直接还原碳化工艺制备纳米碳化钨

碳化钨硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。

一般认为，碳化钨硬质合金的性能取决于其粉末原材料的粒度和纯度，晶粒越细，缺陷越小，所能制备的硬质合金刀具其性能越强。有学者采用直接还原碳化工艺制备纳米碳化钨复合粉末。其过程如下：

1、原料

WC-Co复合粉末的成分按重量百分比计：钨为55-92wt％，钴为3-40wt％，碳为 3-6 wt％；原料外掺抑晶剂为0-2wt％。其中：钨化合物为：偏钨酸铵；钴化合物为水合硝酸钴；抑晶剂原料为钼的氧化物；可溶性碳源为乙二胺；含碳气体为甲烷CH₄。

2、球磨工艺：

使用水、乙醇、丙酮、己烷作为湿磨介质，料∶球∶液＝1∶20∶1，或干磨，料∶球＝1∶20，球磨时间1-120小时，环境气氛为空气、或惰性气体、或真空；

3、喷雾热解：

钨钴原料和抑晶剂或钨钴原料、抑晶剂和可溶性碳源的混合浓度为30-70wt％， 热解温度控制在400-700℃，环境气氛为空气或惰性气体；

4、喷雾干燥：

钨钴原料、抑晶剂和可溶性碳源的混合浓度为30-70wt％，喷雾干燥温度控制在 110-400℃，环境气氛为空气或惰性气体；

5、灼烧：

反应在普通加热炉或回转炉或流化炉中进行，环境气氛为氢气或含碳气体，温度控制在200-1200℃，反应时间0.5-12小时；

6、直接还原碳化和洗碳工艺：

反应在管式炉或回转炉，环境气氛为氢气或含碳气体，直接还原碳化温度控制在500-1200℃，反应时间1-10 小时，洗碳温度控制在300-800℃，反应时间0.5-10小时。随后在N2气氛中冷却至室温，由此制 得WC-Co复合粉末。

直接还原碳化工艺具有广泛的实用性；过程中的球磨、喷雾热解、喷雾干燥、灼烧、还原、碳化过程均可以选用多种制备设备、并通过控制环境气氛种类和含量、反应温度和时间来实现，还原和碳化温度大大低于传统制备方法，工艺控制简捷安全，具有很好的规模化潜力。

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