超细V8C7和Cr3C2粉末的制备方法

制备V8C7和Cr3C2粉末的传统方法是将V(Cr)氧化物与固体碳球磨混合、二次碳化而成,此方法存在碳化温度高、粉末粒度粗等缺点.本文介绍了几种国外制备超细V8C7和Cr3C2粉末的制备方法.     

超细Cr_3C_2粉末的制备

将CrO3溶解于有机溶液中,通过喷雾干燥制得非晶态含铬的粉末前驱体,将前驱体粉末真空还原/碳化后得到超细Cr3C2粉末。采用X射线衍射仪﹑扫描电镜对工艺过程进行分析,分析结果表明:前驱体为10μm～20μm非晶态球形粉末,在真空中当温度升高到400℃时,前驱体粉末开始分解,生成微晶Cr2O3。当温度升高到550℃时,微晶Cr2O3迅速长大,前驱体粉末全部转变为Cr2O3与游离C原子级别混合均匀的复合粉末;温度升高到1150℃时得到碳化完全的Cr3C2粉末,粉末的一次颗粒粒度为0.5μm左右。     

常压下碳热还原制备碳化钒(V_8C_7)粉末的研究

为了实现小批量连续化制备碳化钒粉末,以工业级V2O5和纳米碳黑为原料,在常压下氩气保护的碳管炉中高温反应得到了V8C7。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、LECO碳氧分析仪对反应产物进行了分析。结果表明:碳化温度为1 450℃时,可得到有序V8C7,但是杂质含量较高;提高温度有利于粉末纯度的提高,而不利于粉末的细化;最终在1 600℃保温4 h的条件下,制备出游离碳质量分数为0.31%、氧质量分数为0.69%、平均粒径为2μm的V8C7粉末。     

含V和Cr纳米W粉碳化热力学分析及实验

根据W、V2O3和Cr2O3碳化反应的热力学分析结果,以含V2O3、Cr2O3各0.5 wt%的纳米W粉为原料,在1100 ℃真空碳化,制备了含晶粒长大抑制剂(VC、Cr3C2)的纳米WC粉末,其平均粒径小于100 nm.实验结果表明抑制剂在碳化过程中可有效抑制WC颗粒长大.     

碳化温度对V_8C_7粉末性能的影响

采用X衍射和透射电镜研究碳化温度对"V_2O_5溶于有机酸→喷雾干燥→真空碳化"制备的V_8C_7粉末性能的影响。结果表明:随碳化温度的增加,V_8C_7粉末的化合碳含量增加,游离碳含量降低;在1 000℃碳化时,粉末有唯一的VC_(1-x)相,而在1100～1200℃碳化时,可得到有序分布的完整V_8C_7相;粉末在1 100℃碳化后,颗粒尺寸为30～50 nm,晶粒尺寸约为30 nm,粉末颗粒为类球形且分散性好;该制备方法可有效降低V_2C_7粉末的碳化温度,获得晶粒细小的V_8C_7粉末。     

超细硬质合金晶粒生长抑制剂VC、Cr_3C_2作用机理的研究

本文以液相复合-连续还原碳化方法制备的掺杂有VC和Cr3C2抑制剂的纳米复合WC-10Co粉末为原料,采用真空烧结+低压处理的工艺制备超细WC-10Co硬质合金,运用原子力显微镜(AFM)和场发射扫描电镜(FESEM)确定VC和Cr3C2抑制剂在硬质合金中的分布,讨论其抑制晶粒生长的机理。一部分VC、Cr3C2抑制剂吸附在WC晶粒表面形成30nm～50nm的沉淀物,降低WC晶粒的表面能;一部分VC、Cr3C2溶解在Co相中,降低WC在液相中的溶解度;其余VC、Cr3C2沉积在WC晶界,从而有效地抑制WC晶粒的长大。     

放电等离子烧结制备超细WC基硬质合金

采用纳米碳化钒(V8C7)粉末作为晶粒抑制剂及放电等离子烧结(SPS)方式制备超细WC基硬质合金.X射线衍射结果表明:超细WC基硬质合金主要由WC和Co3C两相组成,随着温度的升高,WC的衍射峰逐渐向小角度偏移.扫描电镜结果表明:SPS和纳米V8C7粉末对超细WC基硬质合金的微观组织具有重要影响.SPS使超细WC基硬质合金在较低温度下(1200℃)实现致密化;纳米V8C7粉末可以有效抑制超细WC基硬质合金中WC的晶粒长大,1200℃时WC的晶粒尺寸约500 nm.力学性能结果表明:1200℃时超细WC基硬质合金具有较高的性能(相对密度99.5%,洛氏硬度93.2,断裂韧性12.5 MPa·m1/2).     

反应等离子熔敷原位合成高铬铁基复合涂层高温抗氧化性

利用前驱体碳化复合粉末制备技术,以蔗糖为碳的前驱体,制备了反应等离子熔敷Fe-Cr-C-W-Ni复合粉末;采用优化的反应等离子熔敷工艺,在调质C级钢(C≤O.35%)基材表面制备了以原位生成初生相(Cr,Fe)7C3为增强相,以γ固溶体与少量(Cr,Fe)7C3构成的共晶为基体的高铬铁基金属陶瓷复合涂层.应用EDS,SEM,XRD等研究了涂层的成分和组织结构.在900℃恒温氧化50、h的试验条件下测试了涂层的抗氧化性及氧化动力学曲线.结果表明,复合材料涂层及氧化膜的显微组织结构和相组成主要包括Cr2O3和Fe2O3,涂层具有较好抗氧化性能的原因是连续致密的氧化膜Cr2O3和Fe2O3阻挡了涂层被进一步氧化.     

以蔗糖为前驱体制备反应等离子熔覆高铬铁基复合涂层

以铁、铬、钨、镍粉末和碳的前驱体(蔗糖)为原料通过碳化制备了反应等离子熔覆Fe-Cr-C-W-Ni复合粉末,采用同步送粉反应等离子熔覆设备和优化的反应等离子熔覆工艺,在调质C蕉钢(C≤0.35%)基材表面制备了高铬铁基复合涂层.结果表明,采用前驱体碳化复合技术制备的Fe-Cr-C-W-Ni复合粉末粒度均匀、无有害相生成;熔覆所得到的涂层以(Cr,Fe)7C3/γ共晶为基体,其上分布大量的(Cr,Fe)7C3初生相.涂层与基材界面为完全冶金结合.涂层断面上的平均显微硬度约为1 100 HV.相同条件下所获涂层的磨损体积大约是常规等离子熔覆Ni60涂层的1/7.     

Cr_3C_2粉体的高能球磨细化

采用高能球磨工艺对Cr3C2粉末进行研磨。研究了粉体粒度随球磨时间的变化。结果表明:随着球磨时间的增加,粉体粒度不断细化,最后BET粒度趋于稳定在50nm左右。Cr3C2粉末高能球磨细化机理是:机械力通过破碎一次颗粒间的烧结颈,并不断细化粉末,Cr3C2粉末的最终粒度取决于一次颗粒的晶粒尺寸;长时间球磨不能进一步细化粉末反而容易形成新的团聚体。     

真空热处理对碳化钒粉末制备的影响

为了制备高纯的碳化钒粉末,对五氧化二钒为原料小批量制备所得碳化钒产物进行了真空热处理。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、LECO碳氧分析仪等测试手段对热处理产物进行了表征,重点研究了热处理温度对碳化钒粉末的影响,并用X射线光电子能谱仪(XPS)测试探讨了热处理对碳化钒纯化的机理。结果表明:在1100℃的热处理温度下,可得到有序的V8C7相,游离碳和氧含量分别为0.18%、0.31%;热处理的过程使得碳化钒中的游离碳和氧的下降是粉末中游离碳和剩余的少量钒氧化物发生了进一步的还原反应和粉末中吸附水的消失造成的。     

硬质合金用纳米级（W,Ni,Fe,V）系复合氧化物粉末的制备

用Ｈ２ＷＯ４,ＮｉＣｌ２,可溶性盐的碱性水溶液与ＦｅＣｌ２水溶液快速混合的方法,在超声喷雾热转换装置中制备（Ｗ,Ｎｉ,Ｆｅ,Ｖ）系纳米级复合氧化物粉末。通过Ｘ射线衍射及透射电镜分析,研究了复合粉末的物相组成、颗粒形貌及粒径范围。结果表明,采用上述两种溶液快速混合及超声喷雾热转换的方法,可以制备出成分均匀的复合氧化物粉末,其物相组成为ＷＯ２．９２,ＮｉＯ,Ｖ２Ｏ３,粉末的千粒平均粒径为３２ｎｍ,颗粒     

不同基体材料TD法盐浴渗钒层的组织及硬度

通过对45、T10、T12、W6Mo5Cr4V2、GCr15、Cr12MoV钢六种不同的基体进行盐浴渗钒,并对渗钒层的组织、厚度、成分和硬度进行测试比较。结果表明,基体化学成分对覆层的厚度、成分和硬度均有影响。基体中的固溶碳含量能促进覆层的生长,增加覆层厚度,提高覆层中的C/V浓度比,改善覆层硬度。而且,对覆层的能谱分析结果表明在碳素钢基体上的覆层中只含有C、V、Fe三种元素,而在合金钢基体上的覆层中还探测到了少量的来自基体的合金元素,这些合金元素向覆层中的扩散可以显著提高覆层的显微硬度。     

碳化物形式对多组元铁合金高温摩擦磨损性能的影响

多组元铁合金耐磨材料主要应用于热轧辊,其磨损失效主要形式为高温钢坯与轧辊的相对运动造成.制备了4种不同成分的多组元铁合金,成分分别为0、1％、3％、5％的Mo,2.6％C、1％Si、5％Mn、7％V以及8％Cr,其余为Fe.使用HT1000高温摩擦磨损试验机在500℃条件下对该合金进行了磨损试验,采用XRD和SEM/E...     

Thermodynamic analysis for separation of vanadium and chromium in V(IV)–Cr(III)–H2O system

To recycle vanadium and chromium from the V–Cr-bearing reducing slag, the thermodynamics of separating V(IV) and Cr(III) at 298 K was summarized in the form of potential–pH diagram and activity–pH diagram. The potential–pH diagrams of V–Mn–H₂O and Cr–Mn–H₂O systems show that the electrode potential of MnO₂/Mn²⁺ is higher than that of VO₂⁺/VO²⁺ but lower than that of Cr₂O₇^2–/Cr³⁺, which proves that it is feasible to selectively oxidize low valent vanadium using MnO₂. The activity–pH diagrams of V(V)–H₂O and Cr(III)–H₂O systems show that the precipitation pH of V(V) is far lower than that of Cr(III), and therefore V(V) and Cr(III) can be separated through precipitation method. Based on the thermodynamic analysis, the flowsheet of recovery of vanadium and chromium from the V–Cr-bearing reducing slag is designed.     

WC添加方式对Cr_3C_2基硬质合金性能的影响

探讨了两种不同的WC添加方式对Cr3C2基硬质合金组织与性能的影响。结果表明,与WC以单一碳化物形式在湿磨时加入相比,WC以Cr3C2—WC复式碳化物形式加入,制备的合金晶粒较细、抗弯强度较高。     

钢的铬钒复合镀渗层组织与性能

本文研究了45、T10、3Cr2W8V钢预先镀铬,随后在粉末渗钒剂中渗钒的复合镀渗层的组织和性能。结果表明,铬钒复合镀渗层主要由VC、(V,Cr)C、(Cr,V)_(23)C6、Cr_(23)C6及Cr_7C_3组成。镀渗层与渗钒层相比,具有渗钒层的高硬度和高耐磨性,同时其耐蚀性、抗氧化性和抗热疲劳性均优于渗钒层。