煉制硬質(zhì)合金首先根據(jù)產(chǎn)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?zé)Y(jié)爐中,經(jīng)過一個精確控制的加熱過程,配料的硬質(zhì)合金結(jié)構(gòu)得以形成。在加熱過程中,坯料體積會收縮約50%。燒結(jié)后的硬質(zhì)合金部件通過后續(xù)的研磨、拋光等工序,制成最終成品。
硬質(zhì)合金生產(chǎn)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(chǎn)的原材料。第一步是“濕法冶煉”,包括一組的分步溶解,沉淀和分離過程。
2、還原
APT在氫氣中加熱,就被還原成為純鎢粉(W)。通過調(diào)節(jié)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(dāng)比例混合?;旌衔镌跉錃庵薪?jīng)過高溫加熱,反應(yīng)生成碳化鎢粉末(WC)。
4、配料
不同的WC粉末種類和粘結(jié)鈷(Co)粉末被視為實際生產(chǎn)硬質(zhì)合金的原材料。根據(jù)硬質(zhì)合金牌號和規(guī)定的成分來稱量WC、鈷和其他添加劑,得到混合粉末,然后進(jìn)行濕磨混合。
5、球磨
球磨同時作用于碳化物的粒度和料漿的均勻度。球磨工序關(guān)系到燒結(jié)后能否得到材質(zhì)均勻的硬質(zhì)合金。
6、噴霧干燥
球磨后料漿必須干燥制粒,可通過噴霧干燥法。該“準(zhǔn)備壓制(Ready-to-press)”(RTP)粉末由含有各成分的球形團粒構(gòu)成。
7、粉料檢測
RTP粉末的壓制特性和成分對后續(xù)生產(chǎn)時至關(guān)重要的。粉末的粒度和形貌需要檢測,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(zhì)合金的生產(chǎn)過程進(jìn)入粉末壓型工序。不同的成型方法:
單一軸向壓制:外形的可重復(fù)性好,相對高的固定成本投入,低可變成本。
冷等靜壓:用于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:用于硬質(zhì)合金圓棒、高固定成本,低可變成本
9、修型
有時壓坯需要經(jīng)過修型或整形,獲得一個合適的形狀之后再進(jìn)行燒結(jié)。
10、燒結(jié)
燒結(jié)式硬質(zhì)合金生產(chǎn)的最后一個工序,只有經(jīng)過燒結(jié)硬質(zhì)合金才能獲得其作為高強度工程材料的所有特性燒結(jié)過程需要加熱到一個足夠高的溫度,使粘結(jié)相溶化并與碳化鎢結(jié)合起來。燒結(jié)過程可以是一般燒結(jié),可加入高壓氣體實現(xiàn)HIP燒結(jié)。
11、加工
燒結(jié)后的硬質(zhì)合金壓坯體積上會有50%的收縮。燒結(jié)后的硬質(zhì)合金坯料即可以直接銷售,或通過放電加工、車削、鉆孔、研磨等制成工具來銷售。
12、質(zhì)量管理
質(zhì)量控制室在硬質(zhì)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后,才能被批準(zhǔn)成為(合格的)硬質(zhì)合金部件。