纳米或超细WC-Co粉体制备过程强化研究进展

【目的】总结纳米或超细碳化钨钴(WC-Co)粉体制备过程的研究,解决WC-Co做为热喷涂原料对机械零件的磨损和腐蚀的影响。【研究现状】总结纳米或超细WC-Co制备过程强化、反应路径,以及Co对还原碳化过程的作用等;其中机械作用力强化包括球磨强度的影响、氧化钨原料的影响、反应温度的影响,原子或分子水平强化包括气相化学合成、喷雾转化,气相碳质强化反应过程包括烃类物质、一氧化碳;纳米或超细WC-Co制备过程反应路径包括还原过程、碳化过程;对还原碳化过程的作用包括Co对氧化钨还原碳化过程具有催化作用、Co影响WC-Co产物粒径、Co含量增加降低碳化温度、Co促进气态碳源析碳等。【结论与展望】提出WC-Co粉体制备反应路径方面,应深入揭示制备反应路径,应进一步分析缺碳相η物相在制备过程中的作用,对W、Co、C扩散的影响机制;认为模拟分析反应过程中还原碳化气与固体原料之间的热量、质量传递过程,可为制备过程进一步优化调控和反应器放大设计奠定理论基础;同时WC-Co粉体热喷涂性能方面,用于机械件的喷涂处理时,应测试涂层的抗磨损和腐蚀性能,反馈调控优化和制备过程。

Co对WO_(3)-Co_(3)O_(4)预还原的影响及其产物碳化性能

为避免超细WC-Co粉体制备过程中形成对烧结过程及其产物带来不利影响的η相(Co_(6)W_(6)C或Co_(3)W_(3)C),提出了WO_(3)-Co_(3)O_(4)预还原至WO_(2)-Co,再深度还原碳化至WC-Co的技术路线。主要考察了600℃,H_(2)-C_(2)H_(4)-Ar气氛条件下,Co含量及钴源粒径对WO_(3)-Co_(3)O_(4)预还原过程的影响规律,并对预还原产物进行了深度还原碳化性能测试。结果表明,Co的存在可催化C_(2)H_(4)裂解析出H_(2)和C,显著加快WO3预还原速率,且随着Co含量增加其预还原速率显著增加;乙烯析碳速率和析碳量也随Co含量增加而增加。钴源粒径对WO_(3)还原速率和C_(2)H_(4)析碳速率有显著影响,本实验体系下,纳米钴源体系中C_(2)H_(4)析碳速率大约是微米钴源体系的2倍;同时,纳米钴源体系中WO_(3)也具有较快的还原速率。8%Co含量的预还原产物在950℃、甲烷分压1.25%条件下焙烧60 min,可获得无η相的WC-Co复合粉体。