[发明专利]一种超细碳氮化钛基金属陶瓷球形团聚粉体的制备方法

说明书

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；