專利名稱：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的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金燒結(jié)工藝中防止制品與承載容器發(fā)生粘結(jié)的方法和用于防止這種粘結(jié)的防粘紙。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金和其它成份的一些粉末冶金制品在燒結(jié)過程中要以石墨舟皿作為承載容器，將壓制后的制品裝入舟皿，再送入真空爐或氫氣、氬氣等氣氛保護(hù)爐中，進(jìn)行高溫(例如1450℃)燒結(jié)。由于硬質(zhì)合金的主要組成物為碳化鎢、碳化鈦等金屬碳化物，石墨舟皿有高溫下強(qiáng)度高、可以防止制品在高溫?zé)Y(jié)時(shí)脫碳和價(jià)格相對低的特點(diǎn)，故在硬質(zhì)合金燒結(jié)中應(yīng)用較多。
但是，因高溫下原子間的擴(kuò)散與遷移，特別是以金屬鈷為粘結(jié)劑的硬質(zhì)合金，由于鈷與石墨之間的濕潤角很小，使硬質(zhì)合金制品與舟皿之間發(fā)生燒結(jié)(粘結(jié))；而強(qiáng)行分離的結(jié)果不僅導(dǎo)致制品外觀質(zhì)量很差，甚至因此產(chǎn)生廢品，還增加了制品后處理(噴砂)工作量，損壞石墨舟皿或縮短舟皿的工作壽命。
針對上述問題，國內(nèi)外硬質(zhì)合金生產(chǎn)廠家通常采用噴涂法、漿料法、干料法克服所述粘結(jié)。
噴涂法是用等離子技術(shù)或其它方法對石墨舟皿的工作面噴涂一層陶瓷涂層，如氧化鋯涂層、氧化鋁涂層等。由于陶瓷或其它類型噴涂層與石墨熱膨脹系數(shù)的差異，以及反復(fù)的熱交變應(yīng)力的作用，一般情況下噴涂層的使用壽命不大于10次，而且噴涂法成本高、噴涂加工必須擁有專有技術(shù)，因此其應(yīng)用受到局限。
漿料法是每次使用前在舟皿工作面涂刷一層特定配方的漿料，經(jīng)烘干后形成一層一次性使用的涂層。該方法成本較低，但操作環(huán)境惡劣、勞動強(qiáng)度大，舟皿的烘干使生產(chǎn)流程復(fù)雜化，且不能省去后續(xù)的噴砂工序。
干料法是用一定粒度的單組分陶瓷材料(如氧化鋁、氧化鎂等)或多組分配料(如在上述陶瓷粉末加入石墨粉等)，在每次使用前裝在或?yàn)⒃谥勖蟊砻妫辉摲椒ㄉa(chǎn)成本低，但粗顆粒干料在燒結(jié)過程中會使制品表面形成壓痕缺陷，因此對于細(xì)小制品或高精度、無需后加工的制品不能使用該法，而細(xì)顆粒干料在使用中粉塵飛揚(yáng)、環(huán)境惡劣；細(xì)粉料在石墨舟皿表面，特別是平板舟皿表面均勻攤平很困難。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種防止硬質(zhì)合金制品在高溫?zé)Y(jié)中粘結(jié)舟皿的方法及防粘紙，該方法和防粘紙可有效防止所述粘結(jié)且操作或使用簡單、成本低廉，不影響制品質(zhì)量。
本發(fā)明技術(shù)方案之一是，所述防止硬質(zhì)合金制品高溫?zé)Y(jié)中粘結(jié)舟皿的方法為，在石墨舟皿中放置一次性使用的防粘紙，將待燒結(jié)硬質(zhì)合金制品置于該防粘紙上，再送至燒結(jié)爐中燒結(jié)。
本發(fā)明的技術(shù)方案之二是，所述用于防止硬合金制品在高溫?zé)Y(jié)中粘結(jié)舟皿的防粘紙由可碳化紙基層和防粘層構(gòu)成，厚度為10～500μm的所述防粘層為對硬質(zhì)合金材料及石墨材料具有室溫至1800℃高溫惰性的陶瓷或耐火材料粉末與石墨粉或碳粉混合物涂層，且所述陶瓷或耐火材料粉末與石墨粉的重量比組成為1～3∶0.1～1。
以下做出進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明防粘紙斷面結(jié)構(gòu)示意圖。由該圖可知，所述防粘紙由可碳化紙基層1和防粘層2構(gòu)成。所述可碳化紙基層1包括采用普通木漿或其它天燃植物纖維制成的紙，還包括塑料或碳素材料薄片。所述防粘層2中的石墨粉可用碳粉替代。
本發(fā)明所述陶瓷或耐火材料粉末包括以下十多種粉末中的一種或一種以上1、氧化物粉末氧化鋯、氧化釔、氧化鋁、氧化鎂、氧化硅、氧化鈹、氧化鈣；2、碳化物粉末碳化硅、碳化硼、碳化鈦、碳化鉻；
3、其它類粉末氮化硅、氮化硼、氮化鋁、硼化鈦、硅化鉬；4、天燃礦物或人工合成粉料尖晶石、莫萊石、鋯英石、塞龍。
以上粉末及石墨粉(或碳粉)粒度選用-200目為宜。
本發(fā)明所述防粘紙的制備工藝是，將所述粒度的陶瓷或耐火材料粉末的一種或一種以上按所述比例與石墨粉混合并攪拌均勻，形成混合料；在所述混合料中加入無毒、無腐蝕、高溫下分解產(chǎn)物不對硬質(zhì)合金、爐膛及石墨產(chǎn)生侵蝕的有機(jī)或無機(jī)膠(如丁鈉橡膠、液體石臘、酚醛樹脂、醇酸樹脂、水玻璃等)，攪拌至均質(zhì)，成為防粘膠料；根據(jù)對防粘層厚度及施涂工藝(如刷涂、噴涂、刮涂等)的選擇，防粘膠料的粘度范圍選擇在500厘泊至12000厘泊之間；將配制成的防粘膠料涂刷或噴涂在紙基層1的表面，或?qū)⒓埢鶎?浸入所述膠料中形成浸潤涂層；將覆有涂層的紙基層自然干燥或烘干后燙平，即制成所述防粘紙。也可通過對膠料配方的選擇，以及涂刷工藝的制定(例如將膠料粉末中不同組份分別制成膠料，再依次涂刷在紙基層1表面)，制成所述防粘紙。所成防粘紙同時(shí)具有防止制品脫碳的功能。
本發(fā)明的所述防粘紙的使用方法是，將其裁成與石墨舟皿尺寸一致或略小于舟皿尺寸，置于舟皿中即可。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理是，紙基層1為可碳化材料，故不會在燒結(jié)過程中對制品造成污染而影響其質(zhì)量，防粘層2中陶瓷或耐火材料具有耐高溫性能，起到使制品與舟皿相隔離而避免其產(chǎn)生燒結(jié)(粘結(jié))的作用，其石墨或碳粉成份可防止制品脫碳。
由以上可知，本發(fā)明為防止硬質(zhì)合金制品高溫?zé)Y(jié)中粘結(jié)舟皿的方法和防粘紙，其作用與優(yōu)點(diǎn)有1、可有效防止硬質(zhì)合金制品在高溫?zé)Y(jié)中與舟皿的粘結(jié)；2、提高了燒結(jié)硬質(zhì)合金制品的表現(xiàn)質(zhì)量；3、省略噴砂工藝或減輕了噴砂工作量；4、優(yōu)化了硬質(zhì)合金燒結(jié)車間的生產(chǎn)工序；5、可減少環(huán)境污染、減輕粉塵危害，降低勞動強(qiáng)度，提高工作效率；6、此類防粘紙使用溫度不高于1800℃。
此外，一些非硬質(zhì)合金成份的粉末冶金制品，在用石墨舟皿燒結(jié)時(shí)，要求防滲碳；此時(shí)可將所述混合料配料中的石墨粉去除(即不加石墨粉)，采用無機(jī)膠，用同樣方法亦可制成防滲碳紙。
圖1是本發(fā)明防粘紙的一種實(shí)施例斷面結(jié)構(gòu)示意圖。其中1-紙基層，2-防粘層。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種防粘紙，紙基層1為厚250μm木漿紙；防粘層2厚度為200μm，其膠料配方是氧化鋯75克、氧化鎂100克、石墨粉120克(均為-200目)、酚醛樹脂300-500克，將三種粉末拌勻，加入酚醛樹脂后攪拌至均質(zhì)，即成膠料；將膠料涂刷在紙基層1上，至相應(yīng)厚度后，置于120℃下烘干并燙平，即成。
實(shí)施例2將上述實(shí)施例1防粘紙裁成與石墨舟皿大小一致之形狀，置于舟皿中，硬質(zhì)合金制品置于防粘紙上，入爐燒結(jié)。
權(quán)利要求
1.一種防止硬質(zhì)合金制品在高溫?zé)Y(jié)中粘結(jié)舟皿的方法，系在石墨舟皿中放置一次使用的防粘紙，將待燒結(jié)硬質(zhì)合金制品置于該防粘紙上，再送至燒結(jié)爐中燒結(jié)。
2.一種用于防止硬質(zhì)合金制品在高溫?zé)Y(jié)中粘結(jié)舟皿的防粘紙，其特征是，它由可碳化紙基層(1)和防粘層(2)構(gòu)成，厚度為10～500μm的所述防粘層(2)為對硬質(zhì)合金材料及石墨材料具有室溫至1800℃高溫惰性的陶瓷或耐火材料粉末與石墨粉或碳粉混合物涂層，且所述陶瓷或耐火材料粉末與石墨粉的重量比組成為1～3∶0.1～1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防粘紙， 其特征是，可碳化紙基層(1)包括采用普通木漿或其它天燃植物纖維制成的紙，還包括塑料或碳素材料薄片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防粘紙，其特征是，所述陶瓷或耐火材料粉末包括以下粉末中的一種或一種以上(a)、氧化物粉末氧化鋯、氧化釔、氧化鋁、氧化鎂、氧化硅、氧化鈹、氧化鈣；(b)、碳化物粉末碳化硅、碳化硼、碳化鈦、碳化鉻；(c)、其它類粉末氮化硅、氮化硼、氮化鋁、硼化鈦、硅化鉬；(d)、天燃礦物或人工合成粉料尖晶石、莫萊石、鋯英石、塞龍。
全文摘要
本發(fā)明為一種防止硬質(zhì)合金制品在高溫?zé)Y(jié)中粘結(jié)舟皿的方法和防粘紙，所述方法系在石墨舟皿中放置一次使用的防粘紙，將待燒結(jié)硬質(zhì)合金制品置于該防粘紙上，再送入燒結(jié)爐中燒結(jié)。所述防粘紙由可碳化紙基層1和防粘層2構(gòu)成，厚度為10～500μm的所述防粘層為對硬質(zhì)合金材料及石墨材料具有室溫至1800℃高溫惰性的陶瓷或耐火材料粉末與石墨粉混合物涂層，且所述陶瓷或耐火材料粉末與石墨粉或碳粉的重量比組成為1～3∶0.1～1。本發(fā)明的防粘結(jié)方法和防粘紙可防止所述制品在高溫?zé)Y(jié)中產(chǎn)生的粘結(jié)現(xiàn)象，制品表觀質(zhì)量更好，還可省去或簡化傳統(tǒng)噴砂工藝過程，優(yōu)化燒結(jié)車間生產(chǎn)工序，減少粉塵危害，有利改善環(huán)境，且方法操作簡便，防粘紙生產(chǎn)成本低。
文檔編號C22C1/04GK1565778SQ0312454
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月13日
發(fā)明者閔小兵, 吳和元, 夏光明, 嚴(yán)淑群, 賀立 申請人:閔小兵