混合料湿磨时间试验确定
- 分类：钨业知识
- 发布于 2017年四月21日
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球磨时间的控制直接影响混合料的均匀性、粒度及最终合金晶粒的大小、性能。
球磨时间的计算
国外某公司在总结球磨经验的基础上得出了一个公式：
H=a*HCP+b
H---某一牌号混合料的球磨时间，h；
HCP-该混合料WC原料的球磨因子，KA/m；
a、b分别为常数。
球磨时间是通过大量的生产实践总结出来的。
试验示例：当采用FSSS为5μm的专用WC原料时，其HCP值在6.8-8.0KA/m之间，要配制YG8的混合料，试验过程如下：
注："Bc-tot",通常称之为碳平衡系数。含义是某一个合金牌号，理论总碳的百分含量与该牌号在配料计算时总碳的实际百分含量的差值。"Bc-tot"取值不同，最终生产出不同的合金牌号。
1、确定试验条件：
采用标准工艺生产线试验，即用300L球磨机、喷雾干燥机、压机、压机进行试验。
2、确定试验目标值：
YG8牌号标准成分：Bctot=+0.00%（注："Bc-tot",通常称之为碳平衡系数。含义是某一个合金牌号，理论总碳的百分含量与该牌号在配料计算时总碳的实际百分含量的差值。"Bc-tot"取值不同，最终生产出不同的合金牌号。）
YG8合金产品标准成分的矫顽磁力Hc为11.5-14.5KA/m（13.0KA/m为目标值）；
磁饱和值Com7.0%-8.0%(7.4%目标值）；
3、试验过程：
采用HCP=6.8KA/m和HCP=8.0KA/m两种不同规格的WC原料试验，配试验料两批，采用不同球磨时间取样的方法，分别确定Hc=13.0KA/m时的球磨时间，同时保证Com值均需处在7.0%-8.0%之间，然后重复试验（Com采用补碳或钨的方式调整到7.4%左右），得出最佳湿磨时间分别为30小时和22小时。
列出二次方程:
30=6.8a+b (1)
22=8.0a+b (2)
联立解得，a=-6.67,b=75.36.
因此YG8合金采用HCP=6.8-8.0KA/m的标准球磨时间方程为
H=-6.67HCP+75.36
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可倾式滚动球磨机与搅拌球磨机的特点
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- 发布于 2017年四月21日
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一、可倾式滚动球磨机
滚动球磨机(参见图1)由一金属圆筒及一定量的研磨球组成，其工作原理是:当筒体转动时，装在筒内的研磨体(球)和被研磨体(物料)在摩擦力和离心力的作用下随筒体旋转至一定高度，然后自由落下，对筒内物料产生冲击和磨削作用而将物料磨，同时研磨球的搅拌作用还可将物料混合均匀。倾翻式球磨机由机座、筒体、倾翻装料机构、主传动系统和液压、电控等部件组成。
可倾式滚动球磨机优点：
1、筒体可进行正负45°角的仰俯动作，向上倾斜式为了便于装料，向下切斜利于卸料干净、迅速。工作时保持水平状态。
2、筒体一般是由不锈钢制成，内部沿轴向设有均匀分布的8根对称的防滑提升条，一是可以减少研磨体及物料与筒壁的相对运动，减少筒壁的磨损。二是提升研磨体在筒内的高度，提升研磨效率。
3、筒体设有水冷夹套结构，可对湿磨过程进行冷却，保证混合料不因升温而氧化，也延长了机体使用寿命。
4、端盖上端可设计排气阀，便于排气降压，以免筒体和物料收到压力影响。
可倾式滚动球磨机缺点：结构较为复杂，造价加高，
二、搅拌球磨机
搅拌球磨机（图2）与滚动球磨机工作原理不同，滚磨机是通过磨筒滚动将能量从研磨体传递给粉末，而搅拌球磨时，磨筒不转动，通过搅拌器的转动将能量传递给粉末。
1、没有临界转速的限制，研磨效率高、时间短。
2、能处理粘度较大的料浆。
3、操作、维护简便，中间取样较滚磨机方便。
4、适合细颗粒混合料生产。
缺点：研磨不够均匀，混合料粒度分布范围较宽。
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湿磨影响因素-固液比
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固液比是指所加混合料的重量与液体介质的体积之比。通常以1kg料所加液体的体积(ml)表示，实践证明，当球料比为3时，在研磨中粗钨混合料，以每1kg料加200mL(液体)为宜，不得少于150mL，否则得到合金的孔隙度增高，性能显著降低。细颗粒钨钴混合料以每1kg料加330mL为宜。当研磨时间相对较长时应多加介质10%～20%。研磨钨钴钛的混合料应多加30%～50%，并随含Ti量的增加而增加。
现代硬质合金生产则以每公斤混合料加多少酒精为标准；它是以混合料的比表面积或松装密度的大小来确定的；一般是细颗粒合金、高钴合金标准取值大；而粗晶粒合金、低钴合金标准取值小。现有合金牌号酒精加量标准在0.18~0.47L/公斤混合料范围内波动。
值得特别指出的是酒精标准加量值不能随便变更，否则会使料浆的粘度不合格，严重影响后续工序喷雾干燥工艺过程的顺利进行，最终影响到混合料的物理——力学性能。
图1 不同规格球磨机酒精用量图
固液比大时，料浆过稠，研磨球与相邻粉末颗粒的相对运动阻尼过大，研磨效率都会降低。
固液比小时，料浆过稀，研磨球与粉末颗粒的接触概率小，研磨效率也不高。
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湿磨影响因素-时间
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混合料在球磨过程中混合的均匀性和粒度的细化均与球磨时间密切相关；球磨时间越长混合越均匀，粉末的粒度也越细，但这仅仅是在某一时段区域内需遵循这一规律；无限延长球磨时间对合金性能将产生负面影响。
现代硬质合金生产技术引入了“HCP”这一概念，它是目前为止最为准确衡量“WC”粒度的物理量，为硬质合金生产中粒度控制提供了先决条件。对某一具体合金牌号而言，其混合料球磨时间单有WC原料和HCP值还是不够的，还必须要有一个混合料球磨单位时间（小时），合金矫顽磁力的增加值这物理量，这就是“球磨时间子”，不同合金牌号球磨时间因子是不同的。球磨因子Hcp值应用于大批生产, 可精确确定出大批混合料的球磨时间, 从而控制合金中WC的晶粒度。相同的球磨因子对应不同的牌号, 则对应的球磨时间也不同。而同一牌号两批合金, 虽然使用的WC粒度不
同, 但通过球磨试验确定Hcp值, 再经过相应的球磨时间球磨、干燥和烧结后, 这两批合金性能能基本达到一致。
球磨时间的控制直接影响混合料的均匀性、粒度及最终合金晶粒的大小、性能。随着球磨时间的增加，混合料的分散越来越均匀，粉末粒度越细；但是时间过长，又将导致粉末粒度组成范围变宽，增加粉末的不均匀性。另外随着粉末粒度的降低，体系中粉末的比表面积与表面能不断增加，粉末产生团聚的倾向也随之增大，易导致烧结后合金晶粒部分变粗，影响合金性能，同时会导致粒度范围变宽，故需精确控制球磨时间。
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湿磨影响因素-研磨体
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目前硬质合金混合料生产过程中最常使用300L可倾斜式球磨机，为避免引入杂质元素，一般采用硬质合金研磨体。不同形状、规格的研磨体对研磨效率会有明显影响。
一、研磨体形状
早期混合料研磨体均采用球状，而目前混合料研磨均采用柱状的硬质合金。从理论上看，球与球的碰撞接触为点接触，只能研磨单颗粉末，而柱体之间的接触为线接触，可以研磨到较多的粉末。同时，由于是线接触，必然首先研磨到颗粒粗的个体，有利于研磨效率的提高和粒度的均匀化。而反观球状研磨体，研磨粗颗粒与细颗粒是随机选择，效率比柱状低。
二、球磨体的规格
以300L/600L球磨机为例，常用的研磨棒主要有以下不同的规格:
300L/600L球磨棒工艺
研磨棒规格 配合比例 300L 600L
|
|
研磨棒规格 |
配合比例 |
300L |
600L |
|
A |
Ф5.5*14.4 |
15.50% |
186kg |
372kg |
|
B |
Ф7.3*15.6 |
16.00% |
192kg |
384kg |
|
C |
Ф8.5*16.3 |
32.50% |
390kg |
780kg |
|
D |
Ф9.5*16.7 |
33.00% |
396kg |
792kg |
|
E |
Ф10.5*17 |
3.00% |
36kg |
72kg |
三、研磨体的材质
研磨体应具有较高的耐磨性和耐冲击性，不易破裂。研磨体表面不允许有毛刺和裂缝，球的不圆度不得超过其直径的2%，球磨硬质合金混合料, 则选用5～10mm的硬质合金球（棒）。为了提高研磨效率, 减少球的磨损, 以采用硬度较高的(如YG6)的硬质合金球为宜。
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