所选择的原料应符合标
准规定。如YG8合金，即可按WC百分之九十二、钴含量百分之八计算配料量。（当然WC与Co 应符合原料的技术标准）；一张配料指令可长期采用。
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。
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·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。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 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。
• ·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
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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。
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。
1.配料计算程序
• · 准备好所配混合料牌号的指令卡 • · 各组分含量计算
M=Q· e
M——组分配料重量（g） e——组分的百分含量（%） Q——所配混合料总重量（g）
• · 碳平衡计算：
Bctot1=Ctot+0.86N- Cteor
Bctot1：配料计算时实际碳平衡系数（%） Ctot：所配混合料由原料带进的实际总碳含量（%） 0.86N：所配混合料因由原料带进的换算成总碳含量（%） Cteor：按牌号组分计算混合料理论总碳量（%） Cteor=0.0664Ta+0.1293Nb+0.2507Ti+0.0653W
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Ta……W……分别表示混合料Ta……W等成分的百分含量（%） Bctot1与Bctot进行比较：Bctot1大则需补钨；Bctot1小则需补 碳；两者持平则不需进行补W/补C。
1.配料计算程序
• 补碳计算： • a= • a=a……碳黑补加量 • Q……所配混合料总量（g）
• 补钨计算：当a<0时，
1.2混合料两种生产工艺对比
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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。
2.2 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
其真实的含义是某一个合金牌号 理论总碳的百分含量与该牌号在配料计算时候总碳的实 际百分含量的差值。“Bc-tot”有正负取值之分；取值范围一般在 +0.10%之间；如有特殊需 要允许合金出现η1 相或石墨相， Bc-tot取值还可突破上述范围。前面所提到的 M20 合金， 就是Bc-tot取值不同，而最终生产出三个性能完全不同的合金牌号。B-tot的取值范围在后 面的混合料质量控制部分将有详细讲述。
2.4影响球磨效率的基本因素——球磨因子
混合料在生产过程中由于选择的球磨设备不同，湿磨工艺参数选择不同，湿磨
的效率（效果）完全不同。下面对300立升可倾斜式球磨机球磨效率进行分析。 1.球磨机的结构特征——对研磨效率的影响 球磨筒体结构能确保球磨过程的工艺控制稳定、可靠；确保了球磨效率；混合 料性能在设备运行中的一致性。设备结构特点在前面已有介绍，这里只对结构 特点是如何影响湿磨过程的。 不锈钢筒体内壁纵向均布（焊接）八条钢筋，这使得筒体在转动时，大大减少 研磨体与筒体的相对运动（滚动或滑动摩擦），因钢筋阻隔作用可使处在与筒 体相接触的研磨体，可示为静止状态，这样使筒体磨损大大减少。一方面可防 止混合料铁元素的增加；另一方面大大延长筒体的工作寿命。 筒体外侧带冷却水套；使湿磨机在运行中物料研磨处于稳定的、相对低温状态， 冷却水温为10℃~12℃；这一方面可使物料增氧降到一个稳定的、低水平状态， 同时确保成形剂这类有机化合物处在一种较稳定的、可控的物理状态。这种带 冷却水套的筒体对研磨石腊作成型剂、酒精做湿磨介质生产混合料的工艺变得 尤为有利。 卸料口可向上、向下（以水平轴心）旋转45°，这一方面使混合料装卸料过 程简单方便，同时对卸料过程与筒体清理工艺控制更到位、更可靠；一方面防 止夹粗/夹细、混料/聚集等现象的发生，另一方面单批物料的收率在湿磨工 序稳定在一个较高的水平；劳动条件也大为改善。 球磨定时装置与设备采用链条传动这一特征，确保了球磨时间的可控；与筒体 转速在运行状态中的一致性。这一点与180立升滚筒式球磨机比较显得更为科 学、合理。
• e=
• e=q=e……初步计算中算出WC总量中应减少的WC量
（ g） • f……选用的WC中的总碳含量（%） • q……钨粉（0.4μ）补加量（g） • h……选用WC中钨含量（%）
2.配料计算的基本步骤
依次将PR料、（Ta〃Nb）C、（Ti〃W）C、WC、Co、Ni、 Cr3C2、VC和其它原料中Co、Ni、Ta、Nb、Ti、W、Cr、V、 Ctot、Cf、N等元素计算出来。 计算出所有组元的总配量；包括由这些组元带进的总碳含量 （Ctot）和N含量（%） 按牌号标准组分计算出各元素如Ta、Ti、Nb、W、Cr、V等 所需的理论碳量并相加得出该牌号理论碳量Cteor(%) 计算出Bctot1； 进行Bc-tot与Bctot1比较； 补W/C计算。 3.钨、碳补加注意事项 补钨总量不得超过混合料总量的1.2%(wt%) 补碳总量不得超过混合料总量的0.07%(wt%) 补钨用的钨粉粒度约为0.4μm超细钨粉 补碳用的碳黑宜采用泸洲产的优质碳黑，习惯称之为“灯 黑”。 4.配料计算示范（附相关指令卡及表格）
• 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。
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
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 质量较差，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。
机型 300L 装球量 （ug） 1200 装（残） 量（kg） 200 酒精加量 （L） 50 钝化时间 （t） 24
2.3 配料计算
硬质合金生产中不同的牌号有其不同的成分，也就是说有一个标准组成。但在现代硬质合
金生产中这个标准成分只不过是名义上的组成，并不代表合金的确切成分。合金名义组分 与实际组分主要差别是碳含量的差别和 WC粒度之差别。碳量的差别仅仅是万分之几的差别。 如工厂某引进某切削牌号，因 Bc-tot 值选择分别为 +0.03% 、 +0.09% 、 +0.21% ，却演译出使 用范围不同的三个单独的切削牌号；同样是引进的一个钴含量是 6% 的合金，因使用的 WC粒 度规格不同（即HCP值不同），而变成可供矿用、切削与耐磨件三个完全不同的牌号.