混合料制造技術(shù)彭文1概述1.1混合料制備1.2混合料兩種生產(chǎn)工藝對比1.3質(zhì)量控制1概述混合料制備是硬質(zhì)合金生產(chǎn)的第一道工序，也是最重要的生產(chǎn)工序之一；混合料質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到硬質(zhì)合金產(chǎn)品的內(nèi)部材質(zhì)與外觀質(zhì)量。1.1混合料制備混合料制備是將各種難熔金屬的碳化物和粘結(jié)金屬及少量的抑制劑等粉末通過配料計算、球磨、干燥等工序過程制備成有準確成份、配料組分均勻分布、粒度一定的粒狀混合物的生產(chǎn)工藝過程?；旌狭鲜巧a(chǎn)硬質(zhì)合金壓坯的原料?；旌狭现苽渲型ǔＪ褂玫挠懈黝愲y熔金屬碳化物、粘結(jié)金屬與少量抑制晶粒長粗的添加劑。

1.2混合料兩種生產(chǎn)工藝對比在傳統(tǒng)混合料生產(chǎn)工藝中一般選用橡膠作成型劑；人們習慣稱之為橡膠工藝?；旌狭系纳a(chǎn)分為兩步：第一步是用酒精作介質(zhì)，采用180立升滾筒式球磨機磨料；再用通蒸汽的振動干燥器生產(chǎn)不含成型劑的粉末混合料。然后在混合料中加入橡膠—汽油熔液經(jīng)螺旋攪拌皿攪拌混合均勻后，經(jīng)蒸汽干燥柜進行干燥，最后擦碎—過篩、制粒，變成可供壓制的混合料。傳統(tǒng)的混合料生產(chǎn)工藝因為其生產(chǎn)工藝流程較長，人為影響因素較多，生產(chǎn)過程不易控制，因而生產(chǎn)的混合料質(zhì)量較差，是一種逐步被淘汰的生產(chǎn)方法?，F(xiàn)代混合料生產(chǎn)工藝是一種生產(chǎn)工藝流程短、生產(chǎn)設備與生產(chǎn)工藝相互配套的科學合理的生產(chǎn)工藝。在此以引進的山特維克公司的生產(chǎn)工藝進行講述。1.2混合料兩種生產(chǎn)工藝對比

▲現(xiàn)代混合料生產(chǎn)工藝流程:

配料計算→配料→濕磨→噴霧干燥→混合料鑒定

▲現(xiàn)代混合料生產(chǎn)工藝流程短；生產(chǎn)工藝技術(shù)與生產(chǎn)設備合理配套；主要的生產(chǎn)過程均在密閉的系統(tǒng)中進行；各個工藝參數(shù)都能進行準確的測控是現(xiàn)代混合料生產(chǎn)的主要特征。生產(chǎn)出來的混合料質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，適合于生產(chǎn)高精度的數(shù)控刀片壓坯的原料。

1.3質(zhì)量管理的基本特點

現(xiàn)代混合料生產(chǎn)線的質(zhì)量管理最大的特點是量化管理和信息及時傳遞，明顯區(qū)別于傳統(tǒng)生產(chǎn)線的粗放管理和個人意志管理，其主要特點體現(xiàn)在以下幾個方面:在山特維克公司所看到的工藝技術(shù)文件中，不論是對工藝參數(shù)的規(guī)定還是產(chǎn)品的各項特性的規(guī)定都是相當確切的量值，可行性、操作性非常好，即使是需要根據(jù)具體情況進行調(diào)整的參數(shù)也是基于一些原始數(shù)據(jù)的變化并依據(jù)一定的數(shù)學模型和經(jīng)驗積累值而確切定量的（例如混合料球磨時間）。在其工藝體系中，任何一個參數(shù)都是定值，絕不是一般粗糙的標準文件所允許的、寬范圍的波動。凡是檢查數(shù)據(jù)都有專人負責統(tǒng)計和統(tǒng)計分析。統(tǒng)計數(shù)據(jù),包括原始記錄，都采取“雙軌”存檔，一份手寫稿或打印稿本單位留存，同時輸入電腦，由質(zhì)量管理中心存儲，并負責上下工序的溝通和數(shù)據(jù)評價。對數(shù)據(jù)異常，包括合格參數(shù)值的不正常分布及時發(fā)出相關(guān)指令，既通知制造工序查找原因，提出糾正措施，又通知檢測崗位特別關(guān)注相關(guān)參數(shù)。通過長期統(tǒng)計分析不僅保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定性，而且通過數(shù)學處理建立了很多數(shù)學模型，如鈷磁和總碳的關(guān)系，磁力和晶粒度的關(guān)系等。2配料與濕磨2.1濕磨作用2.2300L可傾斜式濕磨機2.3配料計算2.4影響濕磨效率的基本因素——球磨因子

1.球磨機的結(jié)構(gòu)特點對球磨效率影響

2.球磨機轉(zhuǎn)速

3.研磨體形狀、規(guī)格與裝球總量

4.酒精加量

5.球磨時間及球磨時間因子2.5配料與球磨操作演練

1.配料

2.裝料與濕磨及卸料

3.球磨機清洗2配料與濕磨2.1濕磨的作用：濕磨主要作用是將配制成固定成份的粉末原料通過該工藝過程使其具備有一定顆粒度，各組元均勻分布的混合料漿，濕磨過程對混合料所起的作用表現(xiàn)在下述四個方面?！せ旌献饔茫夯旌狭贤ǔＪ怯啥喾N組份組成；而且各組分自身的密度、粒度也不盡相同；但要制得優(yōu)質(zhì)的硬質(zhì)合金產(chǎn)品使用的原料——混合料各組份必須均勻分布。通常是通過濕磨方法來實現(xiàn)。實踐證明，在正常的滾動球磨工藝狀態(tài)下，鈷粉在物料中均勻分布最少需12小時；而補W/C在卸料前1小時加入即可達到均布的目的。在通常情況下，新配制的混合料僅僅為了達到混合料在各組分均勻分布這一目的，其球磨時間不得少于12小時?！て扑樽饔茫夯旌狭仙a(chǎn)中所使用的原料粒度規(guī)格不相同。特別是其中的主要原料——WC存在不少的團粒結(jié)構(gòu)。同時粒度的大小也不相同。這不利于生產(chǎn)高質(zhì)量的合金，濕磨就能起到物料的破碎與粒度均化之作用。·增氧作用：混合料在濕磨過程中與研磨體、球磨筒體相互之間激烈的碰撞與磨擦作用較易發(fā)生氧化作用。此外，濕磨過程中酒精中存在的水也間接的強化了這種增氧趨勢。氧是硬質(zhì)合金生產(chǎn)中的有害物質(zhì)，它的存量超過了一定的量值對合金的綜合性能起到了負面的影響。防止?jié)衲ミ^程的增氧作用方法有兩個：一是在球磨筒體外加冷卻水套，以保持球磨機較低的工作溫度；二是選擇恰當?shù)纳a(chǎn)工藝，如將成型劑PEG/石臘在濕磨過程與粉末物料一起研磨。這種有機物質(zhì)的溶液或細粉狀極易被粉末的表面吸收形成一層超薄的表面層，對球磨過程的氧化起到阻隔作用。濕磨過程的增氧不管采用什么防止措施增氧總是發(fā)生的，只不過是程度有所差別而已。300立升可傾斜式球磨機在正常運行狀態(tài)下單位小時的增氧量導至碳損失約為0.003%(wt%)。·活化作用：球磨過程中由于球體、物料與筒體之間存在激烈的撞碰與磨擦，極易使粉末的晶格發(fā)生扭曲、畸變；粉末體內(nèi)能增加；這種現(xiàn)象在強化球磨與攪拌球磨過程表現(xiàn)得尤為明顯。球磨過程中出現(xiàn)的活化現(xiàn)象有兩種不同的看法：傳統(tǒng)的觀點認為它對燒結(jié)的收縮、致密化過程有利，稱之為“活化燒結(jié)”；但在引進技術(shù)中認為這種“活化現(xiàn)象”對合金生產(chǎn)不利，它極易引起“夾粗”現(xiàn)象的發(fā)生，因而一般均不主張采用強化球磨與超時球磨的工藝方法生產(chǎn)混合料。2.2300L可傾斜球磨機300L可傾斜式球磨機是現(xiàn)代硬質(zhì)合金生產(chǎn)中廣為采用的球磨設備之一。1.設備主要參數(shù)球磨筒體體積300立升球磨機轉(zhuǎn)速36轉(zhuǎn)/分設備功率12.5千瓦2.設備結(jié)構(gòu)特點配備自動定時裝置，球磨時間可自由設定、記錄與存檔。球磨筒體由δ=8mm的不銹鋼制成，外設冷卻水套；筒體內(nèi)有八根縱向均布的不銹鋼筋；研磨筒體卸料口可以筒體中心水平軸線上下轉(zhuǎn)動45°；鏈條傳動。表16:新球磨機鈍化指令機型裝球量（ug）裝（殘）量（kg）酒精加量（L）鈍化時間（t）300L120020050242.3配料計算硬質(zhì)合金生產(chǎn)中不同的牌號有其不同的成分，也就是說有一個標準組成。但在現(xiàn)代硬質(zhì)合金生產(chǎn)中這個標準成分只不過是名義上的組成，并不代表合金的確切成分。合金名義組分與實際組分主要差別是碳含量的差別和WC粒度之差別。碳量的差別僅僅是萬分之幾的差別。如工廠某引進某切削牌號，因Bc-tot值選擇分別為+0.03%、+0.09%、+0.21%，卻演譯出使用范圍不同的三個單獨的切削牌號；同樣是引進的一個鈷含量是6%的合金，因使用的WC粒度規(guī)格不同（即HCP值不同），而變成可供礦用、切削與耐磨件三個完全不同的牌號.配料計算的核心內(nèi)容就是根據(jù)指令如何計算牌號的總碳；并采用補C/W的手段進行調(diào)控，以達到指令要求為止。傳統(tǒng)生產(chǎn)中配料計算均按合金的名義成分進行計算，唯一強調(diào)的是所選擇的原料應符合標準規(guī)定。如YG8合金，即可按WC百分之九十二、鈷含量百分之八計算配料量。（當然WC與Co應符合原料的技術(shù)標準）；一張配料指令可長期采用?，F(xiàn)代硬質(zhì)合金生產(chǎn)中單批配料總量雖然相同，Bc-tot也相同，但由于采用原料（指所有參配原料）批次不同，即化學成份有些細微的差別；不同批號的原料經(jīng)配料計算后，各元素的配料實際量是不相同的；而且每批混合料計算的結(jié)果表明，幾乎都得進行補W/C?，F(xiàn)代硬質(zhì)合金混合料配料計算中引出一個重要的概念：“Bc-tot”，通常稱之為碳平衡系數(shù)。其真實的含義是某一個合金牌號理論總碳的百分含量與該牌號在配料計算時候總碳的實際百分含量的差值。“Bc-tot”有正負取值之分；取值范圍一般在+0.10%之間；如有特殊需要允許合金出現(xiàn)η1相或石墨相，Bc-tot取值還可突破上述范圍。前面所提到的M20合金，就是Bc-tot取值不同，而最終生產(chǎn)出三個性能完全不同的合金牌號。B-tot的取值范圍在后面的混合料質(zhì)量控制部分將有詳細講述。

1.配料計算程序·準備好所配混合料牌號的指令卡·各組分含量計算M=Q·eM——組分配料重量（g）

e——組分的百分含量（%）

Q——所配混合料總重量（g）·碳平衡計算：Bctot1=Ctot+0.86N-CteorBctot1：配料計算時實際碳平衡系數(shù)（%）

Ctot：所配混合料由原料帶進的實際總碳含量（%）

0.86N：所配混合料因由原料帶進的換算成總碳含量（%）

Cteor：按牌號組分計算混合料理論總碳量（%）

Cteor=0.0664Ta+0.1293Nb+0.2507Ti+0.0653WTa……W……分別表示混合料Ta……W等成分的百分含量（%）

Bctot1與Bctot進行比較：Bctot1大則需補鎢；Bctot1小則需補碳；兩者持平則不需進行補W/補C。1.配料計算程序補碳計算：a=a=a……碳黑補加量Q……所配混合料總量（g）補鎢計算：當a<0時，e=e=q=e……初步計算中算出WC總量中應減少的WC量（g）f……選用的WC中的總碳含量（%）q……鎢粉（0.4μ）補加量（g）h……選用WC中鎢含量（%）2.配料計算的基本步驟依次將PR料、（Ta·Nb）C、（Ti·W）C、WC、Co、Ni、Cr3C2、VC和其它原料中Co、Ni、Ta、Nb、Ti、W、Cr、V、Ctot、Cf、N等元素計算出來。計算出所有組元的總配量；包括由這些組元帶進的總碳含量（Ctot）和N含量（%）按牌號標準組分計算出各元素如Ta、Ti、Nb、W、Cr、V等所需的理論碳量并相加得出該牌號理論碳量Cteor(%)計算出Bctot1；進行Bc-tot與Bctot1比較；補W/C計算。3.鎢、碳補加注意事項補鎢總量不得超過混合料總量的1.2%(wt%)補碳總量不得超過混合料總量的0.07%(wt%)補鎢用的鎢粉粒度約為0.4μm超細鎢粉補碳用的碳黑宜采用瀘洲產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)碳黑，習慣稱之為“燈黑”。4.配料計算示范（附相關(guān)指令卡及表格）2.4影響球磨效率的基本因素——球磨因子混合料在生產(chǎn)過程中由于選擇的球磨設備不同，濕磨工藝參數(shù)選擇不同，濕磨的效率（效果）完全不同。下面對300立升可傾斜式球磨機球磨效率進行分析。1.球磨機的結(jié)構(gòu)特征——對研磨效率的影響球磨筒體結(jié)構(gòu)能確保球磨過程的工藝控制穩(wěn)定、可靠；確保了球磨效率；混合料性能在設備運行中的一致性。設備結(jié)構(gòu)特點在前面已有介紹，這里只對結(jié)構(gòu)特點是如何影響濕磨過程的。不銹鋼筒體內(nèi)壁縱向均布（焊接）八條鋼筋，這使得筒體在轉(zhuǎn)動時，大大減少研磨體與筒體的相對運動（滾動或滑動摩擦），因鋼筋阻隔作用可使處在與筒體相接觸的研磨體，可示為靜止狀態(tài)，這樣使筒體磨損大大減少。一方面可防止混合料鐵元素的增加；另一方面大大延長筒體的工作壽命。筒體外側(cè)帶冷卻水套；使?jié)衲C在運行中物料研磨處于穩(wěn)定的、相對低溫狀態(tài)，冷卻水溫為10℃~12℃；這一方面可使物料增氧降到一個穩(wěn)定的、低水平狀態(tài)，同時確保成形劑這類有機化合物處在一種較穩(wěn)定的、可控的物理狀態(tài)。這種帶冷卻水套的筒體對研磨石臘作成型劑、酒精做濕磨介質(zhì)生產(chǎn)混合料的工藝變得尤為有利。卸料口可向上、向下（以水平軸心）旋轉(zhuǎn)45°，這一方面使混合料裝卸料過程簡單方便，同時對卸料過程與筒體清理工藝控制更到位、更可靠；一方面防止夾粗/夾細、混料/聚集等現(xiàn)象的發(fā)生，另一方面單批物料的收率在濕磨工序穩(wěn)定在一個較高的水平；勞動條件也大為改善。球磨定時裝置與設備采用鏈條傳動這一特征，確保了球磨時間的可控；與筒體轉(zhuǎn)速在運行狀態(tài)中的一致性。這一點與180立升滾筒式球磨機比較顯得更為科學、合理。2.4影響球磨效率的基本因素——球磨因子2.球磨筒轉(zhuǎn)速球磨過程使組元分布均勻和組元粒度細化，是通過研磨體之間相對碰撞和摩擦來實現(xiàn)的，選擇適當?shù)耐搀w轉(zhuǎn)速可將研磨體碰撞與摩擦控制在最佳狀態(tài)，此時的研磨效果也是最好的。傳統(tǒng)的球磨理論認為：筒體在運動過程中將研磨體帶到一定的高度后，研磨體自由滾動落下產(chǎn)生滾動研磨；筒體轉(zhuǎn)速太高，研磨體附在筒體內(nèi)壁上處于相對“靜止”狀態(tài)，此時研磨體之間的碰撞與磨擦作用都較弱，研磨效果不好；而筒體轉(zhuǎn)速太低時，研磨體與筒壁處在相對滑動的狀態(tài)，研磨體之間相對碰撞作用大為削弱，研磨效果主要體現(xiàn)在研磨體與混合料之間的摩擦作用，其效果相對也很低。如何介定球磨筒的轉(zhuǎn)速，一般都采用臨界轉(zhuǎn)速這一概念。臨界轉(zhuǎn)速是使研磨體在球磨筒轉(zhuǎn)動時，緊貼筒壁旋轉(zhuǎn)的最低速度，可由下面公式計算確定：η臨界=42.4/式中D——球磨筒直徑（米）。假設D=0.5m時，則臨界轉(zhuǎn)速計算得60轉(zhuǎn)/分鐘；通常在球磨機轉(zhuǎn)速的設定中取其臨界轉(zhuǎn)速的75%左右為宜；采用轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的75%左右，則球被帶到較高的位置往下落，這種研磨主要靠沖擊作用而發(fā)生，稱之為沖擊研磨，這種研磨速度不適宜于硬質(zhì)合金粉末原料的研磨，合金粉末本身粒度較小，材質(zhì)硬而碎，不需有多大的動靜即可將物料磨碎，因而在濕磨工藝中通常采用臨界轉(zhuǎn)速的60%左右的轉(zhuǎn)速作為筒體的實際轉(zhuǎn)速。180立升球磨機與300L可傾斜式球磨機均采用0.6左右的臨界轉(zhuǎn)速為實際球磨機轉(zhuǎn)速，約為36轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速；而600L可傾斜式球磨機則采用33轉(zhuǎn)/分的筒體轉(zhuǎn)速。2.4影響球磨效率的基本因素——球磨因子3.研磨體形狀、規(guī)格、與裝機總量影響300L可傾斜式球磨機一改傳統(tǒng)球狀硬質(zhì)合金研磨體為圓柱狀硬質(zhì)合金研磨體，這一改變對混合料研磨過程起到良性變化。從理論上來講，球與球相互碰撞接觸為一個“點”；柱體之間相互接觸則為一條“線”；作為研磨刃口而言，“點”與“線”是有相當區(qū)別的；首先“線”是由若干“點”集合而成；就研磨效率而言，柱狀體研磨體明顯高于球狀研磨體；同時，柱狀研磨體研磨刃口為一條線，在研磨過程中，有若干粉末個別被研磨，但最先研磨到的必然是那些粒度粗的個體，這樣一來粗顆粒物料被研磨的機率大大高于細顆粒物料；這明顯有利于研磨效率的提高和粒度的均勻細化。反過來用球型研磨體，研磨刃口為一“點”，與前者比較起來的點研磨刃口少得多；因而研磨效率相應的要低得多；此外球與球相接觸，接觸點處的粉末“粗”與“細”是隨機選擇。碰到什么就研磨什么，而不像柱與柱接觸處，粒度粗的物料優(yōu)先研磨。圖三與圖四分別表示兩種不同形狀的研磨體間接觸示意圖。

圖三

球狀研磨體間接觸示意圖

圖四

柱狀研磨體接觸示意圖2.4影響球磨效率的基本因素——球磨因子當然上面的分析討論有些過分的理想化與極端化；實際研磨過程有些差別；但通過較長期的統(tǒng)計對比表明，在正常工藝狀態(tài)下，300立升可傾斜式球磨機與180L滾筒式球磨機研磨效率比較，前者高于后者15~25%左右；不同程度的粉末其研磨效果差別也不一樣。筆者認為，300立升可傾斜式球磨機研磨粗顆粒合金更有效，球磨時間有的僅為12小時，而生產(chǎn)超細合金中使粒度細化而同時避免夾粗現(xiàn)象的出現(xiàn)；300立升球磨機是不可多得的研磨設備；是目前的滾動球磨體與攪拌球磨機無法比擬的。300L球磨機裝球量為1200公斤/臺；球/料比按裝料量來進行調(diào)節(jié)；研磨體由五種不同的規(guī)格所組成.2.4影響球磨效率的基本因素——球磨因子研磨體的補充按配料指令與混合料一起進行。補充的研磨體采用E類、φ10×17.0mm標準新研磨體；補充前新球一定要按指令進行球磨。球磨設備研磨體裝量（kg）酒精加量（L）球磨時間300L球磨機15005015研磨體在使用一段時間內(nèi)，按指令半年規(guī)定進行稱量與選球。研磨體的補充：定期稱量與篩選所有這一切都是確保球磨機在長期運行中研磨效率的穩(wěn)定性，這也是確?；旌狭吓c合金的粒度的穩(wěn)定關(guān)鍵之一。

新球磨體研磨工藝指令球磨設備研磨體裝量（kg）酒精加量（L）球磨時間300L球磨機150050152.4影響球磨效率的基本因素——球磨因子4.酒精加量混合料在球磨過程中，濕磨介質(zhì)的加量如何選擇使球磨效率達到最佳水準同時又確保相關(guān)工藝能順利進行，這是一個相當重要的工藝問題。傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝主要按混合料使用的WC原料粗、中、細等不同規(guī)格，結(jié)合混合料鈷金屬含量的高低，分段進行相應的規(guī)定，無嚴格的標準指令，酒精加入時無精確記量設備?，F(xiàn)代硬質(zhì)合金生產(chǎn)則以每公斤混合料加多少酒精為標準；它是以混合料的比表面積或松裝密度的大小來確定的；一般是細顆粒合金、高鈷合金標準取值大；而粗晶粒合金、低鈷合金標準取值小?，F(xiàn)有合金牌號酒精加量標準在0.18~0.47L/公斤混合料范圍內(nèi)波動。值得特別指出的是酒精標準加量值不能隨便變更，否則會使料漿的粘度不合格，嚴重影響后續(xù)工序噴霧干燥工藝過程的順利進行，最終影響到混合料的物理——力學性能。5.球磨時間及球磨時間因子混合料在球磨過程中混合的均勻性和粒度的細化均與球磨時間密切相關(guān)；球磨時間越長混合越均勻，粉末的粒度也越細，但這僅僅是在某一時段區(qū)域內(nèi)需遵循這一規(guī)律；無限延長球磨時間對合金性能將產(chǎn)生負面影響。300L球磨機如果僅僅是要求混合料各組元分布均勻，濕磨12小時即可；而要使合金的晶粒度達到某一取值范圍則必須制定出相應的科學合理的球磨工藝制度；現(xiàn)代硬質(zhì)合金生產(chǎn)技術(shù)引入了“HCP”這一概念，它是目前為止最為準確衡量“WC”粒度的物理量，為硬質(zhì)合金生產(chǎn)中粒度控制提供了先決條件。對某一具體合金牌號而言，其混合料球磨時間單有WC原料和HCP值還是不夠的，還必須要有一個混合料球磨單位時間（小時），合金矯頑磁力的增加值這物理量，這就是“球磨時間因子”，不同合金牌號球磨時間因子是不同的；300L球磨機正常工藝條件下生產(chǎn)混合料其球磨時間因子取值范圍在0.05~0.2KA/m之間，球磨時間因子是一個試驗數(shù)據(jù)，采用的球磨機、球磨工藝參數(shù)不同，所得到的球磨因子也不同。球磨時間因子在混合料球磨時間的確定、新牌號合金的開發(fā)、球磨時間取樣與返回料處理中運用廣泛。2.4影響球磨效率的基本因素——球磨因子山特維克公司生產(chǎn)技術(shù)中，球磨時間可用一個試驗方式來確定，實際上是一個一元一次方程來計算確定。H=a·HCP+bH……H為合金牌號的球磨時間（小時）

HCP……選用原料WC粒度范圍（KA/W）

a、b分別為常數(shù)。球磨時間的方程是由多批的實驗結(jié)果來確定的。假如我們采用Fsss粒度為5μm的專用WC原料，其HCP值在6.8~8.0KA/m之間，配制YG8的混合料。試驗過程可簡述如下：采用標準工藝生產(chǎn)線實驗：即用300L球磨機、噴霧干燥生產(chǎn)混合料，用TPA壓機、DMK240燒結(jié)爐進行試驗。按YG8牌號標準成分：Bctot=+0.00%YG8合金產(chǎn)品標準：Hc11.5~14.5KA/m（13.0KA/m目標值）Com7.0~8.0(7.4%目標值)采用HCP=6.8KA/m和HCP=8.0KA/m兩種不同規(guī)格的WC原料，配試驗料兩批；采用球磨時間取樣的方法，分別確定HC=13.0KA/m時的球磨時間；與此同時，試樣的Com值均需處在7.0~8.0%之間；然后重復試驗（試驗時，Com應采用補W/C方式將其調(diào)整到7.4%左右），反復多次試驗，得到球磨時間分別是30小時和22小時。列出一元二次方程組：

30=a×6.8+b(1)22=a×8.0+b(2)

解方程組，求得a=-6.67，b=75.36因而YG8合金采用原料HCP=6.8~8.0KA/m的球磨時間標準方程為H=-6.67HCP+75.36（小時）根據(jù)上述方程可以計算出選用HCP范圍在6.8~8.0KA/m粒度的WC原料，用來生產(chǎn)YG8牌號的合金具體的球磨時間；從中可以看出，選用最粗的原料時，球磨時間為30小時；而選用最細的原料球磨時間則只需22小時。

球磨過程中如果加入10%PR料，則在新料球磨時間的基礎(chǔ)上減少二個小時。2.5配料、濕磨操作演練2.濕磨裝料/卸料特別注意:⑴按工藝指令進行卸料，清洗指令為4L×6次。

⑵卸料完成后，用叉車將料漿桶轉(zhuǎn)移到噴霧干燥工序并進行氣動攪拌，等待噴霧干燥工序進行。1.配料：3.濕磨機清理

(1)濕磨機清理一般可分為簡單清理與復雜清理兩種方式。

簡單清理：濕磨機卸料后，如果接下來裝料層相同合金牌號的混合料（包括141牌號）即采用簡單清理程序?qū)η蚰ミM行清理即可。也就是說，接下來如果是球磨相同牌子的混合料，球磨機可以不進行單獨的清理過程而直接裝料。

復雜清理：球磨機卸料后，如果需球磨其它牌號的混合料則需進行復雜清理程序。程序內(nèi)容包括：50立升水球磨3~5分鐘；重復清洗三次；6立升酒精，清洗一次。注：粗顆粒牌號轉(zhuǎn)換為球磨超細混合料，清理過程應該給以特別關(guān)注。3噴霧干燥混合料料漿干燥的目的是將濕磨料漿中液體介質(zhì)與混合料分離并回收其介質(zhì)，使干燥后的混合料達到一定的物理——力學性能標準，符合后續(xù)工序——壓制成型對混合料的性能要求?；旌狭系母稍锓绞胶芏啵话愀鶕?jù)生產(chǎn)工藝需要，生產(chǎn)規(guī)模與設備投資情況來定。但國內(nèi)較為廣泛采用的仍為蒸汽加熱的振動干燥器，而規(guī)模較大、生產(chǎn)高精產(chǎn)品的廠家逐步在采用現(xiàn)代化的噴霧干燥器。噴霧干燥的最大特點是在封閉的循環(huán)系統(tǒng)中用氮氣進行保護下的干燥。噴霧干燥制得的粒狀混合料性能穩(wěn)定；流動性極好；特別適宜于高精度數(shù)控刀片壓制毛坯的生產(chǎn)。此外，濕磨介質(zhì)——酒精有一個獨立的回收系統(tǒng)，回收酒精質(zhì)量好、回收率高。硬質(zhì)合金行業(yè)通常采用噴霧干燥器有Hc-300與Hc-600型兩種規(guī)格，多為丹麥尼羅公司所生產(chǎn)。過期國內(nèi)也有少數(shù)化工機械廠家從事Hc-300型噴霧干燥設備的制作，其使用性能相當不錯。3噴霧干燥3.1噴霧干燥設備

1.干燥系統(tǒng)

2.油加熱系統(tǒng)

3.介質(zhì)回收系統(tǒng)

4.清洗系統(tǒng)3.2噴霧干燥系統(tǒng)控制要點3.3噴霧干燥操作演練

1.操作前準備工作

2.干燥前干燥設備操作

3.混合料料漿準備

4.料漿干燥

5.混合料包裝與存儲

6.噴干設備清理3噴霧干燥3.1噴霧干燥設備噴霧干燥設備由三個功能相對獨立又相互密切關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)組成。即由物料干燥系統(tǒng)、油加熱系統(tǒng)、酒精回收系統(tǒng)組成。三個系統(tǒng)由不銹鋼管線及兩臺風機有機的聯(lián)系在一起。圖五為噴霧干燥設備示意圖。1.干燥系統(tǒng)混合料料漿干燥在該處完成；主要設備包括干燥塔、噴嘴、旋風吸塵器、料漿攪拌器、料漿加壓與輸送系統(tǒng)以及物料冷卻、包裝系統(tǒng)。3噴霧干燥符合料漿粘度標準的料漿經(jīng)充分攪拌后，經(jīng)料漿泵輸送到噴嘴，霧化后形成小圓料漿液滴；在干燥塔內(nèi)由下而上噴射運動與由上而下的熱氮氣逆向相遇；酒精激烈揮發(fā)，使液——固分離；料粒自由下降到塔底部，經(jīng)螺旋冷卻器冷卻、過篩、包裝；熱氮與酒精混合氣體與部分混合料粉塵形成尾氣經(jīng)旋風收塵后進入回收系統(tǒng)。噴嘴是噴霧干燥設備的心臟。它的設計是否合理，運行是否正常穩(wěn)定直接關(guān)系到混合料質(zhì)量的好壞與產(chǎn)量的高低。目前使用的Hc-300與Hc-600型噴霧干燥設備均分別采用兩個規(guī)格類型相同的噴嘴，噴嘴的工作狀態(tài)有電視攝像、記錄。圖六為噴嘴零部件示意圖。3.3噴霧干燥2.油加熱系統(tǒng)干燥系統(tǒng)所需之熱能均由電——油加熱系統(tǒng)提供。該系統(tǒng)由電加熱爐、導熱油、熱油循環(huán)用油泵、油——氣熱交換器等部件組成。導熱油經(jīng)過電加熱器加熱到180~235℃后油泵將熱油循環(huán)經(jīng)過油——氣換熱器；將熱量傳導給氮氣，加熱后的氮氣從干燥塔頂部進入干燥塔，供給干燥用熱源。干燥后的尾氣經(jīng)回收凈化再進入油——氣加熱系統(tǒng)循環(huán)使用。3噴霧干燥3.介質(zhì)回收系統(tǒng)干燥過程中揮發(fā)的濕磨介質(zhì)（酒精）汽體回收在該處完成。主要包括酒精淋洗回收塔、酒精冷卻器、酒精泵三個部分組成，回收原理是冷卻回收。在噴霧干燥料漿正常干燥時，經(jīng)旋風收塵器初步收塵凈化后的尾氣；主要含有熱氮氣、酒精汽體，與極少量粉塵的混合氣體，從淋洗塔下部進入淋洗塔，逆向與從頂部噴淋的冷酒精相遷，充分接觸；進行酒精回收；尾氣經(jīng)過淋洗塔后，使原生的“濕氣體”變成“干氣體”。干氣體經(jīng)風機抽送到加熱系統(tǒng)循環(huán)使用；回收的酒精一部分經(jīng)冷卻器冷卻后重新進入回收系統(tǒng)供冷卻循環(huán)使用；多數(shù)則排空重新在濕磨工序作工藝介質(zhì)使用。粗略的估算一下，經(jīng)過淋洗塔后的尾氣，酒精回收率在94~95%左右，尚有4%的酒精隨尾氣進入循環(huán)使用。以上三個功能相對獨立的系統(tǒng)依靠兩臺高壓風機以及相關(guān)管線使之緊密的聯(lián)系在一起，它是噴霧干燥系統(tǒng)聯(lián)合運行的動力。3噴霧干燥3.2噴霧干燥系統(tǒng)控制要點噴霧干燥設備工藝控制的目的有兩個：其一是使被干燥的物料達到混合料所要求的技術(shù)條件；其二是確保被干的物料在干燥過程中不會產(chǎn)生新的臟化。噴霧干燥的產(chǎn)品質(zhì)量控制在后面章節(jié)有論述，此處僅對干燥過程的控制進行論述。干燥能力控制（即每小時酒精揮發(fā)量）噴霧干燥生產(chǎn)效率設備型號Hc-300Hc-600單位時酒精揮發(fā)量100kg/n200kg/n3噴霧干燥

3.3噴霧干燥操作演練噴霧干燥設備操作必須確保各相關(guān)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行；生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)混合料。1.操作前準備·檢查各相應部件/部位必須清理之處；·開啟室內(nèi)通/送風設備，操作間維持室內(nèi)微正壓；·啟動冷卻水系統(tǒng)；·檢查酒精系統(tǒng)；·組裝噴嘴系統(tǒng)，并用酒精試噴其工作狀態(tài)是否正常。2.干燥前設備操作·送N2趕O2，使系統(tǒng)內(nèi)氧氣量≤3%，塔內(nèi)壓力為200mm-Hg；·開啟抽/送風機；·啟動油—電加熱系統(tǒng)。3.混合料漿準備·濕磨卸料后料漿置于攪拌器下攪拌；·測量料漿粘度并進行調(diào)整；·調(diào)試料漿泵。4.料漿干燥噴霧干燥各相關(guān)工藝參數(shù)達到工藝要求，各項外圍準備工作就緒，即可進行物料正常干燥?！ご蜷_輸料閥向塔內(nèi)噴射料漿，并使之達到指令要求狀態(tài)；·使各控制的參數(shù)達到前面所述的標準；·作好相應記錄；·作好物料及時轉(zhuǎn)移；·冷卻停機。5.干燥好的物料抽樣送檢，用塑料袋包裝、扎口，置于不銹鋼桶中存儲，一般是50或100公斤一桶，存儲于與壓制場地相同的溫/濕度庫房內(nèi)。6.系統(tǒng)清理噴霧干燥完畢后，所有與物料直接接觸的部件/器件都必須進行徹底的清洗與清理?！婌F干燥塔內(nèi)壁與旋風收塵器清洗，一般有自動/手工兩種清洗方式；·濕磨卸料容器與工器具清洗，一般在清洗室內(nèi)用高壓水清洗；噴霧干燥用的容器，螺旋冷卻篩、料漿泵及其它部件在清洗室內(nèi)用高壓水清洗。

4混合料質(zhì)量檢查與質(zhì)量評價4.1混合料鑒定

1.混合料物理——力學性能檢查

2.ps21長條合金制作

3.ps21性能檢查4.2混合料質(zhì)量評價與下料4混合料質(zhì)量檢查與質(zhì)量評價干燥好的混合料在投入下道工序生產(chǎn)之前，必須對混合料的質(zhì)量作出檢查與評價，這一過程通常稱之為混合料鑒定。傳統(tǒng)硬質(zhì)合金生產(chǎn)中混合料鑒定稱之為“一公斤鑒定”，具體包括化學分析與試探性檢驗兩個部分；化學分析通常對混合料各主要組成進行分析，而試探性檢驗是將不含成型劑的混合料約1kg加入橡膠——汽油溶液制成含成型劑的混合料，壓制成5×5×30毫米的長條與A115/K040B燒結(jié)成抗彎強度與組織結(jié)構(gòu)分析試樣。長條進行強度檢查，而刀片與釬片分別進行斷口檢查、物理力學性能檢查，組織結(jié)構(gòu)及金相檢查等。現(xiàn)代硬質(zhì)合金生產(chǎn)中混合料鑒定同樣是由兩部分組成；物理力學性能檢查與PS21長條性能檢查，它既含介了傳統(tǒng)“一公斤混合料鑒定”內(nèi)容，又為壓制成型工序提供必要的混合料物理力學性能，從而確保了壓坯幾何尺寸與外觀精度；這種鑒定方式與傳統(tǒng)方法相比較顯得更科學、更合理。4混合料質(zhì)量檢查與質(zhì)量評價

4.1混合料鑒定混合料物理——力學性能檢查：檢查項目包括流動性、松裝密度、粒度分布以及物料外觀形貌檢查?；旌狭螾S21檢查：檢查項目包括C1、C2值測量，抗彎強度、硬度、密度、鈷磁與矯頑磁力等；金相組織結(jié)構(gòu)包括孔隙度、宏觀孔隙以及滲/脫碳等項目。1.混合料物理——力學性能檢查也可以認為是噴霧干燥法生產(chǎn)混合料的現(xiàn)場質(zhì)控的一種方式。采用隨機取樣、對混合料的霍爾流量、松裝密度、粒度分布及混合料形貌進行測量與觀察；判定噴霧干燥系統(tǒng)是否正常，混合料質(zhì)量是否達到其標準；當系統(tǒng)不正常，或者混合料性能不合格時應該及時調(diào)整干燥工藝參數(shù)。對混合料物理——力學性能檢查另一種方式是實驗室檢查，檢查評定的結(jié)果是后續(xù)工序參數(shù)確定之依據(jù)，混合料取樣規(guī)則，每桶100kg/桶取樣一份約100g，做下列檢查?；魻柫髁繙y定：用25cm3混合料通過霍爾流量計，記錄所用的時間；含成型劑的粒狀混合料霍爾流量標準為32~45秒/25cm3混合料。4混合料質(zhì)量檢查與質(zhì)量評價松裝密度測定：采用霍爾流量的混合料25cm3即可用來測量松裝密度，25cm3混合料稱重后除以體積數(shù)即為松裝密度，其標準范圍約為合金燒結(jié)密度的0.25~0.21；桶與桶之間波動不得超過1.5%。粒度分布測定：采用標準篩網(wǎng)進行測定，要求相當于250目~60目之間粒度的粉末占85%以上；而粒度小于250目以上的習慣稱之粉末的物料百分量小于15%。此外還可用30倍放大鏡在50mm距離內(nèi)對置于玻璃板上的物料進行觀察，用以判定混合料料粒外觀形貌（主要指粒子圓度；“半邊”及“實心”粒子等）。4混合料質(zhì)量檢查與質(zhì)量評價2.PS21長條制作混合料鑒定中為了檢測混合料材質(zhì)性能必須將被測混合料制成一定規(guī)格的合金成品，才能進行各項性能的檢測；目前國際通用的檢測產(chǎn)品規(guī)格為（5.25+0.25）×（6.5+0.25）×（20+1.0）的合金長條。·按操作卡片每批混合料壓制10根，作好標記，測量好相關(guān)數(shù)據(jù)；（其中壓制壓力是一重要數(shù)據(jù)，一般在40~140MPa/mm2）。·按操作指令燒結(jié)成合金成品。·將PS21長條經(jīng)噴砂處理，測量好相應數(shù)據(jù)并作好數(shù)據(jù)記錄。PS21性能檢測：·C1與C2值的測定；C1值是指合金燒結(jié)過程中重量損失百分數(shù)（%），這種損失主要是指成型劑的揮發(fā)和氧化物的還原等造成的失重。一般取值在1.5~2.5%之間。C1= ×1004混合料質(zhì)量檢查與質(zhì)量評價C2值是指產(chǎn)品高度與寬度之間收縮比差異，主要取決于合金的牌號與混合料的批次等，該值有正、負值之分：

ms表示燒結(jié)塊重量（g）式中：mp表示壓制塊重量（g）C1值用于壓制毛坯壓制單重的計算式中：bp表示壓制品寬度尺寸（mm）bs表示燒結(jié)品寬度尺寸（mm）hp表示壓制品高度尺寸（mm）hs表示燒結(jié)品高度尺寸（mm）C2值用于壓制毛坯高度計算?！の锢砹W性能檢查：檢查的范圍包括密度、磁力、鈷磁、抗變強度；這些檢查均在6~8根PS21長條試樣上進行。