喷雾转换法制备纳米WC-6Co复合粉的工艺研究

以偏钨酸铵、醋酸钴、有机碳为原料,去离子水为溶剂,采用喷雾干燥-煅烧-球磨-连续还原碳化新工艺制备纳米WC-6Co复合粉。采用氮气吸附法测定粉末比表面积,XRD、SEM分别分析粉末物相和形貌,研究球磨工艺对钨钴复合氧化物粉末性能的影响以及连续还原碳化过程中粉末比表面积的变化。结果表明,在连续还原碳化前进行球磨,可有效破碎粉末;适当增大球料比或延长球磨时间,可使粉末破碎效果更好,粒度分布更均匀,当球料比为10∶1、球磨时间为240min时,粉末破碎、分散效果最佳,比表面积为11.62m2/g;球磨后的钨钴复合氧化物粉末在连续还原碳化过程中发生团聚烧结、预合金化,生成平均粒度为80nm的WC-6Co复合粉。

喷雾转换法制备超细晶WC-12Co复合粉末HVOF涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术,以喷雾转换法制备的超细晶WC-12Co复合粉末为热喷涂粉末原料,在45#钢基体上制备WC-12Co涂层,并测试涂层的显微硬度、开裂韧性及抗磨粒磨损性能,利用XRD对复合粉末及涂层进行相结构分析,用SEM对复合粉末及涂层截面进行显微观察。结果表明,在喷涂过程中,多孔空壳球形复合粉末中WC颗粒有明显的脱碳分解发生,涂层中含有W2C、Co2W4C、W和非晶相;涂层组织呈典型的层状结构,WC晶粒有圆润化和长大现象;涂层显微硬度HV0.3/10平均值为1 084、开裂韧性平均值为5.24 MPa·m1/2,涂层表面抗磨损性能随粗糙度降低和硬度增加而提高,平均磨损质量损失为0.783mg/min。

纳米级WO_3-CuO复合氧化物粉末的制备

用超声喷雾热转换法直接制成纳米级非晶复合氧化物粉末,并采用XRD,TEM和TG-DSC手段研究纳米WO_3-CuO复合氧化物粉末的热解与非晶向微晶的转化过程.结果表明用超声喷雾热转换法可以工业化大规模生产纳米级WO_3-CuO复合氧化物粉末,粉末平均粒径<50nm,颗粒形状为球形.

直接碳化与煅烧-碳化工艺对WC-Co复合粉性能的影响

以偏钨酸铵、醋酸钴、裂解碳为原料，配置成料浆，通过喷雾干燥-氢气还原碳化（简称直接碳化法）和喷雾干燥-氮气煅烧-氢气还原碳化（简称煅烧-碳化法）制备WC—Co复合粉。对两种工艺制备粉末的性能和形貌进行对比，发现直接碳化法制备的WC—Co复合粉的颗粒在10-100wm、平均粒度在50μm，大部分球形壳破裂，粉末仍然保持球形骨架，粉末松装密度小、流动性差；煅烧-碳化法制备的WC—Co复合粉末的颗粒度在10-50μm、平均颗粒度25μm，粉末球形度高、流动性好。将两种工艺制备的粉末制成YG6合金，对比发现直接碳化法得到WC—Co复合粉制备成的硬质合金硬度高、晶粒度小、密度高、孔隙度低、致密度高；将两种工艺制备的粉末进行热喷涂，发现煅烧-碳化法制备的粉末热喷涂时，涂层表面致密度高、WC保留率高、硬度高。

WC/Co纳米复合粉质量特性的研究

本文探讨了喷雾转换法制备WC/Co纳米复合粉的生产工艺特点、粉末的物理化学特性以及在超细合金中的应用效果。各方面的实验数据表明:WC/Co复合粉中WC碳化完全、粒度细而均匀,钨钴元素达到分子级均匀混合,Co对WC形成纳米级包覆,粉末颗粒外形多呈球状,球体由部分合金化的WC/Co粒子聚合而成,粒子之间存在明显的烧结颈,其亚晶尺寸在100nm以下。复合粉经强化球磨后制取的超细合金较传统工艺制备的合金的WC相晶粒更加均匀,具有更好的物理力学性能和更高的使用寿命。即使不添加抑制剂,复合粉制备的合金仍具有晶粒细而均匀的特点。

乙二胺四乙酸在纳米WC/Co复合粉制备中的应用

本文在喷雾转换法制备WC/Co纳米复合粉的基础上,采用乙二胺四乙酸与碳酸钴复合法制备高钴含量的WC/Co纳米复合粉,突破了原有技术的钴含量质量分数上限7%的瓶颈限制。采用DSC-TG分析、SEM分析、XRD分析等方法,对乙二胺四乙酸和碳酸钴的参与反应的机理进行了研究,并确定了采用新工艺制备WC/Co纳米复合粉的相关参数。实验结果表明:乙二胺四乙酸与碳酸钴反应所得有机钴盐为一种溶解度较高的螯合物,在较低温度下煅烧可分解,适用于WC/Co纳米复合粉前驱体溶液中钴含量的调节,避免了Cl-、NO3-等杂质离子的引入。通过新的复合工艺制备得到了适用于高温流态化床生产的前驱体粉末,最终制备得到钴含量质量分数8%的WC-Co纳米复合粉。