原位冶金反應氧化鎢製備碳化鎢

WC合金俗稱硬質合金，是由難熔金屬化合物和粘結金屬用粉末冶金的方法製成的一種高硬度、高強度、高耐磨性的陶瓷材料，廣泛應用於機械加工、礦山開採、石油鑽探等領域川。傳統的硬質合金生產流程:仲鎢酸鉸(APT)－氧化鎢（WO₃）一W－碳化鎢（WC）－配料一燒結成塊體團，工藝過程繁多，各個工序都有使原料髒化的可能，且多次反復高溫過程使最終產品的晶粒度不易控制，其中WO₃的還原與碳化過程、配料球磨過程和燒結過程都需要消耗大量的能量，這不但使硬質合金的生產週期變長、產品品質不易控制，還使得生產成本變得很高。目前世界各國都在大力研發各種粉末製備方法和燒結技術以開發高性能的硬質合金材料。

 

有關學者研究了用原位合成法製備鎢基硬質合金（原位冶金反應），分析了WO₃與C反應的熱力學原理、產物的微觀組織和微觀組織形成機理、成分、相組成等。(1)在相對密閉的環境下反應，生成的產物是W、W₂C、A1₂O₃，W、W2C與A1₂O₃:的界而很清晰，產物多孔，且硬度很大；在開放環境中，由於WO₃的汽化，產物中鎢元素的含量很低。W₂C和WC幾乎沒有生成，產物主要為含鐵相，硬度不高。(2) W的碳化以及WO₃的還原是一個受擴散控制的過程，試驗的溫度對生成物影響很大;在外加電弧的作用下，有利於W2C的形核與長大。(3)可以通過控制電弧熱量輸入、微合金化、增加保溫工序等解決物相偏離的問題。