鎢粉的生產原理

鎢粉以氧化鎢為原料,在四管馬弗爐或多管爐內用氫氣還原,粒度從0.6-30微米。主要分粗、中、細幾個粒度,銀灰色粉末,雜質含量以國家標準為依據。

採用氫還原三氧化鎢或仲鎢酸銨的方法製備。用氫還原法制取鎢粉的工藝過程一般分為兩個階段:第一階段在500~700oC溫度下,三氧化鎢還原成二氧化鎢;第二階段在700~900oC溫度下,二氧化鎢還原成鎢粉。還原反應常在管式電爐或回轉式爐中進行。

還原鎢粉的性能(如純度、粒度、粒度組成等)主要取決於還原工藝。在管式爐中還原鎢粉時,影響還原速度的主要工藝參數是還原溫度、燒舟中氧化鎢的裝載量、燒舟移動速度、氫氣流速及氫氣中水分含量。隨著還原溫度的升高,鎢粉的粒度變粗。

鎢粉的制取除了氫還原法外,還有早期採用的氧化鎢碳還原法,還原溫度高於1050oC。用這種方法得到的鎢粉純度較低。此外,用金屬鋁、鈣、鋅等還原氧化鎢的工藝研究工作亦在進行中。對於特殊應用而要求高純度、超細粒度的鎢粉,則發展了氯化鎢氫還原法,得到的鎢粉粒度可小於0.05ìm。

 

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鎢粉的性能和用途

鎢粉除了對雜質含量有一定的要求外,氧含量要控制在一定範圍內。常用鎢粉粒度一般為費氏平均粒度2~10ìm。鎢粉為多角形顆粒形狀。此外,鎢粉的表面、松裝密度、搖實密度等也在一定範圍內變化。鎢粉的性能對鎢材的生產和鎢粉末冶金製品的品質有直接的影響,特別是純度和粒度的影響更為明顯。鎢粉是依據純度和粒度以及不同的用途而分類的。
最早生產鎢粉是按化學純度將氫還原鎢粉分為三級;日本已制定了《鎢粉及碳化鎢粉》的工業標準(JISH2116-1979);英、法和前蘇聯等國均設有統一的鎢粉國家標準。中國工業生產的鎢粉於1982年制定了《氫還原鎢粉的技術條件》(GB3458-82)。該標準規定了鎢粉的性能和分類牌號.並對檢驗方法、驗收規則、包裝、運輸和儲存等專案都做了明確的規定。對於特殊用途和軍工專用的鎢粉,生產廠可根據用戶要求試製生產。

鎢粉是加工粉末冶金鎢製品和鎢合金的主要原料。純鎢粉可製成絲、棒、管、板等加工材和一定形狀製品。鎢粉與其他金屬粉末混合,可以製成各種鎢合金,如鎢鉬合金、鎢錸合金、鎢銅合金和高密度鎢合金等。鎢粉的另一個重要應用是製成碳化鎢粉,進而製備硬質合金工具,如車刀、銑刀、鑽頭和模具等。

 

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納米碳化鎢粉應用領域

碳化鎢粉是生產硬質合金的重要原材料,納米碳化鎢粉可使硬質合金具有許多更加優良的特性。

1.納米碳化鎢應用於複合材料,提高其性能:納米碳化鎢-鈷(WC-Co)複合粉末是製備高性能硬質合金和耐磨塗層的主要原料。
納米WC-Co複合粉末用作耐磨塗層材料顯示出很好的效果,採用快速熔化、快速冷凝的熱噴塗技術製備的塗層,使粉末的納米結構特性得以保持,從而顯著提高了硬質合金耐磨塗層的性能。國內,生產的納米WC-Co複合粉末產品,已用於製備硬質合金和耐磨塗層。如:切削工具、電腦、機械等行業。

2.碳化鎢適宜在高溫下進行機械加工,可製作切削工具、窯爐的結構材料、噴氣發動機、燃氣輪機、噴嘴等。

 

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納米碳化鎢粉的特點

納米碳化鎢、超細碳化鎢粉通過特殊工藝方法製備,純度高,粒度均勻,分散性好,是生產硬質合金的重要原材料,納米碳化鎢粉可使硬質合金具有許多更加優良的特性,其熔點2860°C±50°C,沸點6000°C ,不溶於冷水,耐酸性強,硬度高,彈性模量大。碳化鎢號稱硬王,除了硬度高以外,尚有耐磨損、耐腐蝕、耐高溫等特性。
 

產品歸類
型號
平均粒徑(nm)
純度(%)
比表面積(m2/g)
體積密度(g/cm3)
晶型
顏色
納米級
CW-WC-001
60
>99.9
40
1.12
六方
黑色
亞微米級
CW-WC-002
400
>99.7
11.3
2.13
六方
黑色


 

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納米碳化鎢粉

納米碳化鎢粉是一種高技術含量的高性能粉末材料,主要應用於生產硬質合金和各種硬面材料,目前國內外尚無此類產品的相關標準。

《納米碳化鎢粉》國家標準規範了國內納米碳化鎢粉的主要技術要求,同時對國內廠家生產納米碳化鎢粉提供了基本的技術規範和依據。該標準的發佈實施,將填補該領域國內外標準的空白,並對硬質合金行業產生深遠的影響。

 

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碳化鎢粉品質規格

碳化鎢粉的技術條件是GB/T4295—93,一般執行的是企業內控標準
 

類 別
費氏平均粒度(ì)
總碳量(%)
游離碳(%)
WC-1
≤1.0
6.08~6.18
≤0.08
WC-2
1~1.99
6.08~6.18
≤0.08
WC-3
2~3.99
6.08~6.18
≤0.08
WC-4
4~5.99
6.08~6.18
≤0.08
WC-5
6~7.99
6.08~6.18
≤0.08
WC-6
8~11.99
6.08~6.18
≤0.08
WC-7
12~15.99
6.08~6.18
≤0.08
WC-8
≥16
6.08~7.18
≤0.08

注解:
費氏粒度:費氏粒度測試基本方法為穩流式空氣透過法,即在空氣流速和壓力不變的條件下,測定比表面積和平均粒度。

 

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碳化鎢粉國際標準

◆執行標準:QB/SL022-2007

◆物理性質:外觀呈青灰色不規則狀粉末,顆粒形狀呈菱形

◆主要用途:生產硬質合金。

◆包    裝:鐵桶包裝,桶內襯塑膠袋,每桶淨重25kg或50kg
 

碳化鎢含量WC(%)≥

99.8

總碳含量(%)

6.13±0.05

游離碳含量(%)≤

0.06

其他元素≤

Fe(鐵)

0.02

Mo(鉬)

0.01

Al(鋁)

0.002

Si(矽)

0.004

Ca(鈣)

0.002

Mg(鎂)

0.001

Ni(鎳)

0.008

K+ Na(鉀+鈉)

0.003

S(硫)

0.001



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碳化鎢粉的等級

根據費氏粒度,碳化鎢粉可分為十二個等級

類別

Fsss.(µ)

O2 (%,Max.)

WC-2

1.00~1.49

0.18

WC-3

1.50~1.99

0.15

WC-4

2.00~2.49

0.12

WC-5

2.50~2.99

0.10

WC-6

3.00~3.49

0.08

WC-7

3.50~3.99

0.08

WC-8

4.00~4.49

0.08

WC-9

4.50~4.99

0.08

WC-10

5.00~6.99

0.08

WC-11

7.00~8.99

0.08

WC-12

9.00~14.99

0.08

WC-13

15.00~25.00

0.08

注解:
費氏粒度:費氏粒度測試基本方法為穩流式空氣透過法,即在空氣流速和壓力不變的條件下,測定比表面積和平均粒度。

 

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碳化鎢粉

碳化鎢粉(WC)是生產硬質合金的主要原料,化學式WC。
全稱為WolframCarbide,碳化鎢粉為黑色六方晶體,有金屬光澤,硬度與金剛石相近,為電、熱的良好導體。熔點2870℃,沸點6000℃,相對密度15.63(18℃)。碳化鎢不溶于水、鹽酸和硫酸,易溶於硝酸-氫氟酸的混合酸中。純的碳化鎢易碎,若摻入少量鈦、鈷等金屬,就能減少脆性。用作鋼材切割工具的碳化鎢,常加入碳化鈦、碳化鉭或它們的混合物,以提高抗爆能力。碳化鎢的化學性質穩定

 

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金屬鎢粉國際標準

◆執行標準:QB/SL015-2007
◆物理性質:呈深灰色、噴鍍鎢粉呈亮灰色;
◆主要用途:用於生產鎢產品,觸頭合金、高比重合金、硬質合金、合金添加劑等方面
◆包    裝:鐵桶包裝,桶內襯塑膠袋,每桶淨重25kg或50kg。
鎢粉雜質含量表

化學成分/等級

FW-1

FW-2

FWP-1

鎢含量 (%)≥

99.95

99.8

99.8

其他元素含量(%)≥

Fe (鐵)

0.0050

0.0300

0.03

Al (鋁)

0.001

0.004

0.005

Si (矽)

0.002

0.005

0.01

Mg(鎂)

0.001

0.004

0.004

Mn(錳)

0.001

0.002

0.004

Ni (鎳)

0.003

0.004

0.005

As (砷)

0.0015

0.002

0.002

Pb (鈀)

0.0001

0.0005

0.0007

Bi (鉍)

0.0001

0.0005

0.0007

Sn (錫)

0.0003

0.0005

0.0007

Sb (銻)

0.0001

0.001

0.001

Cu (銅)

0.0007

0.001

0.002

Ca (鈣)

0.002

0.004

0.004

Mo (鉬)

0.005

0.01

0.01

K+Na(鉀+鈉)

0.003

0.009

0.003

P (磷)

0.001

0.004

0.004

C (碳)

0.005

0.01

0.01

O (氧)

0.2

0.25

0.2

用途舉例

鉬板坯,加工材料

觸頭合金
高遮罩性能材料等

等離子噴鍍材料

 

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