|
В настоящее время для изготовления
твердых сплавов возможно большей твердости и плотности тонкодисперсную смесь
из карбидов и твердых растворов карбидов с кобальтом получают только мокрым
размолом. Размол можно вести в воде, дихлорэтилене, трихлорэтилене,
четыреххлористом углероде, бензоле, бензине, тетралине, спирте или ацетоне и
т. д. Наряду с преимуществом, т. е. получением тонкого распределения, этот
способ обладает недостатком — тонкодисперсные материалы шихты, особенно
кобальт, реагируют с размольной средой и атмосферой размола," образуя окислы.
При сушке и последующей обработке под водородом может произойти дальнейшее
окисление и неизбежная потеря углерода. На практике с этими недостатками
можно бороться путем сушки в вакууме с последующим непосредственным
восстановлением в абсолютно сухом водороде.
Приведены данные Майера и Айлендера о влиянии различных
размольных средств на загрязнение железом и окисление смесей WC—Со, а в табл.
6 — данные этих же авторов, характеризующие зависимость измельчения зерна от
продолжительности размола и его влияние на насыпной объем и на объем утряски
смесей WC—Со. В то время как при сухом размоле металлов насыпной объем и
объем утряски обычно уменьшаются, при мокром размоле эти величины возрастают,
т е. многокомпонентные смеси разрыхляются и становятся более объемистыми.
При хранении тонкоразмолотых твердосплавных исходных
материалов на влажном воздухе или во влажном водороде в готовом продукте
может быть недостаток углерода до 0,2%. Поэтому рекомендуется изготовлять
карбиды и их смеси в помещениях с кондиционированной атмосферой.
В настоящее время для мокрого размола применяют в основном
стальные мельницы или размольные агрегаты со стеллитовой или твердосплавной
футеровкой и
твердосплавными шарами, менее подверженные износу. На 6
показан размольный агрегат с восемью стальными барабанами. Обычно в барабаны
загружают 10— 12 кг твердосплавных шаров (диаметром 10—30 мм), 5 кг твердосплавной шихты и 1,5 л размольной жидкости. Скорость вращения барабана составляет 50— 60
об/мин, продолжительность размола от 3 до 8 суток в зависимости от марки
твердого сплава. На 7 показаны большие шаровые мельницы. Емкость каждой
мельницы составляет 45 л; загрузка состоит приблизительно из 80 кг твердосплавных шаров, 50 кг твердосплавной шихты и 25 л размольной жидкости.
Размольные агрегаты состоят в большинстве случаев из двух
или четырех стальных барабанов емкостью около 5 л. Загрузка состоит приблизительно из 30 кг твердосплавных шаров (диаметром 10—15 мм), 5—7 кг
твердосплавной смеси и 1,5 л размольной жидкости. Продолжительность размола в
этих мельницах состав-
ляет 1—2 суток. Применяют также большие вибромельницы со
следующей технической характеристикой: загрузка твердосплавных шаров
составляет 300—■ 500 кг, твердосплавной смеси в зависимости от
содержания карбида титана 150—250 кг, продолжительность размола 1—2 суток.
Кроме значительного снижения продолжительности размола, в
вибромельницах меньше изнашиваются твердосплавные шары. Износостойкость
последних можно увеличить спеканием под давлением, в результате чего намного
повышается плотность и твердость.
При сухом размоле твердосплавной смеси в стальных
мельницах со стальными или твердосплавными шарами в смесь попадает лишь
незначительное количество железа. При мокром размоле стальными шарами за
сутки в смесь попадает 0,2—0,5 % железа, при использовании же твердосплавных
шаров такое количество железа проникает в смесь лишь после 4—6-дневного
размола. Об износе твердосплавных шаров в литературе отсутствуют точные
данные. По данным авторов, в зависимости от качества поверхности, плотности и
твердости шаров в размалываемую смесь попадает 1—3% материала шаров при
2—8-дневном размоле.
Процесс мокрого размола смесей WC—Со исследовали
неоднократно, причем определяли оптимальное число оборотов мельницы в
зависимости от величины мельницы, размера шаров и шихты. На основе элек-
тронномикроскопических исследований и измерений поверхности, по Бернару и
Давуану, при размоле происходят два процесса:
дробление частиц на несколько частей, которые хорошо
наблюдаются в электронном микроскопе;
взаимное истирание частиц, причем на частицах образуется
очень мелкая пыль, которая не поддается ультрамикроскопическому изучению
После окончания мокрого размола избыток размольной
жидкости удаляют декантацией. Отжатием или центрифугированием также удаляют
размольную жидкость. Затем влажную смесь загружают в лодочки и высушивают в
печи или одновременно с сушкой прокаливают при 650—750° С в восстановительной
атмосфере. Небольшие мельничные барабаны можно поместить в песчаную или
водяную баню для отгонки размольной жидкости. Особенно экономична вакуумная
дистилляция, поскольку она протекает быстрее и при более низких температурах.
На 10 показана вакуумная дистилляционная установка для
сушки твердосплавной смеси непосредственно в размольных барабанах при 80°С.
Экономично также применять вакуумную сушилку с мешалкой. Предложена также
сушка смеси с помощью инфракрасных лучей. Высушенную в вакууме смесь можно
непосредственно прессовать, однако при этом (в особенности при высоком
содержании кобальта) рекомендуется дополнительное восстановление водородом.
Применять температуру восстановления выше 750° С
нецелесообразно. Обычно высоких потерь углерода, которые еще более
увеличиваются вследствие недостаточной осушки защитных газов, избегают в
дальнейшем путем спекания в условиях науглероживания.
После сушки или дополнительного восстановления смесь
просеивают через тонкие металлические сита и шелковую ситоткань, удаляя
кобальтовые блестки, агломераты кобальт— карбид и всевозможные загрязнения
Несколько просеянных партий объединяют в одну массой от
200 до 1000 кг. От каждой такой партии берут пробу для исследования.
|