超细钴粉制备工艺的研究进展

本文综述了国内外制备超细钴粉的一些方法,并对我国在该方面的研究和开发工作提出了建议。     

碳酸钴制备超细球形钴粉的工艺探讨

采用钢带式连续还原炉,以碳酸钴为原料,用氢气还原法制备钴粉。研究了还原温度和时间对钴粉粒度、碳氧含量等性能的影响。研究发现:升高温度或延长还原时间,钴粉的粒度增大,氧含量降低,而碳含量变化很小。在420～460℃下,还原2.5～3.0h,可制备Fsss为0.9μm,以面心立方结构为主的高纯钴粉。与传统方法相比,碳酸钴制备的钴粉呈球形或类球形,而非树枝状,是生产超细硬质合金的理想原料。     

带式无舟皿连续还原炉制备粒度均匀的细颗粒钨粉

细晶粒、超细及纳米硬质合金的用途越来越广泛,制备粒度均匀的细钨粉是制备此类合金的关键.本试验研究以工业蓝色氧化钨和超细黄色氧化钨为原料,在带式无舟皿连续还原炉中用氢气还原制备钨粉.试验结果表明,采用带式无舟皿连续还原炉,以蓝色氧化钨为原料制备的细颗粒钨粉粒度均匀性明显优于四管炉生产的钨粉;以超细黄色氧化钨为原料可制备出粒度均匀、氧含量低、比表面在3.5 m2/g左右、粒度为90 nm左右的纳米钨粉;钨粉性能主要受还原温度、氢气流量、钢带传动速度及料层厚度等工艺参数的影响.     

高硬度93W-Co-Ni钨合金的研究

以Co、Ni为粘结剂,按照m(Co)∶m(Ni)=6∶1,通过混合、冷等静压烧结,制备了93W-Co-Ni高硬度钨合金。研究了烧结温度对合金密度、显微组织的影响,分析了烧结过程中合金HRC硬度的变化趋势与原因。结果表明:随着烧结温度升高,合金密度增加,在1 605℃时,密度达17.73 g·cm-3,致密化程度为99.16%;随着烧结温度升高,W晶粒逐渐长大、球化,最后W晶粒平均粒径为20.91μm,符合粉末冶金烧结原理;在烧结过程中,合金硬度先降低而后趋于稳定,稳定时其HRC硬度在41~42之间,合金硬度的显著提高与W晶粒细化、形成金属间化合物Co7W6有关。     

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。     

传统流程生产优质超细碳化钨粉的质量控制及粒度检测

从原料、碳化工艺、粉碎分级等方面探讨了传统流程生产优质超细碳化钨粉的质量控制,并对几种检测超细碳化钨粉粒度的方法进行了比较,结果表明由BET法测定的结果与粉末颗粒的实际尺寸最为接近.     

新型直接碳化法制备超细WC粉及其烧结体的结构与性能

本文对直接碳化法制备超细WC粉进行了研究,以三氧化钨和炭黑为原料,制备方法为:首先湿磨包含炭黑与三氧化钨的混合物,其中碳源数量大于热力学反应温度下制备WC所需的化学计量;湿磨好的浆料经干燥后,在非还原气氛N2中,于1000～1100℃直接碳化得到包含完全渗碳的碳化钨和过量碳的中间产物;之后调节其碳含量至(6.13 ±0.05)%.对最终所得碳化钨粉进行粒度及碳、氧含量分析,并以其为原料,按YG6配钴,添加晶粒长大抑制剂,用真空烧结法制备出了显微结构均匀、矫顽磁力≥39.2kA/m、平均晶粒度为0.4μm左右的超细硬质合金.     

球形钴粉的制备及其在超细晶粒硬质合金中的应用

以碳酸钻为原料,采用氢气还原法在带式无舟皿连续还原炉中制备超细球形钻粉。考察还原温度和还原时间对钻粉粒度的影响。结果表明,在420～460℃还原180min左右,可以制备费氏粒度为0．9μm左右的超细球形钻粉。采用二氧化碳气体钝化处理技术降低了钻粉的氧含量。采用制备的钻粉为超细晶粒硬质合金的粘结剂,用低压烧结工艺制备出钻相高度分散、晶粒均匀的超细晶粒YG10硬质合金。其晶粒度为0．4μm,矫顽磁力达38．0kA／m,硬度大于93．0HRA,抗弯强度高于3700MPa。