硬质合金混料湿磨—喷雾干燥工艺

硬质合金的基本组成是碳化钨WC+钴Co，其具有高硬度、高强度、高耐磨性以及良好的化学稳定性，可广泛运用于各种切削工具、挖掘工具等。而如今硬质合金又在电子领域以及一些医用领域有了新的发展，如PCB微钻、牙医所使用的微钻，都给硬质合金的性能提出了更高的要求。因此，从原料入手，高质量的硬质合金混料是保证最终硬质合金成品性能的关键要素之一，若硬质合金混料质量不佳，即使工艺和设备再先进，也无法制得具有优良性能的硬质合金产品。目前，国内硬质合金混料的制备方法主要包括两种，其一是湿磨—机械制粒工艺，另一种则是湿磨—喷雾干燥工艺。湿磨—机械制粒工艺设备较为简单，操作也较为方便，但是其干燥和制粒两个工序需要分开进行，工序时间较长，期间物料也容易接触空气或者其他杂质发生氧化和脏化，所制得的硬质合金混料的质量相对不佳。

而硬质合金混料湿磨—喷雾干燥虽然设备较为复杂、前期的投资相对较高，但是其生产自动化水平较高，生产出的混料有较好的流动性，粒度分布均匀，松装密度稳定，能够满足大批量且高性能的硬质合金产品的生产需求。与传统的湿磨—机械制粒工艺相比，湿磨—喷雾干燥工艺的基本过程为配料→湿磨→喷雾干燥→混料，其取代了原来真空干燥、擦筛、制粒等多个工序，极大地提高了整体的工作效率。在配料这一工序上应注意原料粒度的选择以及控制碳氧平衡。要求WC粉粒度均匀及其原始晶粒度与烧结后硬质合金晶粒度相等。而控制碳氧平衡最为关键也是最难控制的一个方面，由于W-C-Co三元合金中C的含量所允许的波动范围是极其有限的，一旦出现脱碳相（η相）或渗碳相（石墨相），硬质合金的性能将会急剧下降。

接下来的湿磨工序是将按一定比例配好的WC粉、Co粉以及其他碳化物粉和添加剂加入湿磨机进行球磨，直到研磨成所需粒度，并与Co实现充分混合。在湿磨的过程中，只有破坏并分散颗粒的团聚，将物料充分破碎和分散，才能保证粉末各组元间有效混合。而湿磨又可分为滚动球磨和搅拌球磨两种方式。滚动球磨利用筒内研磨体（球）和被研磨体（物料）在摩擦力和离心力作用下旋转至一定高度后自由落下，对筒内物料产生冲击和磨削作用将物料磨碎并搅拌均匀。而搅拌球磨机则是依靠动力带动转轴搅拌转动搅拌球和物料，其转动产生的切向分力和离心力将球和物料沿径向移动。因受筒底阻力和筒壁阻力而使物料和球产生垂直分力和切向分力使球和物料螺旋式上升，相互碰撞、摩擦形成复杂运动。

喷雾干燥塔是进行硬质合金混料干燥及制粒是目前国内外混料生产中较为先进的生产工艺。将湿磨后的混合料用泵压入给料槽，搅拌均匀后加热，在压力作用料浆被送至雾化器雾化后从塔体下部喷入塔内。经油气热交换机加热的氮气N2由送风机送至塔体顶部的气体分配器并均匀进入塔体，对雾化的料浆进行干燥制粒。干燥后的料粒落回塔体底部进行回收。最终气体先进行与细粉末的初步分离，洗涤后进行加热又可重复利用。

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