蓝钨还原碳化法制备超粗碳化钨粉的工艺研究

采用蓝钨进行还原碳化制备超粗碳化钨粉,通过对比超粗钨粉和超粗碳化钨粉的微观形貌与粒度,探讨不同还原碳化工艺对超粗碳化钨粉形貌及性能的影响规律。结果表明:超粗钨粉和超粗碳化钨粉的形貌一定程度上会受蓝钨形貌影响,较小的颗粒会附着在较大颗粒周围长大;添加Na_(2)CO_(3)可显著提升超粗钨粉及超粗碳化钨粉的FSSS粒度,而对粉末的形貌影响较小;当添加适量Na_(2)CO_(3)后,在还原温度为1000℃、还原时间为3 h、氢气流量为4 m^(3)/h时,可获得FSSS粒度为44μm的超粗钨粉;超粗钨粉再经2000℃碳化8 h后,可获得FSSS粒度为62.25μm的超粗碳化钨粉。

特粗碳化钨粉的研制

本研究打破了原有生产粗WC粉和特粗碳化钨的高温还原、高温碳化的传统工艺模式，通过在原料氧化钨中加入微量的添加剂，促进W粉在还原过程中的挥发—沉积长大，从而在低温还原的情况下克服高温还原的各种弊端，加入微量钴粉，再经高温碳化试验生产出费氏粒度在35以上的特粗碳化鹤粉。

粗晶碳化钨的微观结构分析

利用XRD﹑SEM﹑TEM等分析手段,对高温碳化的粗晶碳化钨进行了微观分析,探讨了生产工艺及球磨时间对碳化钨缺陷的影响,分析结果表明,高温还原和高温碳化生产的粗晶碳化钨具有相成分单一、亚晶尺寸大,位错密度低,微观应变小等特性;球磨可以增加粉末的微观应变,同时还会导致亚晶尺寸下降。

不同形态炭黑对粗颗粒钨粉配碳的影响

研究以同批粗颗粒钨粉为原料,考察炭黑形态和配碳方式对所制得的粗颗粒WC粉末性能的影响。实验结果表明:不管是采用经典的球磨配碳还是采用较为新型的混合配碳,使用粉状炭黑配碳制备出的粗颗粒WC粉末质量更优良。

Ni/W/C粉等离子原位冶金生成粗晶碳化钨复合材料的性能

以Ni/W/C为粉末原料用等离子原位冶金法制备了大颗粒WC合金球钉增强Q345耐磨钢板,用扫描电镜(SEM)、电子探针(EMPA)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计等对球钉的组织成分、物相组成以及显微硬度进行表征,研究了这种大颗粒碳化钨复合材料的性能。结果表明:对于不同的粉末比例,40%Ni含量的球钉表面成型光亮、致密,与基体板的结合力强,内部的WC大颗粒分布均匀,其平均尺寸约为80μm,最大尺寸约为100μm,基体相为(Fe,Ni),还有网格状的Ni17W3和(Fe,Ni)共晶组织。球钉的平均显微硬度为1183.517HV0.1,大颗粒WC的显微硬度最大值为2078HV0.1。

粗晶碳化钨粒度对WC-Co合金晶粒度的影响

选用供应态分别为30μm和12μm的二种粗颗粒WC粉末,研究不同方法表征的粉末粒度与合金晶粒度的关系。结果表明:三种粉末粒度测定方法给出的结果都呈现粒度越粗合金的晶粒度也越粗的规律。粗颗粒WC的研磨态粒度与合金的晶粒度相当接近,金相法测得的12μmWC的晶粒分布与所制备的合金的晶粒度的一致性比30μmWC制备的合金要好。粗晶WC研磨态的Fsss粒度可以用于评价粗晶WC晶粒度,也可以预测WC-Co合金的晶粒度。

粗晶钨粉碳化过程中粒子间的烧结现象

采用Fsss粒度分别为9μm和21μm的两种钨粉在相同的工艺条件下进行高温碳化,利用扫描电子显微镜、金相显微镜等对样品进行了分析。结果表明,高温碳化过程中会发生粒子间的烧结,碳化温度越高,粒子间的烧结越厉害;钨粉粒度越细越容易烧结;粒度较小的钨粉高温碳化烧结后所得的WC晶粒尺寸虽然会明显增大,但是晶粒度的均匀性下降。

碳化钨粉分级对粉末特性与合金性能的影响

对市售16μmWC进行风力分级,得到了粗中细三种粒级的粉末,分析了原粉、分级粉的供应态和研磨态费氏粒度、粒度分布等特性,比较了用4种粉末制备的WC-10%Co的合金特性。结果表明:分级粉的均匀性都有改善;粗粉费氏粒度是细粉的2倍,研磨态粒度则相差很小;粉末的碳含量是随分级粉粒度变小而增高。4种粉末制备的合金的密度、硬度、磁力、钴磁差别不大,分级粉的抗弯强度则随着粒度变细而提高,Fsss供/Fsss研的值越小,合金强度越高,比值为3.1的细粉制备的合金的抗弯强度比其值为6.2的粗粉合金的抗弯强度提高29%,且金相组织中的WC和Co相最为均匀。