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長沙中南凱大粉末冶金有限公司歡迎您——長沙中南凱大粉末冶金有限公司硬質合金生產工藝簡介1編輯ppt一、公司簡介公司名稱：長沙中南凱大粉末冶金有限公司成立時間：1964年年產量：300噸職工人數：145公司性質：獨立法人企業(yè)，由中南大學粉末冶金工程中心有限公司100%控股。主要產品：礦用硬質合金2編輯ppt設備展示四管還原爐SIP-530010低壓燒結爐HZS2-100雙室高壓氣淬真空熱處理爐ZDHC30A矯頑磁力自動測量儀3編輯ppt

礦用硬質合金目錄

盾構件盾構機滾刀齒硬質合金條柱齒中、低風壓潛孔鉆用錐形齒高風壓潛孔鉆用球齒

截煤齒牙輪鉆用球齒

礦用硬質合金建筑工程用合金球齒截齒

釬片P0型

P1型

P2型4編輯ppt硬質合金球齒硬質合金釬片異型硬質合金硬質合金條

主營產品5編輯ppt硬質合金盾構件硬質合金長條異型硬質合金

主營產品

6編輯ppt硬質合金釬片硬質合金拉絲模硬質合金截煤齒硬質合金蘑菇型齒

主營產品7編輯ppt產品市場礦用硬質合金市場潛孔鉆車十字釬一字釬釬頭8編輯ppt產品市場煤礦及油田用硬質合金市場

截煤釬頭截煤釬頭采煤機9編輯ppt產品市場盾構刀頭產品市場

盾構機

盾構機刀頭10編輯ppt二、本公司硬質合金生產主要原輔材料簡介

礦用硬質合金組成：硬質相WC+粘結相Co

通過改變鈷含量和碳化鎢晶粒大小來調節(jié)合金性能，少數情況加入添加物。11編輯ppt1、WC基本性質及其各項指標對合金性能的影響1.1WC基本性質WC理論含碳量6.128%，簡單六方晶格，具有熔點高，硬度大，化學穩(wěn)定性好和熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點，理論密度15.77g/cm3，HRA=94，HV=1620，熔點2600~2870℃WC和Co有很好的潤濕性，WC溶于Co形成固溶體，溶解度隨溫度升高而升高，室溫時1%，共晶溫度時8%~15%，燒結溫度時35%~37.5%。12編輯ppt1.2WC技術要求及其對合金的影響

GB/T4295-2008《碳化鎢粉》規(guī)定了WC各項技術指標要求，包括化學雜質含量、碳含量、費氏粒度、外觀等。1.2.1化學雜質含量：一般要求WC純度不低于99.7%。化學雜質對合金的影響通常有以下五類：造成孔隙、降低強度：Ca、Mg、As、Si、P進入粘結相，影響強度：Fe、Ni、Cu、Al造成個別晶粒長大：游離碳、K、Na細化晶粒：Mo、Cr、V影響合金碳氧平衡：氧、水份13編輯ppt1.2.2含碳量對合金性能的影響碳含量直接影響到合金的組織結構和性能，控碳是硬質合金生產過程控制中最重要的一項任務。原料WC的碳是合金中碳的主要來源，因此，碳化鎢的含碳量及存在形式對合金質量控制非常關鍵，一般用總碳、游離碳、化合碳來描述WC的含碳量及存在形式。WC的理論含碳量6.128%，高于理論值，出現(xiàn)游離碳，低于理論值，WC中出現(xiàn)W2C或W2C+W。一般要求：化合碳≥6.07%，游離碳≤0.05%，總碳的控制取決于生產工藝和使用范圍，如，石蠟工藝，總碳稍高些，橡膠工藝，總碳稍低些，低鈷合金可選用總碳稍高的WC，高鈷合金則選用總碳較低的WC，細晶合金可選用總碳稍高的WC，粗晶合金則選用總碳較低的WC。

14編輯ppt1.2.3WC粒度和結構對合金性能的影響總體要求：應盡可能減少晶粒內部和晶界上存在的明顯缺陷和微孔，晶粒發(fā)育完整、粒度均勻的WC能制得性能優(yōu)良的合金。晶粒度的大小不同，合金的物理機械性能不同，因此需要根據合金的不同使用要求確定所需的性能，再根據所需合金性能確定使用什么晶粒度的WC。相同鈷含量的情況下，WC晶粒度越小，合金硬度越大，耐磨性越好。鈷含量≤20%時，相同鈷含量的情況下，WC晶粒度越小，合金強度越低。超細結構合金能夠同時具有較好的強度和硬度。15編輯ppt2、鈷粉及其對合金性能的影響2.1技術要求:通常要求Co%≥99.8%，松比≤0.75g/cm3，費氏粒度4微米，O%≤0.5%，C%≤0.04%，F(xiàn)e%≤0.02%，其它要控制的雜質包括Ni、Ca、Na、Cu、Pb、Mg、Zn、Mn、S、Si，具體見標準YS/T673-20082.2鈷含量對合金性能的影響其他條件不變的情況下，鈷含量增大，硬度降低，抗彎強度升高。2.3鈷粉粒度的影響鈷粉粒度不同主要造成濕磨過程分散不同，不同牌號合金采用不同粒度鈷粉，細WC粉，采用細鈷粉，粗WC粉，采用粗鈷粉。16編輯ppt3、輔助材料常用輔助材料有液氨、炭黑、汽油、橡膠、石墨舟、氫氣、氬氣等。17編輯ppt三、工藝簡介

橡膠

硬質合金生產工藝流程圖濕磨干燥篩分摻膠制粒模壓成型WC+Co鎢鈷混合料待壓制料壓坯半檢排膠燒結熱處理成品檢查包裝入庫18編輯ppt3.1濕磨工藝濕磨工藝：濕磨的目的是使碳化鎢磨至所需粒度，并和鈷粉達到充分均勻的混合。目前濕磨方式主要有：滾動球磨和振動球磨，國內硬質合金廠家大多采用滾動球磨。3.1.1配料原則原輔材料必須符合技術條件要求，嚴格按照合金成分配料按照合金組織晶粒度要求選擇原料粒度碳氧平衡：根據合金對碳含量的要求及工藝調整原料的碳含量配料濕磨干燥過篩鎢鈷混合料19編輯ppt·3.1.2影響濕磨效率和混合料質量的各種因素球磨機轉速：一般在臨界轉速的60~70%填充系數：一般在0.4~0.5研磨體形狀、尺寸和材料：球狀合金，Φ11~14mm球料比：3:1~4:1固液比：每公斤料200ml濕磨時間：每個牌號混合料的濕磨時間通常通過實驗來確定，取其綜合性能（產品質量特性值、使用性能和工藝性能）最好的時間。獲得均勻合金的要素：減小混合料中WC粒度的分散度，是獲得均勻合金的關鍵。主要影響因素：WC原始粒度、濕磨工藝、各種中間返回料的重磨等。3.1.3干燥：真空干燥、噴霧干燥20編輯ppt3.1.4質量檢查化學成分：總碳、游離碳、O、Co、Fe

部分混合料質量標準

21編輯ppt鑒定料性能要求及其影響因素部分牌號合金鑒定料性能要求22編輯ppt密度：測定——排水法影響密度的因素：成分、孔隙度、碳含量硬度：表征合金抵抗變形和磨損的能力，硬度測定是以對微量塑性變形阻力為基礎，塑性越低，硬度越高。通常采用洛氏硬度（HRA）和維氏硬度（HRV）來度量。影響因素：1）鈷含量：相同晶粒度和碳含量時，鈷含量每增加3%，硬度大約下降1HRA。2）WC晶粒度：晶粒度降低，硬度升高。3）碳含量：卻碳時，硬度升高，滲碳時，硬度降低。4）溫度：硬度隨溫度升高而降低，低鈷、細晶粒合金在高溫下保持較高的硬度。抗彎強度：指合金在彎曲負荷作用下，試樣完全斷裂時的極限強度。影響因素：鈷含量、組織結構的均勻性、WC的晶粒度、雜質含量、試樣的表面狀態(tài)、尺寸、內部缺陷、彎曲變形等。以上三項指標是硬質合金的“老三項”檢測，也是國家標準要求的檢測項目。

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硬質合金發(fā)展到今天，已經有了更好的方法來檢測控制其性能。硬質合金的性能主要取決于合金的成分、碳含量、晶粒度和孔隙。合金的碳含量用相對磁飽和來度量，合金的晶粒度用矯頑磁力來度量，合金的成分和孔隙用密度來度量。因此，對于合金的質量控制，用密度、矯頑磁力和相對磁飽和“新三項”指標能更精確地反映合金的性能。當這三項指標控制在規(guī)定范圍時，合金的硬度、抗彎強度、成分和孔隙度等指標肯定在規(guī)定范圍內。矯頑磁力影響因素：鈷含量、WC晶粒度、總碳含量、添加物、雜質元素等。相對磁飽和：合金中的Co在磁場中能被磁化的部分占合金質量的百分比稱為鈷磁，鈷磁與鈷含量之比成為相對磁飽和。相對磁飽和超標原因：總碳超標、混合料氧含量超標、排膠過程控碳不準等。

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部分牌號合金金相要求25編輯ppt3.2摻膠工藝成型劑：石蠟、橡膠（丁納橡膠、順丁橡膠、SBS）、PEG等丁納橡膠質量要求：門尼值：25~40，分子量：10~20萬。溶液灰分≤0.1%，濃度：11.0~12.0%。摻入成型劑的目的是提高混合料的壓制性能，使得混合料可以壓制成型。因此摻膠工藝參數要根據隨后成型性能要求來調整。主要包括成型劑加入量、混合時間、干燥時間、擦篩目數等。對于自壓料還要進行制粒，制粒的目的是使得料的流動性好，壓制時單重一致。粒子不能太粗也不能太細，太粗，流動性好，但易產生麻面、未壓好等缺陷，太細，流動性差，制品單重、尺寸波動大，易分層。26編輯ppt3.3成型工藝3.3.1壓力機：液壓機、機械壓力機；自動壓力機、非自動壓力機；單向壓力機、雙向壓力機。十多年前從德國引進的DORST壓力機，是目前最完善的壓力機，國內已有大量仿DORST機。3.3.2壓制模具壓模質量的好壞，直接關系到制品質量的好壞。壓模質量控制：尺寸公差、配合間隙、平行度、垂直度、同軸度、光潔度、材料硬度、收縮系數等。收縮系數是壓模的一個重要參數，影響因素：壓模類型、壓模工作面粗糙度、產品形狀、成型劑種類和多少、混合料粒度和流動性等，具體要通過試驗確定。27編輯ppt3.3.3壓制工藝參數確定：三個階段：計算理論參數；根據產品形狀、尺寸、壓模尺寸、收縮系數、混合料松比、燒損系數、產品密度可計算出壓制品單重和高度；通過試壓調整并最終確定實際參數。3.3.4壓制廢品及控制壓制廢品通常有：分層、裂紋、未壓好、單重或尺寸不合格、掉邊掉角、毛刺過深、表面劃痕及麻面等。通過首檢、自檢、專檢控制并及時調整壓制工藝。

28編輯ppt3.4排膠工藝具體工藝：氫氣保護、350~450℃排膠，具體升溫工藝和保溫時間與產品形狀、尺寸、成型劑種類、加入量、舟皿形狀、涂料類型原料碳、氧含量等因素有關，具體操作時通過看膠煙并結合以往的經驗確定，具有很強的經驗性。3.5燒結工藝硬質合金燒結是典型的液相燒結，液相出現(xiàn)的溫度（共晶溫度）一般為1300~1340℃，與碳含量高低有關。燒結過程是致密化過程，也是合金組織結構（相成份）轉變和形成的過程。YG合金的相成份由于碳含量的不同，有三種情況：WC+η+γ、WC+γ、WC+C+γ，γ相是指WC和W在鈷中的固溶體，正常合金的組織結構應為WC+γ29編輯ppt3.5.1真空燒結主要工藝參數：溫度、升溫速度、保溫時間、真空度。與氫氣燒結比較，優(yōu)點：爐內氣氛恒定，減少了氫氣燒結中雜質氣體的污染；壓坯中氧和氧化物被充分排除；提高了粘結相與硬質相的潤濕性；合金表面清潔，利于焊接。3.5.2低壓燒結（加壓燒結）低壓燒結的“低壓”是相對于“熱等靜壓的壓力來說的，二者都是在等靜壓力下燒結，前者的壓力為5~10MPa，后者的壓力則高達70~100MPa。低壓燒結除了具有真空燒結的全部優(yōu)點之外，其主要優(yōu)點是減少了合金中的顯微孔隙，升溫保溫工藝與真空燒結相近。30編輯ppt3.6熱處理熱處理是合金后處理技術的一種，其原理是利用鈷相的晶型轉變提高合金的性能。Co屬于同素異構多晶型金屬，已確定有兩種形態(tài)：α-Co和ε-Co，前者為面心立方結構，有12個滑移面，韌性好，在燒結溫度下處于穩(wěn)定狀態(tài)。后者屬于密排六方結構，只有三個滑移面，韌性較差，在室溫下處于穩(wěn)定狀態(tài)。合金熱處理工藝就是讓合金在高溫下進行快速冷卻（淬火處理），使γ相中保持較多的α-Co并保持較大的WC和W濃度，從而達到改善合金性能的目的。為了消除淬火產生的應力，淬火后應進行回火處理，以進一步改善合金的性能。31編輯ppt3.7表面處理：