两步碳化法生产优质粗颗粒WC粉末

研究了用两步碳化法制备粗颗粒WC粉末,两步碳化法减少W粉碳化过程中的炸裂。实验表明,用两步碳化法制备的WC粉末粒度均匀性好。另外,还有化合碳高,游离碳低,为单一相,有害杂质含量少,晶内亚晶尺寸均匀,显微缺陷少等特性。

气流粉碎方法制备超细WC粉末

气流粉碎技术是一种有效的粉末细化方法,目前主要应用于化工、医药等领域,在硬质合金制备领域应用气流粉碎技术目前还鲜有报道。以同种WC粉末为原料,分别采用高能球磨和气流粉碎的方法细化,通过实验对比两种工艺制备出粉末的物理性能及粒度分布、微观结构。发现气流粉碎方法细化粉末粒度小、分布均匀、无团聚、性能较好,适宜于制备高性能超细硬质合金。

以紫钨为原料制备优质超细WC粉末的实验

为了制备性能优良的超细WC粉末,选取紫钨与蓝钨为原料,研究了氧化物还原制备W粉以及钨粉碳化制备WC粉的工艺,并分析了两种原料以及制备的超细W粉和WC粉的性能和微观组织。结果表明:采用传统的工艺方法,紫钨适宜于制备超细颗粒钨粉,以紫钨为原料制备的W粉及WC粉末其物理性能均优于原料为蓝钨的产品。

WC粉末中的生长孪晶

通过对不同氧化钨前驱氧化物的采用,研究两步碳化法对WC粉末微观结构的影响,在国内首次探讨WC粉末中生长孪晶的形成机制及其结构特点,阐述生长孪晶对硬质合金性能的影响。

用气流粉碎分级法对超细WC粉末研磨

超细硬质合金具有高硬度、高耐磨性的优异性能,保证超细硬质合金的晶粒度小而且均匀的一个关键因素就是以粒度细小、分布均匀的超细W C粉末为原料。在超细W C粉末的制备过程中,对从氧化物还原、碳化后得到的W C粉末的后续处理非常重要,目前普遍采用的是球磨粉碎,但是经过机械方法粉碎后的超细粉末,很难使物料达到所需粒度要求,产品往往处于一个较大的粒度分布范围。文中讨论了一种新型的粉碎技术——气流粉碎分级技术,它兼有气流粉碎和气流分级,使得到的粉末在气流粉碎下细化、在气流分级下减小其粒度分布。气流粉碎分级技术是当今世界原材料加工技术的重要方面,将其应用于超细硬质合金的制备中有很重要的实际意义。

超细WC粉末Fsss粒度与超细硬质合金中WC晶粒度无法对应的原因分析

以两种不同工艺制备的超细WC粉末为原料制备超细硬质合金,从WC粉末中的团聚体和烧结颈两方面来分析超细WC粉末Fsss粒度与超细硬质合金中WC晶粒度无法对应的原因。结果表明:超细WC粉末中团聚体、烧结颈的存在会导致其Fsss粒度与一次颗粒粒度的偏差,而合金中WC晶粒是在一次颗粒的基础上长大的,因此由Fsss粒度预测的合金中WC晶粒度与实际合金中WC晶粒度的对应关系存在偏差。

添加微量锂对WC粉末及硬质合金性能的影响

本文研究了在WO_3中添加(150～200)×10^(-6)锂,经中温氢还原和高温碳化,制取WC粗粉及粗晶粒硬质合金的工艺。用金相法对WC粉末进行了分析,确定不同WC粉末对合金性能的影响。结果发现,与不添加锂的试样相比,添加150×10^(-4)锂的晶粒大小最均匀,用其制得的WC-5%Co合金晶粒最粗,晶粒棱角清晰完整,合金的抗弯强度最高。

WC粉末电镀Cu预处理后热喷涂层的磨损特性

采用电镀技术,在WC粉末表面镀一定量Cu,用常规氧-乙炔焰喷涂制备WC涂层。在干摩擦条件下,对WC涂层/GCr15、45钢/GCr15摩擦副摩擦性能进行测试,SEM分析摩擦面形貌,EDS分析摩擦面元素分布。结果表明,WC涂层/GCr15摩擦副较45钢/GCr15摩擦副摩擦系数高,耐磨性远优于45钢/GCr15摩擦副;WC涂层磨损机理为脆性剥落和磨粒磨损;WC涂层/GCr15摩擦副摩擦面局部粘接,部分GCr15基材粘于WC涂层。

自蔓延高温合成WC粉末的结晶行为

以黑钨矿(Fe(Mn)WO_(4))、黄钨(WO_(3))、电石(CaC_(2))和高纯铝粉为主要原料,采用自蔓延高温合成法(self-propagating high-temperature synthesis,SHS)制备单晶WC粉末,研究添加铝热剂(Fe_(3)O_(4)-Al混合物,n(Fe_(3)O_(4)):n(Al)=3:8)、原料预热和投料量对WC粉末粒度和形貌特征的影响。结果表明:用SHS法制备的WC粉末晶型完整;添加铝热剂会生成大量Fe3W3C相,导致WC粉末的纯度降低;对坩埚内的原料粉末预热会使WC晶粒充分生长,WC粉末粒度增大,同时WC晶粒形貌由球形转变为多边形;增加反应物料投料量会使WC粉末粒径增大,粉末形貌由球形转变为多边形。

超细WC粉末中团聚体的强度

为了解决超细WC粉体的团聚问题,为制备超细晶粒硬质合金打下基础,本研究采用素坯单向压缩法测量了超细WC粉中团聚体的强度,应用压汞法测量了坯体中孔隙的分布,推测了不同压力下超细WC粉体中团聚体的破碎情况。采用沉降分离的方法分离出了粉体中的团聚体(团聚体粉末)和不含团聚体的粉末(无团聚体粉末),分别用不同压制速度对不同干燥时间的粉末进行了压制成形。结果表明,团聚体粉末的破碎强度约为75.8MPa,压制速度和干燥时间对测量粉体中团聚体强度的影响不显著,用高能球磨可以很好的破碎超细WC粉体中的团聚体。

传统方法制备超细WC粉末的质量控制研究进展

对高品质超细WC粉末制备过程APT煅烧、氧化钨还原、W粉碳化工序的质量控制研究进展进行综述。APT原料的质量与生产过程中工艺参数的控制是超细WC粉末制备的关键。单一性质的APT有利于控制煅烧产物的质量,优化煅烧工艺参数可避免"夹生"硬颗粒;氧化钨还原过程难以控制反应条件一致,多相反应同时发生时控制WO2的生成和还原及W粉的长大是关键;碳化过程既要考虑WC颗粒成分的均匀性,也要考虑晶粒度的均匀性。

从硬质合金微观结构和性能对湿磨工艺的敏感性评价WC粉末的内在质量

以XLWC25型WC粉末为原料，采用滚动湿磨和搅拌湿磨工艺经过不同的湿磨时间制备5组WC-6Co硬质合金。从合金微观组织结构参数（平均晶粒度、邻接度、晶粒分布）和力学性能对湿磨工艺的敏感度方面，探讨了硬质合金关键原材料WC粉末内在质量的评定方法。结果表明，合金微观组织结构和力学性能对湿磨工艺变化的敏感度较低，在一定程度上反映了XLWC25型WC粉末具有较好的内在质量。采用搅拌湿磨工艺，湿磨6~10 h，WC-6Co合金的微观组织结构均匀性和综合性能可达到最佳状态，优于滚动湿磨58 h制备的参比合金的综合性能。

超细WC粉末激光粒度分布测定

超细WC粉末发达的表面积中贮藏着极高的表面能,对气体、液体或微粒表现出极强的吸附能力,容易自发地聚集成二次颗粒,导致样品使用常规的激光粒度分析方法不能对其进行有效的分散,激光粒度分布测试结果的峰形总是呈"拖尾"现象。本文先将试样研磨1 h,再将研磨后的试样加入无水乙醇,并在外置超声波仪中超声10 min,最后上机测试。本测试方法粒度分布曲线呈正态分布,精密度良好,激光粒度分布特征值(d(10)、d(50)、d(90))的相对标准偏差小于5%。

WC粉末特性对YG22硬质合金性能的影响

分别采用由三种不同工艺生产的WC粉末为原料制备YG22硬质合金,并研究WC粉末特性对所制备合金中WC的晶粒度及其分布,以及合金硬度、抗弯强度、冲击韧性、磁力等性能的影响。结果表明:在相同制备条件下,当合金中WC晶粒度相当时,采用晶形发育良好、组织缺陷少的WC粉末所制备的合金,其WC晶粒度分布较均匀,且合金硬度、抗弯强度、冲击韧性均优于采用晶形发育较差、组织缺陷较多的WC粉末所制备的合金;为改善YG22合金性能,在选择原料时既要考虑WC粉末的粒度及其分布,也要考虑WC粉末内部显微组织的发育情况。

原始WC粉末粒度组成对超细硬质合金组织及性能的影响

分别采用两种工艺制备的Fsss粒度相近的WC粉末为原料,在不同球磨时间下制备WC-10%Co-0.3%Cr_3C_2-0.5%TaC试样于1 450℃下烧结,对比两种合金的微观结构和常规性能。结果表明:采用粒度分布较窄、不含WC团聚颗粒的WC粉末为原料,经10 h球磨就能得到微观组织结构均匀的超细硬质合金;采用粒度分布较宽、含有大量WC团聚颗粒的WC粉末为原料,需要50 h球磨才能得到微观结构较为均匀的超细硬质合金,球磨时未被破碎的WC团聚颗粒烧结时会长大为WC晶粒团聚体,或者是粗大WC晶粒,会降低合金的抗弯强度值;原始粉末粒度组成对超细硬质合金的矫顽磁力、密度和硬度影响较小。

超粗晶WC-Co硬质合金制备技术及发展趋势

超粗晶硬质合金因其独特的组织特征,表现出良好的抗冲击性、耐磨性、抗热疲劳性等优势,在凿岩、冲压模具、热轧辊领域具有极大的发展潜力,在硬质合金领域备受关注。本文概述了超粗晶硬质合金的特点及增韧机理,介绍了目前粗颗粒WC原料粉末和超粗晶硬质合金的制备工艺,以及超粗晶硬质合金性能强化方法的探索情况,最后对超粗晶硬质合金的发展趋势提出了几点思考。

固相法制备超细/纳米WC粉末的研究进展

超细/纳米WC粉末是指粒径在0.5μm以下的WC粉末,是制备超细/纳米硬质合金的关键原料。超细/纳米WC粉末的使用可显著提高合金的机械性能,如抗弯强度、硬度和耐磨性。近年来,超细/纳米WC粉末的批量制备技术成为研究开发高端硬质合金的热点之一。本文综述了高品质超细/纳米WC粉末的固相法制备技术,着重介绍了氢还原碳化法、碳热还原碳化法和机械合金化法制备超细/纳米WC粉末的技术进展和研究现状;展望了不同制备方法的发展趋势;通过探讨比较不同制备方法的优缺点及产物的品质,认为氢还原碳化法是最有可能实现大规模工业化生产高品质超细/纳米WC粉末的方法。

Ni+WC基粉末激光熔覆对柱塞组织和硬度的影响

采用Ni+WC基粉末激光熔覆对严重磨损的高压水除鳞机用柱塞表面进行修复,利用光学显微分析和扫描电子显微分析方法,对熔敷层、结合层和基体进行显微组织观察及能谱分析,并测定了不同区域的显微硬度。结果表明:国外试样的基体是铁素体和奥氏体组成的双相钢,过渡层为Ni25、熔覆层为Ni60+WC的试样,熔覆层的组织分布均匀,熔覆层有大量的WC质点分布,显微硬度值较高,峰值硬度为1000HV。

EBSD技术在WC粉末晶粒度测量上的应用

WC粉末是一个复杂的体系,传统的粒度测试方法如筛分法、透气法、激光法、电子显微镜等,都是以粉末的"颗粒度"为检测对象,而难以对其"颗粒度"进行真实的统计。本文在多次实验的基础上,成功的将电子背散射衍射(EBSD)技术应用于WC粉末的晶粒尺寸统计。本实验选取四种不同Fsss粒度的WC样品,应用EBSD技术对其晶粒度大小和晶粒取向进行分析的同时,还与其他粒度测试方法(激光粒度法、X衍射法和SEM截线法)进行对比分析。实验结果表明:利用EBSD技术对粉末进行分析检测,可以通过对WC晶粒取向差分析从多晶颗粒和团粒中分辨出WC晶粒,从而对WC的晶粒度进行真实的统计。

超细/纳米WC-Co复合粉末制备技术的研究现状

介绍了超细/纳米WC-Co复合粉末的主要制备方法:液相还原法、氧化-还原法、溶胶-凝胶法、共沉淀法和喷雾转化法,并结合笔者研究成果详细阐述了喷雾转化法的研究现状,指出该方法具有流程短、粉末组元均匀化及晶粒纳米化等优点,但在粒度及形貌控制、组元迁移和低温原位还原碳化三个方面还需更加深入的理论研究。