原位合成纳米碳化钨复合粉末

碳化钨是硬质合金和金属陶瓷的重要组成部分，具有高硬度、高耐磨性和优良的断裂韧性，被誉为“工业的牙齿”，在钻井工具、切削工具、精密模具、矿山工具、打印针头、军工穿甲弹等领域得到了广泛应用。

研究表明提高碳化钨硬质合金性能的有效途径是减小合金。随着纳米技术的发展，纳米碳化钨硬质合金是众多材料研究工作者正在竭力追求的兼具高韧性和高硬度的“双高”材料，其技术关键是原料粉末的制备及合金的烧结。

制取纳米碳化钨硬质合金所用的碳化钨粉比一般的碳化钨粉要难得多，因为这种碳化钨粉末活性高，在烧结过程中极易长大。因此，制备纳米碳化钨粉和控制烧结过程中的晶粒长大是生产超细硬质合金的关键技术。目前在超细硬质合金的开发与研究中，添加晶粒生长抑制剂可有效控制碳化钨晶粒的长大，通常加入的晶粒生长抑制元素为钒和铬。

制备纳米碳化钨复合粉末的方法，主要有喷雾干燥流化床技术法、化学—气相碳化法、机械合金化法。这些方法存在的共同问题是：制备的碳化钨复合粉中都含有钴，多采用气相碳化，使得成本高，而且制备过程复杂，难以控制，不适宜工业化生产的应用。

基于对工艺的探索和研究，有学者提出一种采用原位合成法制备纳米碳化钨复合粉末的方法，其实施方案是：

将配比为82％的粉状正钨酸铵、18％的活性炭、0.6％的粉状醋酸钒和0.4％的粉状醋酸铬，共160g，溶于1000ml蒸馏水(70～100℃)中，搅拌后得到混合均匀的溶液，将溶液置于干燥箱中，100～300℃条件下加热1～2h，50～100℃条件下干燥1～5h，最后得到前驱体粉末。将前驱体粉末置于高温反应炉中，在真空条件下，于1000～1200℃、30～60min条件下，制得平均粒径＜100nm、粒度分布均匀的纳米WC-V₈C_7-Cr₃C₂粉末。

以原位合成新工艺制备出含有碳化钒或碳化铬晶粒生长抑制剂的碳化钨复合粉末。由于没有了粘结相钴，从而大幅降低了生产成本，而且，生产过程可一次碳化完成，工艺简单，操作方便，所生成的碳化钨粉末成品其粉末粒径＜100nm，粒径分布范围较窄，粒度均匀、且杂质含量少，完全可以满足碳化钨粉末在超细硬质合金领域的应用。

• < 上页
• 下页 >