專利名稱：高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)用涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金燒結(jié)用涂料，尤其是一種高粘接相硬質(zhì)合金燒結(jié)用涂 料。
背景技術(shù)：
就高粘結(jié)相(鈷、鎳質(zhì)量百分比為15-35% )的WC基、TiC-WC基硬質(zhì)合金的生產(chǎn) 制作而言，難度較大的生產(chǎn)工藝控制過程就是制品毛坯生產(chǎn)的最后工序一一燒結(jié)工藝過程 控制。這類合金由于粘結(jié)相(鈷、鎳)含量較高，且粘結(jié)相與石墨有著良好的潤濕，因此在 液相燒結(jié)溫度下將發(fā)生液相和碳在燒結(jié)合金與石墨舟皿間的擴散、遷移過程，從而導(dǎo)致燒 結(jié)制品粘舟、接觸舟皿的底部合金滲碳，最終影響燒結(jié)合金接觸層變形及性能不合格，燒結(jié) 制品的一次合格率不高。現(xiàn)有高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)的防粘、防滲方法主要有防粘涂料工藝或防粘紙工藝 兩種。專利公開號CN1565778A“防止硬質(zhì)合金制品在高溫?zé)Y(jié)中粘結(jié)舟皿的方法及防粘 紙”和部分廠家使用大量刷有市售高鈷防粘涂料的濾油紙雖然也可以實現(xiàn)防粘，除剪裁、裝 舟移位等使用不便外，還不能完全避免碳化紙屑對接觸層合金的滲碳、收縮尺寸的影響，因 此燒結(jié)產(chǎn)品的一次合格率也不高。同時，碳化紙屑對爐膛、對操作者均存在污染，這種防粘 方式的成本也比較高。市售硬質(zhì)合金通用涂料多數(shù)以碳素材料如石墨粉、冶金碳黑、石墨磷片等為主 要原料制作，如中國專利公開號CN 1005097B “硬質(zhì)合金真空燒結(jié)用防粘碳素涂膠”就是 主要成分為高純碳素材料的通用涂料；公開號CN1597885A “一種用于硬質(zhì)合金生產(chǎn)的涂 料”涉及以石墨粉為主、添加少量氧化鋁的涂料組合物；公開號CN1482193A “一種用于硬 質(zhì)合金生產(chǎn)的涂料”則是以高純冶金碳黑加石墨磷片為主要原料的組合物涂料；公開號 CN101104773A “硬質(zhì)合金真空防粘涂料”也采用高純碳黑為主成分、添加少量金屬氧化物。 通用涂料多擁有很高的總碳含量，主要適用于容易脫碳的低粘結(jié)相硬質(zhì)合金制品及高粘結(jié) 相合金小制品的燒結(jié)。對高粘結(jié)相硬質(zhì)合金大制品(如重達10 200公斤的軋輥)的燒結(jié) 還是沒有很好的防粘、防滲效果，且部分涂料的防粘成本也不低。此外，市售通用防粘涂料， 如專利公開號CN1597885A涉及的涂料組合物所含甲醛成分對操作者的身體健康還有不利 影響。公開號CN 101386055A “一種用于高鈷硬質(zhì)合金產(chǎn)品燒結(jié)的涂料”采用高純碳黑 為主成分、添加少量高純鈦白粉的組合物涂料可用于高鈷硬質(zhì)合金產(chǎn)品的燒結(jié)涂料，但其 較高的涂料總碳對接觸層合金的碳量還是存在滲碳的可能，并且不能很好地匹配不同粘結(jié) 劑含量、不同總碳范圍的高粘結(jié)相硬質(zhì)合金的防粘結(jié)、防滲碳燒結(jié)。有國外廠家對高粘結(jié)相硬質(zhì)合金大制品，如軋輥類產(chǎn)品的燒結(jié)已經(jīng)用到了陶瓷纖 維。盡管其防粘結(jié)、防滲碳效果也很不錯，但過高的使用成本限制了這種防粘結(jié)、防滲碳方 法在國內(nèi)的使用和推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種制作簡單、成本低廉、適用不同總碳需求的 高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)用防粘結(jié)、防滲碳涂料。解決現(xiàn)用涂料和防粘方法不能完全解決的 粘舟、滲碳問題，提高高粘結(jié)相硬質(zhì)合金大制品燒結(jié)的一次合格率。本發(fā)明采用的高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)用涂料，組成成分及質(zhì)量百分比為金屬 氧化物粉55% 69. 5% ；碳黑2. 85% 6. ；水溶性膠(粉)0. 15% 3.5% ；蒸餾水 27. 5% 38%。本發(fā)明中采用的金屬氧化物粉比例較高，在液相溫度下可有效防止液相和 碳在燒結(jié)合金與石墨舟皿間的擴散、遷移，所設(shè)計的碳黑含量合理，與所燒結(jié)的高粘結(jié)相硬 質(zhì)合金合金總碳相適應(yīng)。上述組分中還可以添加氨水0 0. 4%。有助于改善涂料的溶解性。金屬氧化物粉作為耐高溫阻斷層，其主成分可以是氧化鋁粉、氧化鈦粉、氧化鋯 粉、氧化鎂粉之一或其組合粉，即可以是上述任意一種氧化物粉，也可以是任意兩種、任意 三種、或四種金屬氧化物粉的組合。水溶性膠選擇聚乙二醇(PEG200 600)；水溶性膠粉選擇甲基纖維素(MC)、羥丙 基甲基纖維素(HPMC)及羥乙基甲基纖維素(HEMC)中的任一種較佳。將上述組分中的水溶性膠(粉)先溶于蒸餾水制成水溶性膠溶液，然后將其余組 分按配方稱量置于攪拌器中，倒入水溶性膠溶液，機械攪拌混合均勻即可。將配制好的涂料 涂刷于石墨燒結(jié)舟皿上烘干即可形成不低于0. 3-0. 5mm厚度的涂料層。通過在舟皿上建立 一層與燒結(jié)的高粘結(jié)相硬質(zhì)合金總碳相適應(yīng)的、致密的、一定厚度的耐高溫涂料層，可有效 隔斷高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)制品與石墨舟皿之間的直接接觸，液相燒結(jié)溫度下阻止燒結(jié)合 金與石墨舟皿之間發(fā)生的液相和碳的擴散、遷移，達到既防粘結(jié)又防滲碳的目的。且本發(fā)明 涂料成本低廉、制作簡單。不污染燒結(jié)爐，對操作者無毒、無粉塵傷害，易于清理。
具體實施例方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。下述實施例中所采用的配比均為質(zhì)量百 分比。實施例1氧化鋁粉58. 3% ；氧化鈦粉5% ；高純冶金碳黑3. 33% ；甲基纖維素0. 37% ；蒸餾 水 33%。本實例主要適用于粘結(jié)相含量彡22 %以上WC基硬質(zhì)合金，如本公司ZY28 (平均粘 結(jié)相含量24% )、ZY26(平均粘結(jié)相含量26% )和ΖΥ27(平均粘結(jié)相含量30% )等牌號軋 輥毛坯。實施例2氧化鋁粉50% ；氧化鋯粉7% ；高純冶金碳黑6. 0% ；聚乙二醇(PEG400)3. 4% ；蒸 餾水33. 6%0本實例主要適用于粘結(jié)相含量15% 22% WC基硬質(zhì)合金以及粘接相含量為 15-35%的TiC-WC硬質(zhì)合金，如本公司ZY29(平均粘結(jié)相含量21% )、ΖΥ30(平均粘結(jié)相含量19% )、ZY31 (平均粘結(jié)相含量17% )、ΖΥ32(平均粘結(jié)相含量15. 5% )等牌號軋輥毛坯， 以及TiC-WC基導(dǎo)輥、夾送輥的燒結(jié)。實施例3氧化鋁粉64. 5% ；氧化鎂粉2% ；高純冶金碳黑3. 0% ；羥乙基甲基纖維素0. 25% ； 蒸餾水29. 85% ；氨水(質(zhì)量百分濃度為25%)0.4%。本實例適用于粘結(jié)相含量在15%左右的硬質(zhì)合金小規(guī)格制品。如本公司YG15等 牌號板材的燒結(jié)。實施例4氧化鋁粉65. 2% ；高純冶金碳黑3. 4% ；羥乙基甲基纖維素0. 4% ；蒸餾水31%。本實例適用產(chǎn)品同實施例1。實施例5氧化鋁粉54. 5%;氧化鋯粉0. 5%;高純冶金碳黑6. 1 %；羥丙基甲基纖維素0. 5%； 蒸餾水38%，氨水(質(zhì)量百分濃度為25%)0.4%。本實例適用產(chǎn)品同實施例2。實施例6氧化鋯粉55%;高純冶金碳黑6. 1%;聚乙二醇(PEG200)為3. 5% ；蒸餾水35. 4%。本實例適用產(chǎn)品同實施例2。實施例7氧化鋯粉60%;氧化鈦粉5. 1%;高純冶金碳黑2. 9%;聚乙二醇(PEG600)為3. 0%； 蒸餾水29%。本實例適用產(chǎn)品同實施例1。實施例8氧化鋁粉69. 5% ；高純冶金碳黑2. 85% ；甲基纖維素0. 15% ；蒸餾水27. 5%。本實例適用產(chǎn)品同實施例1。本發(fā)明已累計完成約420噸以上的高鈷、鎳硬質(zhì)合金軋輥毛坯、TiC-WC基導(dǎo)輥、夾 送輥的燒結(jié)。和原墊紙防粘工藝相比，年節(jié)約防粘成本10萬元。特別是軋輥毛坯一次不合 格品的尺寸改型從平均135公斤/月減少到15. 6公斤/月；尺寸待判定從平均527公斤/ 月減少到60公斤/月；無底部滲碳不合格品。一次合格率提高11. 24%。TiC-WC基導(dǎo)輥、 夾送輥尺寸不合格率小于3. 5%、滲碳率約為0. 9%。節(jié)約價值巨大。本發(fā)明并不局限于所述的具體實施方式
。其可擴展到任何在本說明書中披露的新 特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。本說明書 中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。 如氨水即可以根據(jù)不同的濃度相應(yīng)調(diào)整用量，金屬氧化物粉除上述實施例外，還可以是氧 化鋁粉、氧化鈦粉、氧化鋯粉、氧化鎂粉任意一種或幾種的其他組合形式。因此除非特別敘 述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
權(quán)利要求
一種高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)用涂料，其特征在于，所述涂料的組成成分及質(zhì)量百分比為金屬氧化物粉55％～65.5％；碳黑2.85％～6.1％；水溶性膠3.0％～3.5％；蒸餾水 27.5％～38％。
2.如權(quán)利要求1所述的高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)用涂料，其特征在于，所述水溶性膠為聚乙二醇。
3.一種高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)用涂料，其特征在于，所述涂料的組成成分及質(zhì)量百分 比為金屬氧化物粉 55 % 69. 5 % ； 碳黑2. 85% 6.1%;水溶性膠粉0.15% 0.5%;蒸餾水27. 5% 38%。
4.如權(quán)利要求3所述的高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)用涂料，其特征在于，所述水溶性膠粉 為甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素及羥乙基甲基纖維素中的任一種。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)用涂料，其特征在于，還包括 質(zhì)量百分濃度為25%的氨水，其在涂料中的質(zhì)量百分比為0 0. 4%。
6.如權(quán)利要求1-4任一項所述的高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)用涂料，其特征在于，所述金 屬氧化物粉為耐高溫金屬氧化物粉。
7.如權(quán)利要求6所述的高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)用涂料，其特征在于，所述耐高溫金屬 氧化物粉為氧化鋁粉、氧化鈦粉、氧化鋯粉、氧化鎂粉中的任意一種或幾種。碳黑水溶性膠 蒸餾水2.85% 6. 1% ；3.0% 3. 5% ； 27. 5% 38%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)用涂料。涂料的組成成分及質(zhì)量百分比為金屬氧化物粉55％～69.5％；碳黑2.85％～6.1％；水溶性膠(粉)0.15％～3.5％；蒸餾水27.5％～38％。采用以上組分配制的涂料，涂刷在石墨燒結(jié)舟皿上，可有效隔斷高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)制品與石墨舟皿之間的直接接觸，阻止液相燒結(jié)溫度下燒結(jié)合金與石墨舟皿之間發(fā)生的液相和碳的擴散、遷移，達到既防粘結(jié)又防滲碳的目的。且本發(fā)明涂料成本低廉、制作簡單，不污染燒結(jié)爐。對操作者無毒、無粉塵傷害，易于清理。是一種較為理想的高粘結(jié)相硬質(zhì)合金燒結(jié)用涂料。
文檔編號C09D1/00GK101928478SQ20091005965
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者彭暉, 鄭成霞, 鄭直 申請人:自貢硬質(zhì)合金有限責(zé)任公司