直接還原碳化工藝製備納米碳化鎢

碳化鎢硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時仍有很高的硬度。

一般認為，碳化鎢硬質合金的性能取決於其粉末原材料的細微性和純度，晶粒越細，缺陷越小，所能製備的硬質合金刀具其性能越強。有學者採用直接還原碳化工藝製備納米碳化鎢複合粉末。其過程如下：

1、原料

WC-Co複合粉末的成分按重量百分比計：鎢為55-92wt％，鈷為3-40wt％，碳為 3-6 wt％；原料外摻抑晶劑為0-2wt％。其中：鎢化合物為：偏鎢酸銨；鈷化合物為水合硝酸鈷；抑晶劑原料為鉬的氧化物；可溶性碳源為乙二胺；含碳氣體為甲烷CH₄。

2、球磨工藝：

使用水、乙醇、丙酮、己烷作為濕磨介質，料∶球∶液＝1∶20∶1，或幹磨，料∶球＝1∶20，球磨時間1-120小時，環境氣氛為空氣、或惰性氣體、或真空；

3、噴霧熱解：

鎢鈷原料和抑晶劑或鎢鈷原料、抑晶劑和可溶性碳源的混合濃度為30-70wt％， 熱解溫度控制在400-700℃，環境氣氛為空氣或惰性氣體；

4、噴霧乾燥：

鎢鈷原料、抑晶劑和可溶性碳源的混合濃度為30-70wt％，噴霧乾燥溫度控制在 110-400℃，環境氣氛為空氣或惰性氣體；

5、灼燒：

反應在普通加熱爐或回轉爐或流化爐中進行，環境氣氛為氫氣或含碳氣體，溫度控制在200-1200℃，反應時間0.5-12小時；

6、直接還原碳化和洗碳工藝：

反應在管式爐或回轉爐，環境氣氛為氫氣或含碳氣體，直接還原碳化溫度控制在500-1200℃，反應時間1-10 小時，洗碳溫度控制在300-800℃，反應時間0.5-10小時。隨後在N2氣氛中冷卻至室溫，由此制 得WC-Co複合粉末。

直接還原碳化工藝具有廣泛的實用性；過程中的球磨、噴霧熱解、噴霧乾燥、灼燒、還原、碳化過程均可以選用多種製備設備、並通過控制環境氣氛種類和含量、反應溫度和時間來實現，還原和碳化溫度大大低於傳統製備方法，工藝控制簡捷安全，具有很好的規模化潛力。