不同氧含量的氧化钨粉对超细钨粉制备的影响

研究了不同氧含量的氧化钨粉对超细钨粉制备的影响。结果表明,以蓝钨(WO_(2.90))为原料制取的钨粉粒度都在1μm左右,以紫钨(WO_(2.72))为原料制备的钨粉的粒度均小于以蓝钨为原材料制备的粉体。不同氧含量的氧化钨粉制备超细钨粉时,影响粉末FSSS粒度的顺序为:还原温度氢气流量装舟量推舟速度。以紫钨为原料,在还原温度700~840℃、推舟速度18min/舟、装舟量0.35kg/舟、氢气流量50~60m3/h的条件下,制备的钨粉粒度为0.3μm左右。     

钨粉和碳黑粉粒度对超细WC粉质量的影响

本文采用不同粒度的超细钨粉 (费氏粒度 :0 38、0 41、0 43、0 80、3 6 0、4 5 0、4 5 0 μm)与多种不同粒度的碳黑粉 (费氏粒度 :0 1、0 3、0 5、0 8、4 3、5 3μm)混合 ,在常规碳化工艺 (W +C =WC)条件下 ,( 830～ 1 5 6 0℃ )较宽碳化温度区间内 ,研究了钨粉粒度、碳黑粉粒度对所制备的WC粉的化合碳含量、粒度的影响。在试验中通过化学分析法 ,XRD分析测定WC粉的化合碳、游离碳含量及产物的物相组成 ,并用BET和费氏法测量WC粉的粒度。结果表明 :当采用超细碳黑 (粒度≤ 0 1 μm)时 ,随着W粉粒度变粗 (费氏粒度 0 38～ 4 5 μm)所得WC粉粒度由 0 5 7μm增大到 4 75 μm。碳黑粉粒度对WC粉粒度没有明显影响 ,但碳黑粉粒度对碳化温度、WC粉的化合碳含量、物相组成 ,即WC粉的整体质量影响大     

碳化钒对超细WC粒度和物相的影响

为了研究在超细WC粉的制备过程中,碳化钒(VC)添加对超细碳化钨(WC)粉末粒度和相形成的影响,对不同VC添加量和不同碳化温度下制备的超细WC粉末的粒度、相成分和微观形貌进行了分析。研究结果表明:在1 400℃碳化时,当碳化钒的添加量由0%增加到10%时,WC的BET粒度由0.274μm降到0.159μm,WC粉末单颗粒粒度在逐渐减小,WC粉末颗粒的聚集程度增加。随着碳化钒的添加量的增加,碳化钒相衍射峰强度增大,WC的衍射强度降低。此外,碳化温度提高到1 600℃时,WC粉末的BET粒度增大,VC晶粒结晶更完整。     

碳化工艺对中细WC粉性能的影响

中细WC粉末在高档可转位刀片、球齿、耐磨零件中广泛应用。随着粉末制备进一步产业升级,对中细WC粉末的质量提出了更高的要求。研究以1.8~2.0μm的钨粉为原料,采用3种不同的碳化设备,在不同工艺条件下,制备出3种中细碳化钨粉末。通过采用粒度分布、扫描电镜图、合金金相组织图进行比较分析,确定适合耐磨零件的中细WC粉末的最优碳化工艺:使用碳化设备B,十四管炉制备FSSS粒度1.8~2.0μm的钨粉,碳化温度为1 400~1 500℃。     

紫钨喷雾干燥-直接碳化法制备纳米WC-Co复合粉

以WC-6%Co为基本成分,计算原料紫钨、醋酸钴、有机碳及超纯炭黑配料量,称量后加入装有适量纯水的可倾斜式滚动球磨机,湿磨混匀12 h,形成复合盐料浆,然后充分搅拌,进行喷雾干燥后制备的前驱体粉末粒度在10¹00μm,平均粒度为50μm。将喷雾干燥好的粉末装舟(200 g),推入高温钼丝炉中,通入氢气,还原碳化温度950℃,时间30min制备的纳米WC-Co复合粉,粉末粒度分布窄,颗粒粒度在5100μm,平均粒度为50μm。将喷雾干燥好的粉末装舟(200 g),推入高温钼丝炉中,通入氢气,还原碳化温度950℃,时间30min制备的纳米WC-Co复合粉,粉末粒度分布窄,颗粒粒度在5⁴5μm,平均粒度为23.38μm。SEM、BET结果表明WC晶粒度在300 nm左右,由扫描电镜(SEM)、X光微区分析(EDS)及元素面分布图得到,W、Co、C分布均匀、Co相均匀包覆在WC晶粒周围,不存在成分偏析。XRD的半高宽窄,晶粒细小;物相纯净,无η相。     

不同钨源原料制备WC-Co复合粉的形貌研究

以WC-6%Co为基本成分,计算原料醋酸钴,超纯炭黑、有机碳分别与WO2.72,WO3,APT,AMT配料量,称量后加入装有适量纯水的可倾斜式滚动球磨机,湿磨混匀形成料浆,然后充分搅拌料浆进行喷雾干燥,将喷雾干燥的前驱体粉末煅烧、过筛,称量装舟,推入1 100℃通有氢气的高温钼丝炉中制备出WC-6Co复合粉末.结果表明:以WO2.72为原料制备WC-6Co复合粉,粉末粒度在1~45μm,平均粒度为23.38μm;以WO3为原料制备粉末粒度在8~35μm,平均粒度为22.58μm;以APT为原料制备粉末粒度在1~34μm,平均粒度为12.81μm;以AMT为原料制备粉末粒度在3~45μm,平均粒度为17.83μm;粉末球形度由好到差顺序为:WO3、WO2.72、AMT、APT;松装密度由大到小顺序为:WO3、WO2.72、APT、AMT;流动性由好到差顺序为:WO2.72、WO3、APT、AMT;通过测量粉末BET,换算对应WO2.72、WO3、APT和AMT为原料时制备粉末的WC晶粒度分别为400 nm、252 nm、255 nm和26 nm.     

超粗晶WC粉的制备工艺研究

研究了加盖还原-高温碳化法制备超粗晶WC粉的工艺,即先将WO_3装入特殊舟皿中,在930~980℃下进行氢还原,然后在2 300℃下进行碳化。与传统中温还原-高温碳化法和掺杂还原-高温碳化法相比,加盖还原-高温碳化法制备的超粗晶WC粉颗粒发育更为饱满,晶粒尺寸更为粗大,粒度分布更为均匀,粉末结晶更为完整。本工艺制备的WC粉研磨粒度已达7.4μm,符合超粗晶WC的粒度要求。     

胶状碳包覆前驱体工艺制备超细、纳米碳化钨粉的研究

介绍了一种以高团聚态纳米W为原料,采用胶状碳包覆前驱体工艺,低成本、高效率制备高稳定性、低氧、均质、粒状超细和纳米WC粉末的新方法,并对碳化工艺条件进行了探讨。结果表明,氢气氛可以加速C-W反应过程;WC粉对原料W粉的粒度分布特征具有继承性;采用比表面积平均粒度为46.1nm的W粉为原料,当碳化温度由1 000°C增加至1 300°C时,WC的BET比表面积平均粒度由68.6 nm增加至339.4nm,氧含量由0.44%降低至0.10%。     

碳热还原法制备Cr_3C_2-WC复合粉末的研究

采用碳热还原法在1 400℃反应1 h制备了Cr_3C_2-30WC复合粉末。采用XRD和SEM对复合粉末的相成分和显微组织进行了分析表征,并以自制Cr_3C_2-10WC复合粉末为原料制备了Cr_3C_2基金属陶瓷。结果表明,Cr_3C_2-30WC复合粉末合成反应的相转变主要为:WO_3→WO_(2.9)→WO_(2.72)→W(W_2C)、Cr_2O_3→Cr_7C_3→Cr_3C_2以及W固溶到Cr_3C_2中形成(Cr,W)C固溶体。随着碳热还原温度的升高,复合粉末的粒度增大,在1 400℃下出现由3～5μm左右的小颗粒聚集熔合成的10～20μm大团粒。Cr_3C_2-10WC复合粉末能明显抑制传统Cr_3C_2-20Ni金属陶瓷的硬质相长大,使得金属陶瓷的抗弯强度由850 N/mm~2提高到1 240 N/mm~2,提高幅度达45.9%;HV_(30)硬度从930 MPa提高到了1 030 MPa,提高约10.8%。     

喷雾干燥-煅烧制备钨钴氧化物粉末的反应机理

以偏钨酸铵(AMT)、醋酸钴Co(CH3COO)2·4H2O、有机碳为原料,通过喷雾干燥得到前驱体粉末,然后在氮气氛下煅烧制备钨钴氧化物复合粉末;并对AMT、醋酸钴及前驱体粉末进行TG-DSC-DTA分析,用XPS对钨钴氧化物粉末进行价态分析,以X射线衍射对钨钴氧化物粉末进行物相分析,用SEM对粉末进行形貌分析。结果表明:煅烧温度550℃、氮气流量6.5 m3/h、煅烧时间20 min制备的钨钴氧化物粉末粒度为10~125μm,平均粒度为50μm,产物为裂解碳、WO3、Co3O4。此温度可避免AMT分解生成的WO3在水蒸气作用下生成钨水化物WO2(OH)2;避免WO2(OH)2在H2作用下还原成W粉;及避免W粉沉积在早先被还原的W核上使W粉颗粒长大。     

高能球磨和放电等离子体烧结制备超细WC-8Co硬质合金

以0 .8 1μm的WC粉和1.3 5 μm的Co粉为原料,采用高能球磨制备了粉末比表面积为6.82m2 ·g- 1 ,粉末粒度为5 9.4nm的WC 8Co混合粉末。将此纳米粉末采用放电等离子体烧结(SPS)制备了WC晶粒度为0 .5～0 .6μm、硬度为HRA93 .5的超细硬质合金。研究了SPS烧结温度和添加晶粒抑制剂对显微组织与HRA硬度的影响。     

氧化钇掺杂对制备纳米WC-Co复合粉的影响规律及其调控机制

以废旧硬质合金和可溶性钇盐为原料,采用固-液掺杂,通过球磨将钇源引入钨钴氧化物粉末中,再经过两步还原制备纳米WC-Co复合粉。采用扫描电子显微(SEM)、能谱仪(EDS)与X射线衍射(XRD)分别表征各阶段所获得的粉体的微观形貌、物相组成,分析了氧化钇对紫钨长径比的影响及其作用机制,同时分析了氧化钇对合成纳米WC-Co粉体粒度的影响规律。试验表明,氧化钇的掺杂影响了WO_(2.72)特定晶面的能量,促进WO_(2.72)沿(010)晶面择优生长;试样掺杂氧化钇后,其反应活性变大,使(010)晶面的形核驱动力要大于其他晶面。因此,制备的WO_(2.72)棒更加细长。与未掺杂氧化钇的试样相比,其棒的直径由200 nm减小到140 nm,长度增加了约1倍。此外,在碳化反应过程中,均匀分散的氧化钇增大了WC的非均匀形核率,并阻碍了WC-Co粉体颗粒扩散迁移,从而阻止其合并长大,使得最终合成的WC-Co复合粉具有均匀的粒度分布,平均粒径约为90nm。     

烧结破碎法制备超细晶粒WC-12%Co热喷涂粉末

利用烧结破碎法, 以粗颗粒（Fsss粒度为3.56μm）和超细颗粒（Fsss粒度为0.68μm）WC粉、 Co粉为主要原料制备了WC-12%Co热喷涂粉末. 用X-射线衍射和扫描电子显微镜（SEM）对粉末的形貌和结构进行了研究, 讨论了烧结温度、颗粒大小、有机粘结剂、碳粉对粉末特性的影响. 实验结果表明： 原始粉末颗粒大小影响粉末的烧结状态和相组成; 添加有机粘结剂能促进粉末的烧结; 添加碳粉（主要以游离态存在）, 可有效抑制超细WC粉烧结时η（Co3W3C）等有害相的出现; 1250℃是制备超细WC-12%Co热喷涂粉末较好的烧结温度.     

纳米W粉阶段碳化制备纳米WC粉的工艺及机制研究

以平均粒径40 nm的W粉为原料,采用"预碳化+二段碳化"的阶段碳化工艺制备出平均粒径为82 nm的近球形WC粉。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、BET比表面积分析仪等测试方法,分别对碳化产物的物相组成、形貌和粒径大小进行表征。研究了不同预碳化温度和二段碳化温度对WC粉粒径和形貌的影响,并对阶段碳化的机制进行了讨论。结果表明,在800~1000℃范围内,WC粉的平均粒径随预碳化温度升高呈先减小后增大的变化趋势,在900℃达到最小值。WC粉的平均粒径随二段碳化温度升高而增大,当二段碳化温度高于1250℃时,WC粉的平均粒径显著增大。碳化过程中WC颗粒的长大主要是由碳化初期纳米W颗粒的烧结合并引起的。低温预碳化能够在W粉颗粒表面形成一定厚度的WC层,阻碍W粉颗粒发生烧结合并,从而有效抑制WC粉的长大。阶段碳化制备纳米WC粉的最佳工艺为:预碳化温度900℃,二段碳化温度1150~1200℃。     

超细WC-Co复合粉的原位反应合成及烧结致密化

以微米级蓝钨(WO2.9)、四氧化三钴(Co3O4)和炭黑(C)为原料,采用真空原位还原碳化反应制备超细WC-Co复合粉末,经过真空烧结得到WC-Co合金块体。利用扫描电镜、X射线衍射仪观察和分析复合粉末及合金显微形貌及物相组成,研究原料粉末中配碳量对WC-Co复合粉及合金物相与力学性能的影响。结果表明:所得平均粒径为300 nm的超细WC-Co复合粉末的主相均为WC和Co相,含有少量的η相(Co3W3C);原料粉末中配碳量(质量分数)为16.69%较为合适,此时可获得物相纯净、平均晶粒尺寸470 nm的超细晶WC-Co硬质合金,合金的横向断裂强度为2 464 MPa;原料粉末中配碳量为16.85%时,合金中存在少量的游离碳,横向断裂强度只有1 946 MPa。     

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.     

紫钨晶型对超细碳化钨粉粒度的影响

以棒状和针状两种晶型的紫钨为原料,制备了超细钨粉及超细碳化钨粉。采用扫描电镜、比表面仪、激光粒度分布仪和X射线衍射仪等对粉末进行分析,研究了棒状紫钨和针状紫钨对超细碳化钨粉粒度的影响。结果表明,以针状紫钨为原料能制备粒度更细的优质超细碳化钨粉。     

超细钨粉的制取及其氧化钨原料和钨粉的粒度测量

选取相成分单一的氢钨青铜(H_(0.33)WO_3)、铵钨青铜((NH_4)_(0.5)WO_3)和紫钨(WO_(2.72))作为原料,研究钨原料对制取超细钨粉的影响;对氧化钨原料和超细钨粉的粒度测量方法作了比较,研究结果表明:紫钨由于有着特殊的结构,其制得的钨粉细而均匀,分散性好,是适合于做微晶硬质合金的原料;对于氧化钨原料的粒度(伪同晶颗粒尺寸,即二次颗粒)测量,推荐使用激光衍射法;对于超细钨粉粒度(一次颗粒)的炉前测量,BET法测球形相当径相当理想。     

钨粉碳化过程中反应物装舟量对碳化速率和能耗的影响

在WC粉末生产的传统工艺中,存在W粉和炭黑混合粉体的装舟量越少,W粉碳化程度越高、产品中W2C相越少的认识误区。本文通过科学实验和工业应用实践,采用热力学分析研究WC粉末生产工艺中原料装舟量对W粉碳化速率和能耗的影响规律。结果表明,碳化速率随W粉与炭黑混合粉末装舟量的变化而变化,生产能耗随装舟量的增大而减小。在此基础上建立了适用于常规粒度(从超细到超粗)WC粉末生产的碳化速率、能耗和装舟量之间的定量关系,并使WC粉末的碳化效果和生产效率得到了提高。     

以紫钨为原料制备超细WC-Co硬质合金

超细硬质合金具有高硬度、高耐磨性等优异性能,保证超细硬质合金的晶粒度小而且均匀的一个关键因素就是以粒度细小、分布均匀的超细WC粉末为原料。超细WC粉末的制备过程中,常用的氧化物原料为蓝钨,以紫钨为原料的制备工艺报道较少。采用相同的工艺,分别以蓝钨和紫钨为原料制备出超细WC粉末,并采用相同工艺制备出超细硬质合金,对两种产品性能进行对比,发现以紫钨为原料制备出的超细硬质合金晶粒度小,强度和硬度高,具有较好综合性能。