中國鎢粉品質評估

鎢粉不僅是硬質合金的主要原料,而且也是鎢基高比重合金的主要原料,其應用十分廣泛。用於硬質合金的鎢粉約占鎢消費的60%,用於鎢基高比重和金的鎢粉占消費的15%,鎢粉的研究以及應用一直受到國家的重視。

受國家品質技術監督局的委託,中國有色金屬工業局粉末冶金產品品質監督檢查中心於1993年和1998年對全國鎢粉進行了兩次國家監督抽查。

1993年,抽查的企業數18個,合格企業數15個,合格率為83.3%,抽查產品數18個,合格產品數15個,合格率為83.3%。

1998年抽查的企業數12個,合格企業數10個,合格率83.3%,抽查產品數15個,合格產品數13個,合格率86.7%,產品合格率92.8%。

通過兩次抽查發現,我國鎢粉品質整體水準是較高的,但有部分企業對鎢粉中雜質元素含量控制不嚴,還有極個別企業生產工藝落後,程序控制不嚴,以至於鎢粉中有機械夾雜物,致使鎢粉品質不合格。對於存在的問題,相關企業應加強管理,堅持技術改造,提高人員素質,完善檢測手段,健全質保體系,從而使得鎢粉品質整體水準再上一層樓。
 

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篩選鎢粉

篩選鎢粉,可運用掃描電鏡,通過掃描電鏡圖譜來分析並篩選鎢粉。

在生產控制過程中,以仲鎢酸銨為原料通氫還原成鎢粉,由於其在還原過程裏,所選取的原料均勻度不同,並且存在著不同的還原路徑和還原速度,從而制得的鎢粉也不均勻。

用仲鎢酸銨在空氣中煆燒制得黃鎢,在氫氣中還原成藍鎢和紫鎢。用掃描電鏡觀察它們的形貌,從掃描電鏡圖可看出,仲鎢酸銨制出的各種氧化鎢仍保留了仲鎢酸銨的外形,藍鎢晶體上的裂紋比黃鎢多,紫鎢是由大量雜亂排列的細針狀晶體組成。因此,在還原過程中,可通過掃描電鏡集中篩選出具有獨特的針狀晶形的紫鎢,使其有效的利用其間存在較大的間隙,疏鬆的聚合體的特點,在氫還原時提高氫的滲入和水蒸氣的溢出,從而提高生成鎢粉的速度以及均勻度。
 

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六氯化鎢制取鎢粉

六氯化鎢制取鎢粉以鎢廢料為原料,通過內管直徑為20-25mm,中間擴大處直徑為60mm的反應器採用直接氯化法氫還原而成。還原過程,首先將鎢廢料裝在內管的中間擴大處,每次裝料量為1-1.5公斤,內、外管均在通氫情況下加熱,反應器氯化段的溫度加熱到800℃保溫,還原段加熱至1000℃,待溫度升至所需溫度,保溫1h,是反應器表面和原料中的水分得以有效除去,並使原料表面可能存在的氧化膜通過氫還原除去,然後在外管繼續通氫的情況下,內管停止通氫,該通氯氣,以趕除內管中的氫氣,待管內中的氫氣隨同氯氣一道通入內管,此時氯氣即與原料鎢反應,生成氣態的六氯化鎢與五氯化鎢的混合物,此氯化鎢流入還原段外管,與預熱了的外管氫氣相遇,發生氣相反應,生成鎢粉。

六氯化鎢制取鎢粉,具有粒度超細,顆粒形狀規整、粒度分佈狹窄,化學純度高及晶粒不易變更的熱電,是其他工藝所不能比擬的。所制得的成品,為硬質合金提供了好原料,還會在人造金剛石鑽頭,高比重和金、鎢材、電觸頭,篩檢程式等方面找到重要用途。
 

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如何提高混合合批後鎢粉末均勻度

混合合批後的鎢粉末很難像食鹽溶于水形成的溶液那樣均勻,但,在先進工業生產過程中,對混合合批後鎢粉末均勻度的要求日益提高。粉末物料的均勻度是否理想可以通過後期的操作,提高均勻度。

提高混合合批後鎢粉末均勻度,可通過雙圓錐型混合器操作。首先將金屬鎢粉放置1000升雙圓錐型混合器混合合批60min後,費氏粒度的最大差值由合批前的0.55μm減少到0.08μm微量元素K含量的最大差值由合批前的16ppm減少到9ppm,混合合批時間延長至90min,粒度的最大差值繼續減少到7ppm。著說明經過混合合批額粒度和K含量的隨時間的增加,最大差值減小,均勻度得到提高。
 

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La元素對鎢粉形貌影響

鎢粉是一種外貌呈銀灰色粉末的金屬鎢,是加工粉末冶金鎢製品和鎢合金的主要原料。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。而加入La元素的金屬鎢粉綜合性能更好,能夠明顯改善鎢粉的抗震性能。

用SEM對La含量不同的鎢粉進行觀察,發現不同La含量的粉末,其形貌有十分明顯的差異,普通鎢粉末顆粒形貌為准球形,且大小分佈不均,低La含量的鎢粉末,顆粒形貌介於球形和多面體之間,且顆粒與顆粒之間互相粘附,聚集成團;高La含量鎢粉末形貌為規則對面體。顯然,這是由於加入La元素改變鎢粉晶面的能量狀態,使得粉末呈規則多面體。
 

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