蓝钨物理性能对钨粉和碳化钨粉性能的影响

仲钨酸铵(APT)对蓝钨性能影响较大,而蓝钨物理性能对钨粉和碳化钨粉的性能影响也较大,通过对APT煅烧前或煅烧后进行特殊处理优选蓝钨原料,可以制取优质碳化钨粉。     

超细碳化钨制备关键技术及评价方法研究的新进展

从氧化钨原料、钨粉还原、碳化及评价方法等四个方面对超细WC制备关键技术进行综合评述。氧化钨原料的研究重点在于通过改善氧化钨的微观结构,从而提高超细钨粉的分散性和晶粒均匀性;在粒度可控的条件下提高钨粉晶粒生长的完整性,是超细钨粉还原过程最主要的研究方向;改善钨粉的分散性,提高钨粉与炭黑混合的均匀性及接触面积,提高超细碳化钨的结晶完整性并避免形成烧结团聚体是碳化阶段研究的重点;超细碳化钨团聚体微观缺陷分析、EBSD测量超细碳化钨真实晶粒度、合金晶粒度表征超细碳化钨粉末粒度均匀性等是目前超细碳化钨评价方法研究的重点。     

超细碳化钨粉末团粒特性及其对硬质合金晶粒异常长大的影响

选取两批超细钨粉,其中一批粒度分布均匀性较差,团粒较多;另一批粉末粒度分布均匀,团粒少。将两批钨粉在相同条件下进行碳化,制备成超细碳化钨,并分别配制成相同牌号的超细硬质合金,研究碳化钨团粒与钨粉团粒的关联性及碳化钨团粒对合金晶粒异常长大的影响。研究结果表明,碳化钨的团粒继承了钨粉团粒的基本特征,碳化过程会使团粒烧结致密化,钨粉、碳化钨粉团粒内部晶粒极细、结晶不完整、缺陷多。湿磨过程可以将碳化钨的团粒完全破碎分散,但是会生成大量活性高、结晶不完整、缺陷较为严重的纳米粒子,降低了粉末的均匀性。超细硬质合金晶粒异常长大与碳化钨的团粒有直接关系,碳化钨团粒中结晶不完整的碳化钨粒子是导致合金晶粒异常长大的主要原因。     

高性能超细碳化钨粉质量影响因素探讨

在硬质合金的发展中,为了适应加工行业对高效、高质量金属切削工具的要求,人们对超细晶硬质合金的研究一直没有停止过。高性能超细碳化钨粉末是制备超细晶合金的首要条件。本文从原料APT、还原工艺、气流分散等关键工序,探讨均匀性好、稳定性高的超细碳化钨粉末的质量影响因素。研究结果说明,氧化钨关键指标应该包含粒度分布、相成分、氧指数及NH3、H2O含量;还原过程中,低温反应时间适应相应粒度长大,可以使钨粉的粒度更加均匀;优化分散工艺,可改善超细碳化钨粉末物理指标。     

ZrO_2增强钨基复合材料制备工艺与性能

采用共沸蒸馏法结合粉末冶金法制备了ZrO_2增强钨合金(W-ZrO_2)。利用XRD、SEM、EDS、TEM等研究了初始溶液的p H值、还原工艺及ZrO_2掺杂量对W-ZrO_2复合粉末粒径及形貌的影响,观察了钨合金的显微组织及其物相组成,测定了复合钨粉的粒度、钨合金的密度、显微硬度及其磨损性能。结果表明:初始溶液的p H值对掺杂钨粉的形貌和尺寸有着显著影响,随着初始溶液的p H值增大,复合粉末颗粒尺寸逐渐增加;经750℃×2 h+850℃×4 h两段还原工艺后所得的复合粉末粒径细小;ZrO_2对复合钨粉颗粒及钨合金晶粒细化作用明显,进而对钨合金密度及硬度产生显著影响,随着ZrO_2含量的增加,钨合金密度与显微硬度降低,耐磨性呈先增加后降低趋势,其中W-3%ZrO_2钨合金的耐磨性较纯钨提高了20%~40%。     

紫钨生产的亚微米级钨粉和碳化钨粉的形貌

用紫钨可以生产出亚微米级的钨粉和碳化钨粉。通过不同的制样手段 ,使用透射电镜和扫描电镜研究了用紫钨生产的钨粉和碳化钨粉的形貌变化。发现钨和碳化钨粉形状复杂 ,多为树枝状或链状颗粒团形式 ,碳化钨粉中有较多的晶体缺陷。     

蓝钨中钠含量对钨粉、碳化钨粉粒度影响的研究

以Na＜0．001％的WO3-x为参比样与Na＞0.001％的WO3-x作对比试验，观察了钨粉、碳化钨粉粒度的变化。研究了蓝钨中钠含量、制粉工艺条件同粉末粒度长大速度之间的关系，讨论了销促使粉末粒度长大的机理。并分析了WO3-x→W→WC的钠含量变化，提出了WO3-x最佳钠含量的技术条件建议。     

松装熔渗法制备高强高导铜钨合金

选取平均粒度分别为50 nm、7μm,纯度为99.9％的钨粉,采用松装熔渗法制备高强高导铜钨合金,研究其显微组织和相关性能.结果表明,采用松装熔渗法可以制备高强高导铜钨合金,钨粉越细则其烧结性能越好,其致密度高,硬度和强度也较高,但是粉末粒度达到纳米级时,铜相会产生一定程度的偏聚,影响合金组织的均匀性.松装钨粉的孔隙率随着粉体平均粒径的减小而增大.7 μm钨粉所制合金抗拉强度为370 MPa,电导率为43.34μΩ-1·m-1,硬度HB为80.4,含铜量为65％;50 nm的钨粉所制合金抗拉强度为410 MPa,电导率为37.07μΩ-1·m-1,硬度HB为112,含铜量为73％.     

掺杂与湿氢工艺制备超粗钨粉及其对合金性能的影响

通过控制送入炉内H_2O与H_2的分压比制备了超粗钨粉,并对所制钨粉及其后续产品物化性能进行了研究。结果表明:与掺杂工艺相比,在还原温度1 040℃、还原时间9 h、P_(H2O)/P_(H2)=0.7的条件下制得Fsss粒度为20μm的超粗钨粉及其制备的碳化钨,具有细颗粒少,均匀性好,晶体发育完整,纯度高等优点。用其制备的超粗WC-10%Co硬质合金晶粒粗大,细晶少,粒度分布窄,组织均匀,无异常晶粒、孔隙等缺陷,后续产品抗冲击性能和抗磨损性能提高。     

微量Si在W－7Ni－3Fe高比重合金中的行为

用掺杂微量Ｓｉ的钨粉为原料，制备Ｗ－７Ｎｉ－３Ｆｅ高比重合金，用扫描电镜、Ｘ射线光电子能谱仪等研究了微量Ｓｉ在合金中的行为。结果表明，原料钨粉中的微量ＳｉＯ２在合金中以微粒形式弥散分布在合金的粘结相中，部分Ｓｉ以固溶体形式分布在钨晶粒中；在未掺杂的合金中，发现有少量的ＷＯ２以薄膜形式分布在钨晶粒的表面，而在掺杂了微量Ｓｉ的合金试样中，ＷＯ２薄膜消失。探讨了掺杂微量Ｓｉ消除钨晶粒表面ＷＯ２薄膜的机理。     

Synthesis of Cr-doped APT in the evaporation and crystallization process and its effect on properties of WC-Co cemented carbide alloy

WC grain size has significant effect on WC-Co cemented carbide alloy properties. In order to inhibit WC grain growth during sintering process, grain growth-inhibitor Cr₃C₂ is usually added to tungsten carbide powder in advance through mechanical milling. While, homogeneous distribution of Cr₃C₂ in the tungsten carbide powder is difficult to achieve and result in abnormal growth of WC grains. For this purpose of growth-inhibitor uniform distribution, (CH₃COO)₃Cr is added into ammonium tungstate solution during evaporation and crystallization process to prepare Cr-doped APT powder, which can be used as precursor for ultrafine-grained WC-Co cemented carbide alloy preparation. Compared with conventional APT powder, the Cr-doped APT has smaller particle size and bulk density, moreover, chromium is evenly distributed within it. The Cr-doped APT is then used to produce Cr-doped tungsten powder, which also has smaller particle size than that of conventional tungsten powder. Cr-doped tungsten powder is subsequently prepared into tungsten carbide powder and WC-Co cemented carbide alloy through carbonization and sintering process, respectively. Compared with conventional WC-Co cemented carbide alloy, the obtained WC-Co cemented carbide alloy has smaller mean WC grain size (0.36 μm), and more uniform microstructure. Furthermore, the phenomenon of WC grain abnormal growth during sintering process is not observed, because the grain growth-inhibitor Cr₃C₂ is well dispersed in tungsten carbide and cobalt composite powder. Results show that the obtained WC-Co cemented carbide alloy presents better mechanical properties (HRA, bending strength, coercive force) than those of conventional WC-Co cemented carbide alloy. Accordingly, the novel addition of (CH₃COO)₃Cr during the evaporation and crystallization process is the key factor of ultrafine-grained WC-Co cemented carbide alloy production.     

APT煅烧工艺对WC质量的影响

从粒度均匀性和聚集团粒量讨论了APT煅烧成WO3时的煅烧工艺对WC质量的影响,分析了引起WC粒度均匀性和聚集团粒的原因,并提出了较佳煅烧工艺。     

电化学回收WC粉末质量控制问题的探讨

采用扫描电镜对电化学回收WC骨架与重碳化后的电化学回收WC粉末形貌进行了观察。发现回收WC粉末中存在因Co溶解不完全、未溶骨架破碎不彻底以及废合金来源复杂所导致的明显的成分与粒度不均匀性问题。在实验观察与分析的基础上,提出了回收WC粉末与再生硬质合金质量改进的建议。     

几种金属元素对W粉粒度的影响

此文对Li、Na、K、Al几种金属元素以其不同化合物形式在WO3氢气还原过程中对W粉粒度的影响作了些研究，结果表明：碱金属元素Li、Na、K对W粉的长大都有促进作用，但是Li的作用最为显著；Al对W粉有着明显细化作用．文章着重分析了金属元素对W粉粒度的影响的作用机理．     

从APT到纳米WC的形貌结构演变

采用扫描电镜和透射电镜等手段研究分析了从仲钨酸铵→紫钨→纳米钨粉→纳米碳化钨粉末的制备过程中,粉末颗粒形貌的演变规律。结果表明,粉末颗粒形貌发生板条状→针尖状→近球状→球状变化,粉末粒度则先变小而后有所增大。同时,我们发现碳化过程中通氢可以降低碳化温度和缩短碳化时间,对制备纳米碳化钨有利。     

钴粉粒度对超细硬质合金性能的影响

目前在硬质合金领域,钴粉是硬质合金最佳的粘结剂,钴粉性能对合金性能有一定的影响,但研究钴粉性能对硬质合金性能及结构影响的论文较少。实验选取了从0.78～4.61μm不同粒度级别的钴粉,按YF06合金牌号配料,从压坯压力、压坯中钴粉分布以及合金的物理性能和金相组织结构等方面探讨了钴粉粒度对超细硬质合金性能及结构的影响。结果表明:随着钴粉粒度增粗,压坯的压制压力增大,但钴粉粒度对超细混合料压坯中的整体钴分布影响不明显;粒度1.0～1.5μm钴粉比其他粒度级别的钴粉制备的超细硬质合金的整体物理性能更佳;钴粉粒度对超细硬质合金的组织结构也有一定的影响,大于3μm的粗钴粉容易造成超细合金中出现钴池,钴粉太细有则可能造成钴相分布不均。     

Co掺杂对粗颗粒、特粗颗粒WC粉末粒度与微观形貌的影响

以粗颗粒与特粗颗粒W粉为原料,研究了Co掺杂对粗颗粒与特粗颗粒WC粉末粒度与微观形貌的影响。结果表明,Co掺杂有利于WC粉末Fsss的提高与游离碳的降低,有利于得到单晶WC粉末。当Co掺杂量为w(Co)=0.035%时,WC粉末颗粒与晶粒形貌发生巨大变化,WC晶粒的结晶完整性明显改善,呈现明显的生长台阶与生长平面,但特粗颗粒WC粉末颗粒形貌的规则度较粗颗粒WC粉末的低。当碳化温度由1900℃提高到2000℃后,Co掺杂特粗WC颗粒表面出现大量WC纳米颗粒依附物。     

直接碳化技术制备碳化钨粉的研究

本文以两种不同形貌的氧化钨和炭黑为原料,采用加酒精湿磨配炭制取混合料,再经干燥,在中频电炉中,于1 000℃、1 250℃、1 400℃直接碳化,分析碳化产物的相成份、形貌、粒度、炭含量、氧含量。研究发现,不同原料在相同温度直接碳化,碳化产物形貌完全不同;薄片状氧化钨所制得的碳化钨在低倍扫描电镜下观察几乎没有超过50μm的团聚颗粒;在高倍扫描电镜下观察是许多小颗粒的团聚体,并且聚集得很紧密。针状氧化钨原料制得的碳化钨在低倍扫描电镜下观察团粒较多,而且保持着原APT的伪晶形貌,在高倍扫描电镜下观察呈松散的细颗粒聚集体。当直接碳化温度达到1 250℃,反应基本完全,化合碳接近碳化钨理论含碳量。碳化钨粒度随温度的升高而增大。     

碳化钨粉分级对粉末特性与合金性能的影响

对市售16μmWC进行风力分级,得到了粗中细三种粒级的粉末,分析了原粉、分级粉的供应态和研磨态费氏粒度、粒度分布等特性,比较了用4种粉末制备的WC-10%Co的合金特性。结果表明:分级粉的均匀性都有改善;粗粉费氏粒度是细粉的2倍,研磨态粒度则相差很小;粉末的碳含量是随分级粉粒度变小而增高。4种粉末制备的合金的密度、硬度、磁力、钴磁差别不大,分级粉的抗弯强度则随着粒度变细而提高,Fsss供/Fsss研的值越小,合金强度越高,比值为3.1的细粉制备的合金的抗弯强度比其值为6.2的粗粉合金的抗弯强度提高29%,且金相组织中的WC和Co相最为均匀。