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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,试验方法试验原料为盛大硬质合金有限公司生产的,WC,（,99.7,，,Fsss2m,），上海光铧科技有限公司生产的,MgO,（,98,，,Fsss200,300,目）。采用,QM,1SP4,行星式高能球磨机（公转转速,182.5r,min,），按质量分数,WC,38,MgO,称取一定量的合金粉末，装入球磨罐中球磨,50h,。为避免球磨罐体和磨球对试验材,料的污染，球磨罐和磨球均采用硬质合金。为最大限度地避免球磨过程的氧化，球磨过程在氩气保护气氛下进行。采用正交试验来研究优化,WC,MgO,复合粉末的球磨工艺参数。在,不考虑交互作用的情况下，进行,3,因子,4,水平正交试验，正交实验因素水平设计见表,1,。试验中采用球磨粉末的,WC,相晶粒尺寸、反映粒度指标的中值粒径和比表面积三个指标进行优,化分析。采用,MATERSIZER2000,激光粒度分析仪，对不同工艺参数条件下获得的粉末试样进行粒度分析，将球磨粉末在,40,乙二醇酒精溶液中超声分散,30min,后，,测定其粒度分布曲线及表面积。采用日本,RIGAKU,公司的,D,Max,2550PC,型射线衍射仪（,Cu,K,，,0.15420nm,）分析试样在高能球磨过程中可能出现,的晶相变化及异质相，并用,Scherrer,公式估算晶粒尺寸：,L,hkl,kcoshkl,式中：,经仪器宽度校正的衍射峰的半高宽（,FWHM,，以弧度计算）,X,射,线波长,kScherrer,常数，取,0.89,。试验结果与分析正交试验直观分析正交试验结果列于表,2,。正交试验直观分析是利用正交表中的,K,值和级差,R,来优化最佳工艺参数以及,判断各因素重要性的分析方法。从晶粒尺寸的角度分析，最优工艺是,A4B4C1,；从中值粒径角度分析，最优工艺为,A4B4C3,；从比表面积角度分析，最优工艺是,A4B4C1,。可以看出晶粒尺寸与比表面积指标得出的最优工艺是相同的，也就是通过高能球磨,WC,MgO,粉末的两个评价指标分析出的最优工艺是一致的。从,WC,晶粒尺寸得到的最优工艺与,从粒度指标得到的最优工艺的区别仅在于,C,因素。对于,A,因素和,B,因素即球径和球磨机转速得出的结论与普遍的观点是一致的，即球径越大、转速越高，每次球的冲击能量越大，对,W,C,相的断裂、变形有利，对粉末的细化作用越好。从,C,因素即球料比考虑，球料比越大，磨球对粉末施加的能量也越高，使得粉末颗粒更细，,WC,与,MgO,结合生成复合,WC,MgO,的几率就越大；但是球料比过大，会减少粉末接触机会从而降低球磨效率。正交试验级差分析与方差分析为了进一步了解各因素对球磨效果影响的程度，还需要进行级差分析和方差分,析。级差分析比较,K1j,、,K2j,、,K3j,、,K4j,（,kij,4j,1k,）应为越小越好，故因子,A,（球磨直径）取,4,水平，因子,B,（球磨速度）取,4,水平，因子,C,（球料比）取,2,水平，即,A4B4C2,。级差,Range,的大小用来反映相应因子作用的大小，级差越大，对指标影响越大，也称其为越重要的因子，所以球磨速度对晶粒尺寸的影响最大，磨球直径,次之，球料比最小。球料比的确定从正交试验直观分析和级差分析结果可以看出，球料比对晶粒尺寸的影响并不显著，当球料比为,4,：,1,、,6,：,1,或在其之间时为最优的球料比。为了,确定最佳的球料比，现通过模型来进行理论计算。,3,为球磨机运转部分的俯视示意，,A,、,B,、,C,、,D,分别为四个罐座，安装在公转盘上。,为公转盘转速，,为自,14Page4,佛山,陶瓷,2007,年第,10,期（第,131,期）,4,碰撞速度（,vb,）和碰撞频率（,f,）与球料比（,RBP,）的关系转转速。公转盘质量为,M,，每个罐体质量为,m,。高能球磨中，在装料量及其,它条件一定时，球料比可以决定碰撞时磨球所捕获的粉末量、单位时间内有效碰撞的次数及在罐中的运动自由度。杨君友等通过对行星球磨过程的分析，研究了行星球磨过程的磨球碰,撞行为，建立了磨球运动速率（,vb,）、碰撞频率（,f,）与球磨工艺条件的理论关系式：,vb,MR12,4,mv,mp,（,1,RBP,）（,r2,2R2,）,8r2,mv,mp,（,1,RBP,）,r1,（,3,1,）,f,MR12,4,mv,mp,（,1,RBP,）（,r2,2R2,）,17.824r2,mv,mp,（,1,RBP,）,rb,（,RBPmp,V,）,1,3r1,（,3,2,）式中：,ri,球磨罐内半径,mp,装料量,RBP,球料比,mv,单个罐体质量,rb,磨球半径对于本实验所使用的球磨机：,M,13.3kg,，,Rl,18.5cm,，,r,5.3cm,，,R,11.0cm,，,mv,3.4kg,，,ri,4.5cm,，,7.87g,cm3,，,V,545.0cm3,，装料量,mp,100g,，公转转速,182.5r,min,。,4,为由式（,3,1,）、（,3,2,）得出的,vb,及,f,与,RBP,的关系。可见,和,mp,一定时，,vb,随,RBP,的增大而减小，,f,随,RBP,的增大而增大。,vb,与,f,相交于,RBP,6,，,RBP,位于,6,附近时，磨球的碰撞速度及碰撞频率均较大，对罐中粉末而言，单位时间内粉末获得的碰撞次数及碰撞作用力均较大，从而能取得良好的球磨效果。,
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