專利名稱：一種硬質合金的型坯燒結舟皿的表面防粘結方法
技術領域：
本發明涉及一種器皿的表面防護工藝，特別是一種制作難度大、影響因素多、技術要求嚴格硬質合金的型坯燒結舟皿的表面防粘結方法。
背景技術：
硬質合金是切削刀具、耐磨零件、礦山工具中使用最為廣泛的一種材料，因其高硬度、高強度、高耐磨性又被稱為“工業的牙齒”。硬質合金的主要生產工藝包括為原材料的制備一一壓坯成型一一燒結三大工序。燒結工序是硬質合金生產的最后一道工序是指將硬質合金壓坯通過1350-1550攝氏溫度的高溫反應形成具有高硬度、高強度、高耐磨性的硬質合金。由于燒結過程中溫度太高，硬質合金壓坯容易與各種普通的接觸材料發生化學反應從而引起有產品組織的根本變化進而導致產品質量不合格，硬質合金的型坯燒結舟皿的選擇及其防粘結已成為硬質合金生產中的一個難題。目前我們傳統的操作方法是在硬質合金的型坯燒結舟皿表面刷一層甚至幾層防粘結材料。該粘結材料主要是通過有多種化學試劑和炭黑組成的涂料，基本上每處理一次也就只能夠使用一次，一次之后就要刮掉涂料層再次刷新涂料；型坯燒結舟皿的清理以及刷舟工作十分繁瑣而且人工刷舟的不均勻性還對產品帶來許多的不穩定性因素，這些不穩定性將嚴重影響產品質量。而且由于該防粘結涂料用到吐溫、PEG、正丁醇等有毒有害等揮發性物質，在生產中容易對員工身體造成不同程度的傷害。等離子噴涂是一種材料表面強化和表面改性的技術，等離子噴涂技術是采用由直流電驅動的等離子電弧作為熱源，將陶瓷、合金、金屬等材料加熱到熔融或半熔融狀態，并以高速噴向經過預處理的工件表面而形成附著牢固的表面層的方法，已經在航空航天等高尖端領域得到廣泛應用。但是等離子噴涂技術在硬質合金的型坯燒結舟皿的表面防護方法領域尚屬空白。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種硬質合金的型坯燒結舟皿的表面防粘結方法，噴涂的防粘結層可有效防止高溫下，硬質合金壓坯與型坯燒結舟皿的接觸材料發生化學反應從而導致產品質量不合格。現有的等離子噴涂應用領域尚未涉及到硬質合金生產，因此也沒有現成的工藝適用于噴涂硬質合金的型坯燒結舟皿表面的防粘結層的制作，等離子噴涂的主要參數及噴涂原料需要研究試驗、尋求最佳技術方案。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種硬質合金的型坯燒結舟皿的表面防粘結方法，包括等離子噴涂設備，其特征在于對預處理后的硬質合金型坯燒結舟皿的表面進行等離子噴涂防粘結層；
[I]等離子噴涂工藝主要參數
運行電流300A-600A 運行電壓50V-100V、噴涂主氣氬氣或者氮氣 噴涂次氣氫氣或者氦氣 主氣體流量2000ml/min 氫氣流量100ml/min 氣體壓力0. 3MP-O. 5MP 送粉流量200ml-400ml，
噴涂原料氧化鋯粉ZrO，
噴涂間距30mm-80mm ；
[2]噴涂原料氧化鋯粉ZrO，自然界的氧化鋯礦物原料，比重4. 6—4. 7，硬度7. 5，熔點2700°C，氧化鋯材料具有高硬度，高強度，高韌性，極高的耐磨性及耐化學腐蝕性的物化性能。等離子噴涂的防粘結層厚度為0. 3—0. 8mm，表面顏色均勻一致，噴涂表面無明顯的裂痕和剝落，燒結使用次數10次使用過程中沒有出現任何的影響產品質量的問題。所述硬質合金型坯燒結舟皿預處理包括
[1]通過專用噴砂機，采用40—80目氧化鋁砂粒、5-8bar的噴砂壓力對燒結舟皿表面進行噴砂處理，使舟皿的表面具有一定的粗糖度；
[2]對舟皿進行預熱處理，預熱溫度一般在80-150攝氏度之間主要目的是去除機體表面潮氣、改善機體表面活化狀態。本發明的有益效果是
I、噴涂的防粘結層可有效防止高溫下，硬質合金壓坯容易與型坯燒結舟皿的接觸材料發生化學反應，從而保證硬質合金的質量穩定性得到了有效地提高。2、噴涂防粘結層的硬質合金型坯燒結舟皿的燒結次數已經達到了 10次以上，這比只能夠使用一次的原來傳統刷制的涂料層，提高生產效率十余倍；免除了十分繁瑣、且對產品帶來許多的不穩定性因素的型坯燒結舟皿的清理工作，消除了由于該防粘結涂料用到吐溫、PEG、正丁醇等有毒有害等揮發性物質，在生產中容易對員工身體造成不同程度的傷害。明顯的改善了硬質合金的生產環境。3、回收再利用、節約資源；對已經達到燒結次數的噴涂防粘結層的硬質合金型坯燒結舟皿，通過表面噴砂處理，剝離留存的氧化鋯防粘結層，可供下一次再噴涂防粘結層；由于氧化鋯粉是無毒無害的物質，表面噴砂處理時，可以通過收塵系統對氧化鋯粉進行分離和收集，轉交給氧化鋯粉生產廠進一步提純、生產合格的氧化鋯。
具體實施例方式實施例I : 一種硬質合金的型坯燒結舟皿的表面防粘結方法，包括等離子噴涂工藝設備對預處理后的硬質合金型坯燒結舟皿的表面進行等離子噴涂防粘結層；
[I]等離子噴涂工藝主要參數
運行電流300A-600A 運行電壓50V-100V 噴涂主氣氬氣或者氮氣 噴涂次氣氫氣或者氦氣、主氣體流量2000ml/min 氫氣流量100ml/min 氣體壓力0. 3MP-O. 5MP 送粉流量200ml-400ml，
噴涂原料氧化鋯粉ZrO，
噴涂間距30mm-80mm ；
[2]噴涂原料氧化鋯粉ZrO，自然界的氧化鋯礦物原料，比重4. 6—4. 7，硬度7. 5，熔點2700°C，氧化鋯材料具有高硬度，高強度，高韌性，極高的耐磨性及耐化學腐蝕性的物化性能。等離子噴涂的防粘結層厚度為0. 5mm偏差正負0. 1mm，表面顏色均勻一致，噴涂層與舟皿機體粘結牢固噴涂表面無明顯的裂痕和剝落，燒結使用次數10次使用過程中沒有出現任何的影響產品質量的問題。實施例2 :實施例I所述硬質合金型坯燒結舟皿預處理包括
[1]通過專用噴砂機，采用40—80目氧化鋁砂粒、5-8bar的噴砂壓力對燒結舟皿表面進行噴砂處理，使舟皿的表面具有一定的粗糖度；
[2]對舟皿進行預熱處理，預熱溫度一般在80-150攝氏度之間主要目的是去除機體表面潮氣、改善機體表面活化狀態。實施例3 :在研究等離子噴涂工藝是否適用于噴涂硬質合金的型坯燒結舟皿表面的防粘結層，尋求最佳噴涂原料的試驗中，曾選擇過氧化鋁，又稱三氧化二鋁，化學式A1203,分子量102，通常稱為“鋁氧”，是一種白色無定形粉狀物，俗稱礬土，屬原子晶體，分子鍵為共價鍵，熔點為2050°C，沸點為3000°C，真密度為3. 6g/cm。能溶解在熔融的冰晶石中。氧化鋁可制機械軸承或鐘表中的鉆石、也用作高溫耐火材料、制耐火磚、坩堝、瓷器、人造寶石等。多次的研究試驗表明氧化鋯的綜合穩定性更加優于氧化鋁適合于硬質合金燒結用的防粘結材料，于是先選擇氧化鋯粉作為等離子噴涂用的原料。其次研究試驗等離子噴涂設備的改進由于硬質合金燒結用的防粘結材料必需耐高溫、且穩定性好，所以對等離子噴涂設備的要求就有了進一步的提高。首先，設備的電源需要進一步加大改善功率限幅以及電源穩定性嗎，比常規的噴涂工藝所選擇電源需做出改進；如提高最大工作電流使其滿足輸出最大電流達到650A以上，以及抗高頻干擾能力強；恒電流精度小于1% ;恒功率精度小于5%。其次，噴槍的內部結構噴嘴孔的角度以及噴嘴的孔徑必需針對高熔點的特性做出相應的調整；要求噴槍具有以下性能
1、電極與噴嘴孔道必須要有很高的同心度，若有偏心將極易引起噴嘴的燒損；
2、要具有可靠的絕緣性，因為正負電極將有5000V以上的高壓，而且還要承受等離子弧的聞溫福射；
3、要具有良好的冷卻效果，因為噴嘴和陰極要承受很大的熱負荷，沒有良好的冷卻就很難保證噴嘴和陰極的使用壽命。權利要求
1.一種硬質合金的型坯燒結舟皿的表面防粘結方法，包括等離子噴涂設備，其特征在于: 對預處理后的硬質合金型坯燒結舟皿的表面進行等離子噴涂防粘結層； [1]等離子噴涂エ藝主要參數 運行電流300A-600A 運行電壓50V-100V 噴涂主氣氬氣或者氮氣 噴涂次氣氫氣或者氦氣 主氣體流量2000ml/min 氫氣流量100ml/min 氣體壓力0. 3MP-O. 5MP 送粉流量200ml-400ml， 噴涂原料氧化鋯粉ZrO， 噴涂間距30mm-80mm ； [2]噴涂原料氧化鋯粉ZrO，自然界的氧化鋯礦物原料，比重4.6—4. 7，硬度7. 5，熔點2700°C，氧化鋯材料具有高硬度，高強度，高韌性，極高的耐磨性及耐化學腐蝕性的物化性能； [3]等離子噴涂的防粘結層厚度為O.3mm—O. 8mm。
2.權利要求I所述的ー種硬質合金的型坯燒結舟皿的表面防粘結方法，其特征在于所述硬質合金型坯燒結舟皿預處理包括 [1]通過專用噴砂機，采用40—80目氧化鋁砂粒、5-8bar的噴砂壓力對燒結舟皿表面進行噴砂處通，使舟皿的表面具有一定的粗糖度； [2]對舟皿進行預熱處理，預熱溫度一般在80-150攝氏度之間主要目的是去除機體表面潮氣、改善機體表面活化狀態。
全文摘要
本發明涉及一種硬質合金的型坯燒結舟皿的表面防粘結方法，包括等離子噴涂工藝設備，等離子噴涂主要參數運行電流300A-600A、運行電壓50V-100V、噴涂主氣體氬氣流量2000ml/min、次氣氫氣流量100ml/min、氣體壓力0.3MP-0.5MP、噴涂原料氧化鋯粉ZrO、送粉流量200ml-400ml、噴涂間距30mm-80mm。等離子噴涂的防粘結層厚度為0.5mm，表面顏色均勻一致，噴涂表面無明顯的裂痕和剝落，燒結使用次數10次，使用過程中沒有出現任何的影響產品質量的問題；比只能夠使用一次的原來傳統刷制的型坯燒結舟皿的使用壽命提高10倍，提高生產效率十余倍。
文檔編號B22F3/10GK102744404SQ20121026129
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月26日 優先權日2012年7月26日
發明者萬正華, 何海明, 李艷鑫, 舒海清, 陳輝 申請人:江西稀有稀土金屬鎢業集團有限公司