纳米碳化钨粉的研究及应用开发动态

碳化钨粉是生产硬质合金的重要原材料 ,纳米碳化钨粉可使硬质合金具有许多更加优良的特性。本文对近年来纳米碳化钨粉的研究和应用发展动态进行了归纳和评述 ,并对存在的问题提出了一些见解。

纳米钨粉形貌结构对碳化钨粉末性能的影响

采用球磨破碎分级的氧化钨为原料,氢还原制备出平均粒度为30 nm的纳米钨粉,并分别以干磨搅拌和添加适量分散剂的湿式球磨的方式配碳,然后置于通氢钼丝碳化炉中在1180℃长时间碳化,得到了粒度分别为109和148 nm的碳化钨粉末,继而于低压真空烧结炉中,在1360℃的温度下烧结制备出WC-7%Co(质量分数)烧结体,研究了纳米钨粉形貌结构对纳米碳化钨粉末及其超细晶硬质合金性能的影响。通过比表面测定仪和费氏粒度仪测定了粉体的比表面和粒度,采用X射线衍射(XRD)分析了碳化产物的相成分,用扫描电镜(SEM)观察了粉末的形貌和烧结体的显微组织结构,按硬质合金性能测试标准对WC-Co烧结体的物理和力学性能进行了测定。结果表明,湿磨配碳强制破坏了纳米钨颗粒,呈其氧化钨前驱体的团聚状的形貌结构,可以改善纳米钨粉和碳粉弥散分布的均匀性,更有利于获得颗粒细小、均匀,分散性好的优质纳米碳化钨粉,其所制备的超细晶WC-7%Co硬质合金,显微组织均匀,综合性能优,硬度和抗弯强度分别为HRA 93.7和4450 MPa。

喷雾转化法纳米WC/6Co复合粉形貌研究

纳米碳化钨钴复合粉体具有重要的工程应用和市场发展潜力。针对纳米碳化钨钴复合粉形貌难以精确控制这一问题,本文以偏钨酸铵(AMT)、可溶性钴盐、有机碳源为原材料,以蒸馏水为溶剂,不添加WC晶粒长大抑制剂,制备钨钴碳混合溶液,再采用喷雾转化(SCP)和连续低温还原碳化法制备了纳米碳化钨钴复合粉;研究了喷雾转化过程中溶液浓度、进料速度、离心转速和转化温度4个关键因素对纳米碳化钨钴复合粉松装密度、WC晶粒度及微观形貌的影响。研究表明:通过喷雾转化法制备的纳米碳化钨钴复合粉呈空壳球形结构,Co相发生熔化使大多WC被粘结在一起,WC颗粒之间存在明显的烧结颈,颗粒表面存在大量孔隙,部分颗粒存在破裂现象;WC平均晶粒度小于200 nm;离心转速是影响粉末松装密度、WC晶粒度及颗粒形貌的最主要因素;离心转速越大,复合粉末颗粒越小,松装密度越大;同时转化温度越高,WC晶粒度越小,复合粉末颗粒越易破裂。