氧化钨的形貌结构对纳米WC粉末均匀性的影响

研究了在传统氢还原工艺制备纳米碳化钨粉末过程中不同氧化钨的形貌结构对纳米W/WC粉末均匀性的影响,并对粉末及其WC-Co烧结体的性能进行了表征。结果表明,用具有疏松、多孔形貌结构的细小氧化钨颗粒更容易制备出结构较疏松、分散性较好的纳米W粉和WC粉。晶粒聚集和异常粗大颗粒的产生,主要与碳化过程中团聚纳米钨粉颗粒因烧结合并增粗有关。     

原料形貌特性和高温梯度碳化工艺对纳米WC粉末及其WC-Co合金均匀性的影响

采用不同氧化钨原料,通过氢还原、高温碳化工艺制备纳米W、WC粉末,研究了氧化钨形貌特性对纳米W、WC粉体形貌、均匀性的影响.择优选取了高比表面特制蓝钨(SBTO),并结合新型高温梯度碳化工艺制备了纳米碳化钨粉末,研究了新型高温梯度碳化工艺对纳米WC粉体特性及超细晶WC-Co硬质合金性能的影响.通过比表面测定仪、费氏粒度...     

介孔碳化钨纳米片的制备与电催化性能

以钨酸钠为前驱体,通过水热自组装合成钨酸纳米片,再将其在氢气/甲烷混合气氛中还原碳化获得碳化钨纳米片。采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和氮吸附等手段对样品形貌、晶相、微结构和比表面积进行分析与表征;采用粉末微电极和循环伏安法测试样品的电催化性能。结果表明:样品颗粒为方形片状,长和宽为600~800 nm,厚约90 nm;样品由碳化钨和碳化二钨组成;纳米片由纳米颗粒和孔隙构成;样品的比表面积为31 m2/g,平均孔径为3.5 nm;碳化钨纳米片呈介孔结构,碳化钨纳米片对甲醇电催化氧化具有良好的活性,并具有与铂类似的催化性能。     

纳米碳化钨粉末的制备与微观结构表征

以偏钨酸铵水合物和可食用蔗糖为原料,在液相均相反应体系中制备出前驱体粉末,再采用还原-碳化法合成纳米碳化钨(WC)粉末。分别使用X射线衍射仪和扫描电镜来表征粉末试样的物相组成和微观结构,并且分析了合成机理。结果表明：当合成温度为1400℃时,可以制备出单相WC粉末,当合成温度为1350℃时,可以获得等轴状WC颗粒。然而,合成温度达到1450℃时,出现条状颗粒和异常长大的颗粒。此外,引入过量C源有利于碳化反应的进行,还能通过增加反应接触面积和缩短C原子扩散距离来细化WC颗粒。     

碳化温度对超细WC粉末性能与合金性能的影响

本文探讨了碳化温度对超细WC形貌、粒度、亚晶尺寸等粉末性能的影响和不同碳化温度制备的超细WC粉末对合金强度、硬度、微观结构等合金性能的影响。粉末样品的制备采用钨粉与炭黑的混合物为试验原料,在中频电炉中,分别于1 450、1 480、1 520℃碳化,利用Fsss粒度仪、SEM电镜、马尔文激光粒度分布仪、X射线衍射仪等仪器对粉末样品进行分析检测;制备的粉末样品加入细钴粉按照6%配成合金,采用1 410℃与1 450℃两个烧结温度制备成合金试验样品,测维氏硬度,抗弯强度,用金相显微镜观察合金的组织结构,比较不同碳化温度制备的超细碳化钨在不同的烧结温度下制备的合金性能与组织结构的差异。研究表明:碳化温度对超细碳化钨各项性能及超细合金各项性能有较大的影响,温度在1 480℃以下,单颗粒与单颗粒之间的烧结长大比较微弱,单颗粒内部的亚晶长大也很微弱,但当温度升高到1 520℃,亚晶尺寸有明显升高,粉末结晶更趋完整。低温碳化的超细碳化钨,结晶不完整,缺陷较多,粉末活性高,容易长粗,矫顽磁力降幅较大,造成合金的微观结构不均匀。高温碳化的超细碳化钨在1 410℃烧结制备的合金试样的综合性能与微观结构要优于1 450℃烧结制备的合金试样。     

科技前沿

碳化钨-钴纳米复合粉末的直接还原碳化制备方法本发明涉及一种碳化钨-钴纳米复合粉末的直接还原碳化制备方法。采用三种方式之一制备氧化物粉末:将钨钴原料、抑晶剂、碳粉按比例混合球磨制成氧化物和碳粉的混合粉末;将钨钴原料、抑晶剂以复合工艺制成氧化物粉末,再将其与碳粉混合球磨制成氧化物和碳粉的混合粉末;将钨钴原料、抑晶剂和可溶性碳源按比例混合,以复合工艺制成含碳的氧化物粉末。上述复合工艺指喷雾热解、或喷雾干燥、或喷雾干燥加灼烧。将氧化物粉末放入环境气氛下的反应炉中,通过控制还原碳化温度和反应时间、洗碳温度和反应时…     

纳米晶WC-6Co复合粉合成及特性研究

使用喷雾转化、煅烧和原位还原碳化技术制备了纳米晶WC-6Co复合粉末。通过XRD研究相组成发现,经过喷雾转化处理后粉末为无定形相、经煅烧后的粉末为WO3与Co3O4相、经还原碳化工艺后的物相是WC与Co相;由于Co对碳化过程的催化作用,将煅烧后的粉末置于氢气气氛中加热至900度还原碳化1个小时,即可将粉末碳化完全,制备出WC与Co相共存的纯净复合粉。文章还研究了还原碳化温度（700-900 ℃）对粉末相组成的影响,并通过SEM和HRTEM观察粉末形貌与微观组织。结果表明：制备的粉末具有球形结构,WC晶粒约0.36 μm,亚晶尺寸约为56 nm,说明WC晶粒是多晶体。同时发现粉末中的WC单颗粒被Co相互粘结在一起,且在WC与WC颗粒的接触部位发现存在烧结颈。文章还讨论了复合粉球形结构的形成过程和机理。     

纳米晶WC-6Co复合粉合成及特性研究（英文）

使用喷雾转化、煅烧和原位还原碳化技术制备了纳米晶WC-6Co复合粉末。通过XRD研究相组成发现,经过喷雾转化处理后粉末为无定形相、经煅烧后的粉末为WO_3与Co_3O_4相、经还原碳化工艺后的物相是WC与Co相;由于Co对碳化过程的催化作用,将煅烧后的粉末置于氢气气氛中加热至900℃还原碳化1 h,即可将粉末碳化完全,制备出WC与Co相共存的纯净复合粉。研究了还原碳化温度(700～900℃)对粉末相组成的影响,并通过SEM和HRTEM观察粉末形貌与微观组织。结果表明:制备的粉末具有球形结构,WC晶粒约0.36μm,亚晶尺寸约为56 nm,说明WC晶粒是多晶体。同时发现粉末中的WC单颗粒被Co相互粘结在一起,且在WC与WC颗粒的接触部位发现存在烧结颈。还讨论了复合粉球形结构的形成过程和机理。     

含钒添加剂对纳米硬质合金性能的影响

通过添加草酸氧钒替代碳化钒作为纳米硬质合金制备过程中的抑制剂添加剂，草酸氧钒在湿磨过程中溶解于酒精研磨液中，并在料浆中均匀分散，干燥过程中，草酸氧钒析出并吸附于碳化钨等颗粒表面。烧结过程中，草酸氧钒在400℃左右的温度下转化为氧化钒，在1000℃左右原位还原碳化为碳化钒，该碳化钒均匀分布于合金中，并在后续的液相烧结中抑制碳化钨晶粒长大。研究表明：添加草酸氧钒制备的硬质合金的矫顽磁力值高于添加碳化钒制备的硬质合金的矫顽磁力值；添加碳化钒，容易导致硬质合金中存在碳化钒聚集现象，而添加草酸氧钒制备的合金微观结构没有发现碳化钒聚集现象。     

纳米级碳化钨粉末的直接碳化制备

从WO3到WC的直接碳化反应一般遵从WO3→WO272→WO2→W→W2C→WC的顺序。细小的颗粒一般在直接碳化反应WO272→WO2的阶段产生，通过严格控制这个反应步骤可成功制得纳米WC粉末。大量的研究已证明，烧结碳化物的性能如硬度、强度主要受WC粉末粒子尺寸、Co含量及碳含量的影响。最细的工业级碳化物一般加入VC．Cr3C2，TaC来抑制晶粒的长大，烧结后可以获得晶粒约0．5μm的WC硬质合金。为了制备超硬的烧结碳化物，有必要开发纳米级WC粉末粒子及发展纳米WC粉末均匀分布的加工技术，     

Influence of fabricating process on microstructure and properties of spheroidal cast tungsten carbide powder

A super-high temperature furnace was developed to fabricate spheroidal cast tungsten carbide powder with excellent flowability and fine feathery structure in a large scale. Optical microscope and scanning electron microscope were taken to characterize the morphology and microstructure of cast tungsten carbide powder. X-ray diffractometry was used to analyze the phase composition of powders involved. It is found that the carbon potential in the furnace and feeding speed play an important role on the microstructure, morphology and properties of the spheroidal cast tungsten carbide powder. As carbon potential is between 0.3% and 0. 9% in the furnace, cast tungsten carbide powder with hardness over 2800( HV0.5), flowability over 7.1 s/50 g and tap density over 10.3 g/cm^3 is obtained.     

球形钨粉的制备及应用

球形钨粉以其良好的流动性、高的松装密度和振实密度广泛应用于喷涂、增材制造等材料制备领域。本文以不规则形状钨粉颗粒为原料,采用射频等离子球化技术制备球形钨粉,并对球形钨粉进行铺粉及成形实验效果评价。在射频等离子球化过程中,研究球化工艺参数（送粉速率、送粉位置）和原料粉末形态对球化结果的影响。在铺粉实验方面,研究粉末特征和铺粉层厚对铺粉效果的影响。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化处理前后粉末的形貌、粒度、流动性、松装密度和振实密度进行测试和分析。结果表明：经过球化处理后,钨粉颗粒呈规则球形,表面光滑,球化率可达100%,流动性、松装密度和振实密度得到明显提高。球化率高的粉末流动性好,铺粉效果好;随着层厚的增加,铺粉效果逐渐得到改善;采用合适粒径的球形钨粉打印的钨薄壁件表面相对光洁,尺寸精度高。     

Preparation of Ni-W-10Y_2O_3 refiner and refinement mechanism in a superalloy

A novel grain refiner composed of nickel,tungsten and yttria was prepared by the powder metallurgy way. The microstructure of the refiner alloy was studied by optical microscope(OM),scanning electron microscope(SEM) and energy dispersive spec-troscopy(EDS). The refinement process was simplized. It was shown that the alloy grains could be refined by addition of the refiners apparently even at high pouring temperature. The average grain size of the refiner free alloy was 4 mm,and 0.4 mm for the refined alloy. The fine-grain superalloy has excellent mechanical properties at intermediate temperature. The refinement mechanism was discussed.     

Refinement process and mechanisms of tungsten powder by high energy ball milling

The grain refinement process and mechanisms of tungsten powder during ball milling are explored based on different ball milling time. From the results of scanning electron microscopy (SEM), the model for ball milling process is proposed to include four stages: welding stage, squeezing stage, fracturing stage and dynamic balance stage. Microstructure of tungsten powder examined by transmission electron microscopy (TEM) shows that the tungsten powder ball milled for 50 h has polycrystalline grains and most of them have long strip structure with high angle grain boundaries. Nanocrystalline tungsten powder with minimum grain size of 5 nm was obtained in the final stage of ball milling.     

铸造碳化钨粉末物性对激光熔覆陶瓷颗粒增强Fe基复合材料耐磨性能的影响

为研究铸造碳化钨粉末物性对激光熔覆陶瓷颗粒增强Fe基复合材料耐磨性能的影响,将不同制备方法和粒径的铸造碳化钨粉末添加到Fe基合金粉中,在45号钢表面进行激光熔覆以获得高硬度和高耐磨的合金化层。利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、硬度计分别分析了合金化层的显微组织、物相组成以及显微硬度。利用轮式磨损试验机测试了其常温下的耐磨性能,并进行了比较。结果表明:熔覆层主要由莱氏体组成,碳化钨粉末的制备方法和粒径差异对复合材料的耐磨性能具有重要影响。等离子旋转电极雾化法制备的碳化钨粉末能起到最好的增强耐磨作用,粒径细的碳化钨粉末比粒径粗的粉末增强耐磨效果要好。     

Study on behaviors of tungsten powders in radio frequency thermal plasma

This paper describes an investigational study of the spheroidization of refractory metal tungsten powders by radio frequency thermal plasma, with emphasis on the melting, solidification and growth behavior of the tungsten powder particles during the spheroidization process. The flight time and melting time of tungsten powder particles in the plasma were estimated, and the growth behavior of the tungsten powder particles was analyzed in detail by investigating the change in the average particle size before and after plasma spheroidization. The morphology and spheroidization rate were analyzed using field emission scanning electron microscopy. The flight time and melting time for tungsten powder particles with radius of 7.8 μm were calculated to be 9.3 ms and 2.9 ms, respectively. The change in powder particle size during the process showed that the growth of tungsten powder particles was mainly caused by the coalescence of droplets in the thermal plasma system. The experimental results demonstrated that the spheroidization rate can reach up to 95% under the operating conditions used in this work.     

Properties evolution of additive manufacture used tungsten powders prepared by radio frequency induction plasma

In this study, radio frequency induction plasma was adopted to improve tungsten powder properties to meet the requirements of additive manufacturing process. After plasma spheroidization process operated, tungsten particles changed from irregular shape to uniform spherical shape. The average size and oxygen content of raw tungsten powders were both decreased, meanwhile, the laser absorption coefficient was increased by plasma spheroidization process. Furthermore, a series of tests were carried out for raw and spherical tungsten powders to investigate the influence of plasma spheroidization process on powder flowability evolution. The results displayed that, plasma spheroidized powders had a better comprehensive flowability, such as basic flow property, aerated flow property, compressibility, permeability and shear property, comparing to raw tungsten powders. In conclusion, plasma spheroidized tungsten powders met demands of additive manufacturing process very well.     

喷雾干燥法制备球形钨粉及还原过程的研究

以偏钨酸铵(AMT)为原料,采用喷雾干燥法结合氢气还原方法成功制备出球形钨粉。随后利用SEM、TEM、激光粒度分析仪和XRD等分析方法对粉末微观形貌、颗粒平均粒度、粒度分布和还原过程中的相变情况进行研究。结果表明,前驱粉末为球形,煅烧后,颗粒形貌未发生明显变化,仍保持球形;TEM结果显示粉末是球形中空结构。同时探讨了溶液浓度、鼓风速度、给料速度对粉末粒度的影响。激光粒度分析结果表明,溶液浓度对粉末的平均粒度影响最大,溶液浓度越大,颗粒的平均粒度就越大。粒度分布越集中,而给料速度对颗粒的平均粒度影响不明显。XRD结果显示,氢气气氛下,550℃保温2h,α-W相出现;还原温度升高到750℃,保温2h,WO3被完全还原为α-W。     

电冶熔铸WC/钢复合材料的显微缺陷

采用电冶熔铸工艺将废弃的WC钢结硬质合金制备成WC/钢复合材料, 研究了复合材料中显微缺陷的形貌及形成机理.结果表明: 电冶熔铸WC/钢复合材料的气孔及夹杂含量少, 可有效解决WC颗粒的偏析.X射线衍射、扫描电镜和透射电镜分析显示, WC颗粒和钢基体界面上发生了界面反应, 生成了高稳定性的Fe3W3C界面层.     

蓝钨循环氧化还原对钨粉末粒度分布的影响

以特纯仲钨酸铵为原料,通过特纯仲钨酸铵在氩气中煅烧获得蓝钨,此蓝钨在纯度为99.99%、露点小于-40℃的氢气中进行还原,蓝钨还原的钨粉在空气中被氧化为三氧化钨,对此三氧化钨再在氢气中还原,然后利用扫描电子显微镜和激光粒度分析仪对试样进行分析,结果表明:经过循环一次氧化和两次还原,制备出了粒径分布在3～10μm之间占83.86%、比表面积为0.180m2/g的中颗粒钨粉。