硬質合金混料濕磨—噴霧乾燥工藝

硬質合金的基本組成是碳化鎢WC+鈷Co，其具有高硬度、高強度、高耐磨性以及良好的化學穩定性，可廣泛運用於各種切削工具、挖掘工具等。而如今硬質合金又在電子領域以及一些醫用領域有了新的發展，如PCB微鑽、牙醫所使用的微鑽，都給硬質合金的性能提出了更高的要求。因此，從原料入手，高品質的硬質合金混料是保證最終硬質合金成品性能的關鍵要素之一，若硬質合金混料品質不佳，即使工藝和設備再先進，也無法制得具有優良性能的硬質合金產品。目前，國內硬質合金混料的製備方法主要包括兩種，其一是濕磨—機械制粒工藝，另一種則是濕磨—噴霧乾燥工藝。濕磨—機械制粒工藝設備較為簡單，操作也較為方便，但是其乾燥和制粒兩個工序需要分開進行，工序時間較長，期間物料也容易接觸空氣或者其他雜質發生氧化和髒化，所制得的硬質合金混料的品質相對不佳。

而硬質合金混料濕磨—噴霧乾燥雖然設備較為複雜、前期的投資相對較高，但是其生產自動化水準較高，生產出的混料有較好的流動性，粒度分佈均勻，松裝密度穩定，能夠滿足大批量且高性能的硬質合金產品的生產需求。與傳統的濕磨—機械制粒工藝相比，濕磨—噴霧乾燥工藝的基本過程為配料→濕磨→噴霧乾燥→混料，其取代了原來真空乾燥、擦篩、制粒等多個工序，極大地提高了整體的工作效率。在配料這一工序上應注意原料粒度的選擇以及控制碳氧平衡。要求WC粉粒度均勻及其原始晶粒度與燒結後硬質合金晶粒度相等。而控制碳氧平衡最為關鍵也是最難控制的一個方面，由於W-C-Co三元合金中C的含量所允許的波動範圍是極其有限的，一旦出現脫碳相（η相）或滲碳相（石墨相），硬質合金的性能將會急劇下降。

接下來的濕磨工序是將按一定比例配好的WC粉、Co粉以及其他碳化物粉和添加劑加入濕磨機進行球磨，直到研磨成所需粒度，並與Co實現充分混合。在濕磨的過程中，只有破壞並分散顆粒的團聚，將物料充分破碎和分散，才能保證粉末各組元間有效混合。而濕磨又可分為滾動球磨和攪拌球磨兩種方式。滾動球磨利用筒內研磨體（球）和被研磨體（物料）在摩擦力和離心力作用下旋轉至一定高度後自由落下，對筒內物料產生衝擊和磨削作用將物料磨碎並攪拌均勻。而攪拌球磨機則是依靠動力帶動轉軸攪拌轉動攪拌球和物料，其轉動產生的切向分力和離心力將球和物料沿徑向移動。因受筒底阻力和筒壁阻力而使物料和球產生垂直分力和切向分力使球和物料螺旋式上升，相互碰撞、摩擦形成複雜運動。

噴霧乾燥塔是進行硬質合金混料乾燥及制粒是目前國內外混料生產中較為先進的生產工藝。將濕磨後的混合料用泵壓入給料槽，攪拌均勻後加熱，在壓力作用料漿被送至霧化器霧化後從塔體下部噴入塔內。經油氣熱交換機加熱的氮氣N2由送風機送至塔體頂部的氣體分配器並均勻進入塔體，對霧化的料漿進行乾燥制粒。乾燥後的料粒落回塔體底部進行回收。最終氣體先進行與細粉末的初步分離，洗滌後進行加熱又可重複利用。

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