CN103785843B - 一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法 - Google Patents

一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103785843B
CN103785843B CN201310751902.4A CN201310751902A CN103785843B CN 103785843 B CN103785843 B CN 103785843B CN 201310751902 A CN201310751902 A CN 201310751902A CN 103785843 B CN103785843 B CN 103785843B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
titanium carbonitride
super fine
fine titanium
based ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310751902.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103785843A (zh
Inventor
张厚安
吴冲浒
古思勇
吴学文
苑玉骏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen University of Technology
Xiamen Tungsten Co Ltd
Original Assignee
Xiamen University of Technology
Xiamen Tungsten Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen University of Technology, Xiamen Tungsten Co Ltd filed Critical Xiamen University of Technology
Priority to CN201310751902.4A priority Critical patent/CN103785843B/zh
Publication of CN103785843A publication Critical patent/CN103785843A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103785843B publication Critical patent/CN103785843B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法，是以石蜡为粉末粘结剂，酒精为溶剂介质，采用喷雾造粒技术处理超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末而形成团聚粉体，该团聚粉体具有粒度分布均匀且呈球状，流动性能优异的特点，该制备方法具有工艺简单，生产效率高，适用于批量化生产等特点。

Description

一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法
技术领域
本发明涉及金属陶瓷粉末成型性能改善领域，尤其是涉及一种具有高流动性的超细碳氮化钛(Ti(C,N))基金属陶瓷的球形团聚粉体的制备方法。
背景技术
碳氮化钛(Ti(C,N))基金属陶瓷材料因具有良好的综合性能而被广泛应用于机械加工中的切削刀具材料。近年来，Ti(C,N)基金属陶瓷向晶粒超细和纳米颗料增强的趋势发展，超细或纳米级的粉末原料是制备超细晶粒金属陶瓷材料的基础。目前采用合适的球磨工艺方法可制备出高质量的超细粉体，超细粉体因粒径小、比表面积大，表面能高，极易发生团聚现象，使得粉末流动性差，不易填充模具，在压制过程中，装粉速率慢，且易产生“拱桥效应”，导致压坯尺寸或密度不符要求，甚至出现开裂现象，影响产品质量。如何提高超细Ti(C,N)基金属陶瓷粉体的流动性，提高压制成型性能，成为超细金属陶瓷材料实现批量生产亟待解决的问题。
提高超细粉末的流动性能主要采用造粒工艺来实现，即采用一定方法将细粉末团聚成较粗的粉末颗粒，团聚粉末粒径增加，其流动性得到明显提高。造粒工艺主要为搅拌法造粒和喷雾造粒两种，搅拌法造粒通过盘式或滚筒造粒机进行，将适当粘结剂与粉末混合并适当搅拌，产生粘结而形成团聚颗粒，此方法使用设备简单，产量较大，但其造粒后的颗粒均匀性差，颗粒形态不规则，粉末流动性能的提高有限。喷雾造粒法通过喷雾造粒设备将粉末浆料和粘结剂进行雾化干燥处理，形成团聚粉末，因其造粒后的团聚颗粒粒度分布均匀且多数呈球形状，具有优异的流动性能。因此，喷雾造粒法逐渐成为改善各种超细粉体流动性能的有效方法之一。
现有技术所公开的喷雾造粒法主要有：陆有军等(陆有军,吴澜尔,陈宇红.SiC喷雾造粒粉的工艺控制[J].中国粉体技术,2008(13):84-85)以乙醇为溶剂，酚醛树脂为粘结剂，在合适的喷雾造粒参数下制备出流动性高，球形实心且适于成型的SiC造粒粉。林振汉等(林振汉,吴亮,林钢,等.用喷雾干燥法制备PSZ23Y粉末颗粒的形貌研究[J].稀有金属,2003,27(1):144-147)。采用喷雾造粒技术改善超细粉末性能方面的专利申请多集中在氧化锆、碳化物和硬质合金等金属或陶瓷超细粉体方面。比如：庄育丰(氧化锆的湿法喷雾造粒工艺，公开号CN1413764A，2003.04.30)，提出了一种氧化锆的湿法喷雾造粒工艺，可制备出大小均匀的氧化锆粒子，有效降低了残次品率使产品质量稳定。邬国平(碳化硼粉体的喷雾干燥造粒方法，公开号CN102503428A，2012.06.20)通过喷雾干燥造粒方法制得成型性能好的碳化硼粉体，其适宜制备高致密度高性能的碳化硼陶瓷。李克林(一种超细硬质合金及其制备方法和应用，公开号CN101629263A，2010.01.20)将湿磨好的超细硬质合金粉末浆料进行喷雾造粒，以达到压制成型要求。
在喷雾造粒应用于金属陶瓷方面的专利申请情况方面，翟长生，吕和平，王俊等(大颗粒球形金属陶瓷纳米复合喷涂粉体，公开号CN1793048A，2006.06.28)采用湿法球磨－喷雾造粒－真空热处理工艺制备出呈球形或近球形结构的20～75微米的粉体，提高了产品质量，但该专利申请公开技术主要应用于热喷涂行业，未涉及切削材料领域，且其造粒处理的对象为二硼化钛基金属陶瓷粉末。安尼卡·考皮，乌尔夫·尤特斯特伦(制造硬质合金或金属陶瓷结团粉末混合物的方法，公开号CN101081739A，2007.12.05)将粉末浆料喷射干燥成结团粉末，其可用于制造切削工具和耐磨零件等，但此专利申请公开技术主要特征在于粉末浆料的压力、塑料聚合物结合剂的成分配方，未涉及喷雾造粒的工艺参数和流动性改善内容。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法，是以石蜡为粉末粘结剂，采用喷雾造粒技术处理超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末而形成团聚粉体，该团聚粉体具有粒度分布均匀且呈球状，流动性能优异的特点，该制备方法具有工艺简单，生产效率高，适用于批量化生产等特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法，包括如下步骤：
A.加入粘结剂步骤：该步骤是以石蜡为粉末粘结剂，按超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末重量的1～15wt.％称取石蜡，将石蜡与超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末一同放入球磨罐中；
B.制备粉末浆料步骤：该步骤是以酒精为溶剂介质，按5～50g/100ml的比例向盛有超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末和相应比例石蜡的球磨罐中加入酒精溶剂，按球料比5:1加入硬质合金磨球，在行星式球磨机中以100r/min的转速球磨5小时后制备出超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末浆料；
C.喷雾造粒步骤：该步骤是采用高速离心喷雾造粒干燥机对超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末浆料进行喷雾造粒处理，从而获得超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末球形团聚粉体；其中，喷雾造粒过程中，进口温度设为80～300℃，出口温度设为60～200℃，雾化器转速设为5～20kr/min，供料泵转速设为20～80r/min。
本发明的一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法，是采用喷雾造粒技术，以石蜡为粉末粘结剂，酒精为溶剂介质，其制备工艺流程为：超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末→加入粘结剂→制备粉末浆料→喷雾造粒→团聚粉体材料。本发明采用喷雾造粒法制备超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末球形团聚粉体，通过喷雾造粒过程中的参数控制，可制备出不同粒度的球形团聚粉末。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明采用喷雾造粒法制备超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末球形团聚粉体，通过喷雾造粒过程中的参数控制，可制备出不同粒度的球形团聚粉体，可明显提高粉末流动性，显著改善粉末的压制性能，且工艺简单，生产效率高，适用于批量化生产。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是超细粉末形貌图；
图3是喷雾造粒后的团聚粉体形貌图；
图4是团聚粉体的粒度分布图。
具体实施方式
实施例一，
本发明的一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法，是采用喷雾造粒技术，以石蜡为粉末粘结剂，酒精为溶剂介质，其制备工艺流程为：超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末→加入粘结剂→制备粉末浆料→喷雾造粒→团聚粉体材料。本发明采用喷雾造粒法制备超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末球形团聚粉体，通过喷雾造粒过程中的参数控制，可制备出不同粒度的球形团聚粉末。
参见图1所示，本发明的一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法，包括如下步骤：
A.加入粘结剂步骤：该步骤是以石蜡为粉末粘结剂，按超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末重量的15wt.％称取石蜡，将石蜡与超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末一同放入球磨罐中；超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末形貌如图2所示；
B.制备粉末浆料步骤：该步骤是以酒精为溶剂介质，按50g/100ml的比例向盛有超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末和相应比例石蜡的球磨罐中加入酒精溶剂，按球料比5:1加入硬质合金磨球，在行星式球磨机中以100r/min的转速球磨5小时后制备出超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末浆料；
C.喷雾造粒步骤：该步骤是采用高速离心喷雾造粒干燥机对超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末浆料进行喷雾造粒处理，从而获得超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末球形团聚粉体；其中，喷雾造粒过程中，进口温度设为280℃，出口温度设为180℃，雾化器转速设为20kr/min，供料泵转速设为70r/min；
按以上工艺制备出的超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末球形团聚粉体的形貌和粒度分布如图3和图4所示，团聚粉体球形度好，粒度分布窄而均匀，其平均粒径为87.8μm，松装密度为1.43g/cm3，振实密度为1.67g/cm3。
实施例二，
参见图1所示，本发明的一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法，包括如下步骤：
A.加入粘结剂步骤：该步骤是以石蜡为粉末粘结剂，按超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末重量的12wt.％称取石蜡，将石蜡与超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末一同放入球磨罐中；
B.制备粉末浆料步骤：该步骤是以酒精为溶剂介质，按25g/100m的比例向盛有超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末和相应比例石蜡的球磨罐中加入酒精溶剂，按球料比5:1加入硬质合金磨球，在行星式球磨机中以100r/min的转速球磨5小时后制备出超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末浆料；
C.喷雾造粒步骤：该步骤是采用高速离心喷雾造粒干燥机对超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末浆料进行喷雾造粒处理，从而获得超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末球形团聚粉体；其中，喷雾造粒过程中，进口温度设为200℃，出口温度设为120℃，雾化器转速设为12kr/min，供料泵转速设为55r/min；
按以上工艺制备的团聚粉体平均粒径为102.3μm，松装密度为1.23g/cm3，振实密度为1.47g/cm3，团聚粉体形貌与图3类似。
实施例三，
参见图1所示，本发明的一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法，包括如下步骤：
A.加入粘结剂步骤：该步骤是以石蜡为粉末粘结剂，按超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末重量的10wt.％称取石蜡，将石蜡与超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末一同放入球磨罐中；
B.制备粉末浆料步骤：该步骤是以酒精为溶剂介质，按10g/100ml的比例向盛有超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末和相应比例石蜡的球磨罐中加入酒精溶剂，按球料比5:1加入硬质合金磨球，在行星式球磨机中以100r/min的转速球磨5小时后制备出超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末浆料；
C.喷雾造粒步骤：该步骤是采用高速离心喷雾造粒干燥机对超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末浆料进行喷雾造粒处理，从而获得超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末球形团聚粉体；其中，喷雾造粒过程中，进口温度设为100℃，出口温度设为80℃，雾化器转速设为8kr/min，供料泵转速设为25r/min；
按以上工艺制备的团聚粉体平均粒径为121.3μm，松装密度为1.15g/cm3，振实密度为1.27g/cm3，团聚粉体形貌与图3类似。
综上所述，三种实施例所制备的超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末球形团聚粉体形貌类似，区别在于随着工艺参数的不同，团聚粉体的粒度分布、松装/振实密度等性能有所差异。本发明通过喷雾造粒的参数控制，可制备出不同粒度分布的球形团聚粉体材料，且均具有松装密度高、流动性好的特点。本发明采用球磨制备粉末浆结合喷雾造粒技术进行粉末造粒的方法，制备工艺简单，生产效率高，易于批量化生产。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (1)

1.一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A.加入粘结剂步骤：该步骤是以石蜡为粉末粘结剂，按超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末重量的1～15wt.％称取石蜡，将石蜡与超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末一同放入球磨罐中；
B.制备粉末浆料步骤：该步骤是以酒精为溶剂介质，按5～50g/100ml的比例向盛有超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末和相应比例石蜡的球磨罐中加入酒精溶剂，按球料比5:1加入硬质合金磨球，在行星式球磨机中以100r/min的转速球磨5小时后制备出超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末浆料；
C.喷雾造粒步骤：该步骤是采用高速离心喷雾造粒干燥机对超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末浆料进行喷雾造粒处理，从而获得超细碳氮化钛基金属陶瓷粉末球形团聚粉体；其中，喷雾造粒过程中，进口温度设为80～300℃，出口温度设为60～200℃，雾化器转速设为5～20kr/min，供料泵转速设为20～80r/min。
CN201310751902.4A 2013-12-31 2013-12-31 一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法 Active CN103785843B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310751902.4A CN103785843B (zh) 2013-12-31 2013-12-31 一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310751902.4A CN103785843B (zh) 2013-12-31 2013-12-31 一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103785843A CN103785843A (zh) 2014-05-14
CN103785843B true CN103785843B (zh) 2016-05-25

Family

ID=50662133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310751902.4A Active CN103785843B (zh) 2013-12-31 2013-12-31 一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103785843B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105328200A (zh) * 2014-07-15 2016-02-17 昆山玛冀电子有限公司 软磁粉末的雾化造粒方法
CN109336612B (zh) * 2018-09-20 2021-05-07 成都美奢锐新材料有限公司 一种超细碳氮化钛粉的制备方法
CN110615438A (zh) * 2018-10-10 2019-12-27 西南交通大学 一种Ti3C2粉体的制备方法
CN111455253A (zh) * 2020-03-25 2020-07-28 成都美奢锐新材料有限公司 一种碳化钛基金属陶瓷热喷涂粉末及制备方法
CN115196970B (zh) * 2022-08-08 2023-07-04 四川大学 一种高流动性AlON球形粉体的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5897962A (en) * 1993-07-16 1999-04-27 Osram Sylvania Inc. Method of making flowable tungsten/copper composite powder
CN1793048A (zh) * 2005-11-03 2006-06-28 上海交通大学 大颗粒球形金属陶瓷纳米复合喷涂粉体
CN101239388A (zh) * 2008-01-17 2008-08-13 宋爽 一种镍钨、镍铬粘结相构成的无磁硬质合金粉末及制备方法
CN101884892A (zh) * 2010-06-25 2010-11-17 北京工业大学 一种超细及纳米WC-Co复合粉的团聚造粒方法
CN102061417A (zh) * 2009-11-13 2011-05-18 厦门理工学院 一种纳米氮化硅和氮化硼增强的碳氮化钛基金属陶瓷材料
KR20110067909A (ko) * 2009-12-15 2011-06-22 한국기계연구원 기계적 활성화법을 이용한 금속복합분말의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 금속복합분말
CN102350503A (zh) * 2011-10-21 2012-02-15 株洲硬质合金集团有限公司 球形热喷涂粉末的生产方法
CN102433482A (zh) * 2010-09-29 2012-05-02 成都邦普合金材料有限公司 一种Ti(CN)金属陶瓷的木工刀具材料及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5897962A (en) * 1993-07-16 1999-04-27 Osram Sylvania Inc. Method of making flowable tungsten/copper composite powder
CN1793048A (zh) * 2005-11-03 2006-06-28 上海交通大学 大颗粒球形金属陶瓷纳米复合喷涂粉体
CN101239388A (zh) * 2008-01-17 2008-08-13 宋爽 一种镍钨、镍铬粘结相构成的无磁硬质合金粉末及制备方法
CN102061417A (zh) * 2009-11-13 2011-05-18 厦门理工学院 一种纳米氮化硅和氮化硼增强的碳氮化钛基金属陶瓷材料
KR20110067909A (ko) * 2009-12-15 2011-06-22 한국기계연구원 기계적 활성화법을 이용한 금속복합분말의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 금속복합분말
CN101884892A (zh) * 2010-06-25 2010-11-17 北京工业大学 一种超细及纳米WC-Co复合粉的团聚造粒方法
CN102433482A (zh) * 2010-09-29 2012-05-02 成都邦普合金材料有限公司 一种Ti(CN)金属陶瓷的木工刀具材料及其制备方法
CN102350503A (zh) * 2011-10-21 2012-02-15 株洲硬质合金集团有限公司 球形热喷涂粉末的生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103785843A (zh) 2014-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103785843B (zh) 一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法
CN103785860B (zh) 3d打印机用的金属粉末及其制备方法
CN102912279B (zh) 兼具高致密性和低脱碳的准纳米结构WC-Co涂层的制备方法
CN107117971A (zh) 一种高能球磨结合喷雾干燥技术制备超细碳化硼造粒粉的方法
CN105563363B (zh) 一种离心干燥造粒技术制备陶瓷结合剂堆积磨料的方法
CN109093528B (zh) 一种金属结合剂金刚石砂轮及采用喷雾造粒工艺制备该砂轮的方法
CN101905446B (zh) 树脂精磨砂轮制作方法
CN108247038B (zh) 一种球形钛-铁-碳系反应喷涂复合粉末及其制备方法
CN105671411B (zh) 一种碳化物增强铁基复合材料及其粉末冶金原位合成方法
CN103073940B (zh) 一种热喷涂用耐盐雾腐蚀硬面涂层材料的制备方法
CN107459357A (zh) 碳化硅复合粉体及其制备方法和应用
CN104802099B (zh) 一种具有大容屑腔的磨块、其制备方法及应用
CN104446487A (zh) 凝胶注模成型无压烧结碳化硅陶瓷的料浆及方法
CN110845233A (zh) 一种超细氧化锆磨球的制备方法
CN104496452A (zh) 一种铁氧体制备方法及其所制备的铁氧体
CN110981445A (zh) 一种激光3d打印用氧化物陶瓷粉末的制备方法
CN110842799B (zh) 一种陶瓷金属复合结合剂砂轮及其制备方法
CN103242035A (zh) 一种提高惰性瓷球外观质量的方法
KR20200079063A (ko) 철계금속과립분말을 제조하는 방법 및 이를 개별요소법 분체동역학 모델링으로 해석하는 방법
CN109454227A (zh) 氮碳化钛基金属陶瓷混合料的制备方法
CN105665710B (zh) 一种硬质合金喷嘴的直接成形固结方法
CN104451222A (zh) 一种纳米W-Cu复合块体材料的制备方法
CN107020372A (zh) 一种二硼化钛/镍/钼复合粉体的水基喷雾造粒方法
CN109111232A (zh) 一种碳化硅粉体的喷雾造粒方法
CN109822467B (zh) 一种cbn树脂结合剂磨具及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant