粉碎方式对细颗粒碳化钨性能的影响

采用球磨粉碎和气流粉碎两种方式,对相同细颗粒碳化钨块进行粉碎加工,对粉碎后的碳化钨利用X射线衍射、扫描电镜及激光粒度仪等进行分析,同时制备成硬质合金并对样品进行金相检测,对比两种粉碎工艺制备碳化钨的质量。结果表明:球磨粉碎法制备的碳化钨粒度分布宽泛,团聚颗粒多,比表面低,亚晶尺寸大,合金中的粗晶粒较多;而气流粉碎法制备的碳化钨粒度分布集中,团聚颗粒少,比表面高,亚晶尺寸较小,制备的合金晶粒更均匀。     

细颗粒钨粉团聚和消除方法的研究

细颗粒钨粉具有颗粒细小、活性高、比表面积大等特点,其分散性差,易产生团聚,粉末流动性差,松装密度低,严重影响钨粉后续球化结果。分析了细颗粒钨粉产生团聚的原因和团聚对钨粉球化结果产生的影响,并通过球磨实验解决了细颗粒钨粉团聚问题。结果表明:经过球磨处理后,钨粉D10、D50、D90粒径由球磨前的8.446、20.186、45.686μm降低至4.393、6.289、9.573μm左右,粒度明显下降,粒度分布明显变窄。在球磨作用下,大块团聚体被分散开来,钨粉大都呈单颗粒状态存在,颗粒分散状态良好。球料比4∶1(质量比)、球磨时间3 h、转速为100 r/min时,所得钨粉的分散状态最佳。     

后续处理解决APT粗大颗粒影响合金晶粒夹粗

为了减少或避免合金晶粒夹粗的问题,采用后段氧化钨粉末的后续处理工艺,并且通过对比分析得出结论:粗大颗粒较多的APT,不适合生产细碳化钨和超细碳化钨;粗大颗粒较多的APT,经过后续氧化钨处理,可以解决1μm细碳化钨粉制备合金的粗晶问题;粗大颗粒较多的APT,即使经过了后续氧化钨处理,由于还原温度和碳化温度等工艺的限制,无法完全避免超细碳化钨中的粗大颗粒的残留,也就无法避免制备的合金中较多的粗晶和聚集问题。     

粉末粒度对超粗晶硬质合金性能影响的研究

超粗晶结构硬质合金拥有良好的耐磨性、韧性和抗热冲击、抗热疲劳性能,广泛应用于石油钻齿、凿岩钎具、截煤机齿、路面冷铣刨机齿、盾构刀具等地矿工具。文章对比研究了预磨细颗粒WC活化粉和纳米WC活化粉的添加对低压烧结制备的超粗晶硬质合金结构与性能的影响,采用金相显微镜和电子万能试验机等检测方法对其进行组织结构及力学性能的表征,使用扫描电镜对试样条断口进行形貌分析。研究了球磨时间、预磨粉末粒度对超粗晶硬质合金晶粒度、抗弯强度等性能的影响。试验结果表明,相比添加细颗粒WC粉,添加纳米WC粉制备的超粗晶硬质合金的平均晶粒度增加更为明显。随球磨时间增加,合金组织均匀性提高,抗弯强度升高。添加5%(质量分数,下同)预磨纳米WC,球磨18 h制备的超粗晶硬质合金晶粒度达6.8μm,抗弯强度2 640 MPa,具有最佳综合力学性能。     

废钨粉和碳化钨粉综合利用工艺

废钨粉和碳化钨粉综合利用工艺张立陈泳华吴玉霜（中南工业大学，长沙４１００８３）关键词：钨粉碳化钨粉制备硬质合金综合利用在钨粉与ＷＣ粉生产过程中不可避免地存在钨粉筛上物和ＷＣ桌面料（主要是ＷＣ固结块表面刷下物），寻找合理的废料处理方法对降低生产成本、实...     

制取非均匀结构WC-Co硬质合金的新工艺

非均匀结构WC-Co硬质合金既有粗晶粒合金的高强度和高韧性,又有细晶粒合金的高硬度和高耐磨性,是一种综合性能优良的硬质合金。本文所述制造这种合金的新工艺,是将钨粉、碳化钨粉、炭黑和钴粉经混合后压成坯块,在烧结炉内使其碳化烧结得到非均匀结构合金。     

兰钨球磨对纳米钨粉团聚的影响

采用超声喷雾干燥制备的前驱体为原料,经过两阶段低温还原和球磨工艺的结合使用制备了纳米钨粉.通过还原前后粉末形貌的对比,分析了钨粉还原过程中的形貌特征.采用第一段低温还原后得到的兰钨为原料,对比了在不同阶段球磨对还原后钨粉团聚状态的影响.对所制备的纳米钨粉进行了SAXS粒度表征.结果表明:钨粉的形貌和结构具有"遗传性";兰钨阶段的球磨有效地打碎了颗粒之间的团聚,有利于颗粒之间的分散;钨粉的球磨不能打碎纳米颗粒之间的硬团聚.SAXS检测结果表明,使用两阶段还原和球磨相结合的工艺制备的纳米钨粉平均粒径为35nm.     

高性能非均匀结构硬质合金的制备及其形成机理研究

硬质合金作为脆性材料存在韧性与硬度的固有矛盾,生产出硬度和韧性匹配良好的硬质合金,提高硬质合金的性能是当前研究热点之一。研究采用超粗、中、纳米3种不同的WC颗粒粉末,通过适当的球磨工艺及烧结工艺,制备出晶粒呈双尺度的非均匀硬质合金。研究了烧结温度对合金性能的影响,合金制备过程的组织形成机理,合金裂纹扩展的特点及断口形貌特征。结果表明:超粗、中、纳米WC颗粒粉末按照一定的质量比例配比,烧结温度为1 450℃时,制备出的非均匀硬质合金细晶粒均匀地分布于粗晶粒周围,其硬度为1 080 HV30,抗弯强度为2 690 MPa,断裂韧性为25.0 MPa·m1/2,制备的硬质合金材料的综合性能达到最优的平衡。     

钨粉还原工艺优化与合金球齿硬度

硬质合金的性能由其组织结构和成分决定 ,碳化钨粉的物理性能决定合金的组织 ,而要得到物理性能良好的碳化钨粉 ,钨粉还原是关键 ,优化钨粉生产工艺能提高硬质合金硬度 ,能提高合金的综合性能。     

增材制造用W-Nb合金粉末的制备与应用

结合钨合金的特性及增材制造过程对粉末均匀性、稳定性的要求，以微米级球形钨粉和纳米级铌粉为原料，采用行星球磨工艺制备了可用于增材制造的W-Nb复合型粉末，利用球磨过程中的作用力，将纳米粉末分散并均匀吸附在球形钨粉表面，形成面包覆结构；分析了球磨时间对粉末形貌及物理性能的影响。结果表明，随着球磨时间的延长粉末主要发生以下变化：（1）球形钨粉形貌不变，纳米铌粉之间存在明显的团聚；（2）球形钨粉形貌不变，纳米铌粉充分分散且在球形钨粉表面吸附；（3）吸附在球形钨粉表面的铌粉之间发生一定的冷焊，球形钨粉表面开始出现破损；（4）铌在钨中发生一定的固溶，但是球形钨粉大量破损。采用粉床型电子束增材制造技术对复合粉末的工艺适应性进行了验证，复合粉末铺展均匀、稳定，成形样品成分均匀，晶界处不存在明显的铌元素富集。     

粗颗粒钨粉对90W-Ni-Fe钨合金烧结变形与组织性能的影响

在原材料粉末中添加20μm的粗颗粒钨粉,用粉末冶金法制备了圆柱状90W-Ni-Fe钨合金。通过测量钨合金烧结坯椭圆状横截面长短轴的尺寸,对烧结变形进行了定量分析;采用准静态拉伸试验对合金的力学性能进行了测试;通过光学金相、扫描电镜对合金组织形貌进行表征。结果表明:添加粗颗粒W粉能明显降低合金烧结变形,粗颗粒钨粉添加量占钨粉总量80%时,圆柱状钨合金投料可降低约20%,明显提高材料利用率;当粗颗粒W粉含量在70%~90%之间时,合金抗拉强度约950 MPa,延伸率约20%,与未添加粗颗粒钨粉的传统90W-Ni-Fe钨合金相比,其强度提高约30MPa,延伸率降低了28.5%,这与添加粗颗粒W粉的钨合金的穿晶断裂方式,以及合金界面结合强度低、黏结相分布不均匀等有关;添加粗颗粒钨粉的钨合金微观组织中的钨晶粒形状不太规则,存在粒径超大的钨晶粒。     

高温中颗粒WC粉及其WC-6Co合金的组织和性能

采用高温氢还原工艺制备中颗粒钨粉,经添加适量炭黑球磨混合后,分别置于管式石墨通氢碳化炉中于1950和1680℃长时间碳化获得高温中颗粒WC粉和普通中颗粒WC粉末,继而在H2保护气氛下于1470℃的温度下烧结制备出WC-6%Co(质量分数)烧结体。通过费氏粒度仪和马尔文粒度分布仪分别测定了WC粉体的平均粒度和粒度分布,采用X射线衍射(XRD)分析了碳化产物的相成分。用扫描电镜(SEM)观察了粉末的形貌和烧结体的显微组织结构,按硬质合金性能测试标准对WC-6%Co烧结体的物理和力学性能进行了测定;研究了高温WC粉对低钴硬质合金性能的影响,并与普通工艺生产的YG6合金的性能进行了对比分析。结果表明,高温氢还原工艺制备的中颗粒钨粉粒度均匀,经高温碳化后所获WC粉粒度粗化,颗粒尺寸均匀,且颗粒表面光滑、发育完整、亚晶粗大、晶格缺陷少、碳化完全、纯度较高。高温WC粉制备的WC-6%Co合金的显微组织均匀,且WC硬质相晶形完整,平均晶粒度2.0～2.5μm,硬度和抗弯强度分别为HRA90.0和3000 MPa,综合性能优于YG6牌号合金性能,因而在地矿工具、切削刀具,冲压模具等领域有较高的应用价值。     

钨粉颗粒形貌对配炭混合均匀性及碳化钨粉质量的影响

研究了不同颗粒形貌的钨粉经同一设备配炭后钨粉与炭黑的混合均匀性,以及后续碳化钨粉的质量。结果表明:钨粉的颗粒形貌对配炭后W+C混合料的均匀性影响较大,分散颗粒的钨粉与炭黑混合更均匀,生产的碳化钨粉中游离碳和W_2C的含量更低。     

回收WC制备硬质合金过程中的碳量控制

通过化学成分分析和扫描电镜研究锌熔法回收的WC与钨粉碳化后的原生WC粉在化学成分、颗粒形貌和费氏粒度等方面的不同.以锌熔法回收的WC粉和Co粉为原料,经过调碳,制备不同含碳量的YG8混合料,再经相同的压制、真空烧结制度制得YG8合金,研究碳含量对该合金组织及力学性能的影响,并重点探讨在真空烧结过程中的控碳问题.研究表明,对回收碳化钨进行适当的碳量调配,并通过工艺控制,可以生产出综合性能良好的硬质合金制品.     

纳米钨粉形貌结构对碳化钨粉末性能的影响

采用球磨破碎分级的氧化钨为原料,氢还原制备出平均粒度为30 nm的纳米钨粉,并分别以干磨搅拌和添加适量分散剂的湿式球磨的方式配碳,然后置于通氢钼丝碳化炉中在1180℃长时间碳化,得到了粒度分别为109和148 nm的碳化钨粉末,继而于低压真空烧结炉中,在1360℃的温度下烧结制备出WC-7%Co(质量分数)烧结体,研究了纳米钨粉形貌结构对纳米碳化钨粉末及其超细晶硬质合金性能的影响。通过比表面测定仪和费氏粒度仪测定了粉体的比表面和粒度,采用X射线衍射(XRD)分析了碳化产物的相成分,用扫描电镜(SEM)观察了粉末的形貌和烧结体的显微组织结构,按硬质合金性能测试标准对WC-Co烧结体的物理和力学性能进行了测定。结果表明,湿磨配碳强制破坏了纳米钨颗粒,呈其氧化钨前驱体的团聚状的形貌结构,可以改善纳米钨粉和碳粉弥散分布的均匀性,更有利于获得颗粒细小、均匀,分散性好的优质纳米碳化钨粉,其所制备的超细晶WC-7%Co硬质合金,显微组织均匀,综合性能优,硬度和抗弯强度分别为HRA 93.7和4450 MPa。     

不同工艺条件对WC-20％Co硬质合金性能的影响

采用高能球磨法制备WC—Co粉末,分别在低压和真空条件下制备WC-20％Co硬质合金,通过对合金性能的检测和金相组织的观察,研究了球磨时间和烧结工艺对硬质合金性能的影响。结果表明,球磨时间对硬质合金性能和组织结构有明显的影响;通过控制适当的球磨时间,町提高硬质合金的硬度和高韧性;通过调节工艺,真空烧结也可以提高合金的性能,低压烧结对粗颗粒WC为原料的合金的综合性能提高不明显。     

球形钨粉的制备及粉末特性研究

以团聚严重、不规则形状的还原钨粉为原料,经过球磨处理后,采用射频等离子体球化技术制备球形钨粉。在射频等离子体球化过程中,研究原料粉末形态对球化结果的影响。采用扫描电子显微镜、激光粒度分析仪和BT-100粉体综合特性测试仪对球磨和球化处理前后粉末的形貌、粒度、松装密度和振实密度进行测试和分析。结果表明:球磨处理后,钨粉颗粒分散状态良好,粒径明显降低,粒度分布明显变窄;经过球化处理后,钨粉颗粒呈规则球形,表面光滑,松装密度和振实密度得到明显提高。     

盐酸法处理硬质合金粉双回收Co和WC新工艺研究

设计了用盐酸法处理废旧硬质合金粉,双回收高纯度金属钴和碳化钨的工艺,并采用液相还原法一步制备金属钴,是一种工艺简单、能耗少、成本低、污染小的新工艺。研究考察了盐酸浓度、反应时间、温度对钴浸出量的影响,并对回收的金属钴和碳化钨进行了XRD、SEM等表征,结果表明得到的金属钴为粒径0．2～0．55μm的球形微粒,碳化钨为质地疏松易于球磨的颗粒,且两种回收物的纯度较高。     

浅析湿磨工艺对硬质合金金相夹粗的影响

以015A碳化钨粉末为原料,研究湿磨工艺(球料比、液体含量、湿磨时间、装粉量)对硬质合金金相夹粗的影响。结果表明,硬质合金金相夹粗主要是受混合料平均粒径以及微细粉含量的影响,混合料的平均粒径越低,微细粉含量越高,烧结后合金越易出现金相夹粗现象。降低球料比、增加液体含量、降低湿磨时间与装粉量可降低湿磨强度、减小微细粉的产生,从而有效的控制金相夹粗现象的产生。     

钨粉制备及其对钨合金性能影响的研究进展

金属钨因具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨和热膨胀系数小等优点而被广泛应用于制备各种合金材料。本研究综述了钨粉的制备方法,如熔盐电解法、溶胶凝胶法、高能球磨法和氢气还原法。针对钨粉均匀性问题,重点阐述了目前使用最广泛的氢气还原法的研究现状,其中,调控氢气中水蒸气分压有利于提高钨粉均匀性;气流磨和球化等钨粉的处理工艺有助于提高钨粉均匀性和分散性。另外,介绍了钨粉粒度和分散性等对钨合金性能的影响,均匀分散的钨粉对制备组织均匀的钨合金优势巨大。针对钨粉和钨合金中钨晶粒之间的相关性介绍了晶粒细化的相关研究。简要介绍了钨粉性能对增材制造钨合金性能的影响。