粗颗粒碳化钨的制备方法
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- 分类:钨业知识
- 发布于 2017年4月21日 星期五 11:34
- 作者:ruibin
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粗晶粒碳化钨粉具有一些与中、细晶粒碳化钨粉不同的特殊性能和特殊用途,越来越获得各工业领域的重视。制取粗晶粒碳化钨粉的传统方法是:采用WO3高温还原取制粗颗粒钨粉,再将粗颗粒钨粉高温碳化制取粗晶粒碳化钨。这种方法一直沿用至今。
粗颗粒碳化钨的国家标准:
WC晶粒粗,比表面积小,使合金中钴层增厚,即钴的平均自由程增加,缓解使用时WC晶粒之间的冲击,从而提高合金的冲击韧性。同时,WC-Co合金抗热疲劳和抗机械疲劳随WC晶粒变粗而增加,这是因为邻接的两颗WC之间的晶界,最容易使裂纹扩展,要求钴相在合金中分布均匀,尽量避免邻接的WC。
高温碳化、高温还原、添加碱土金属或碱金属元素高温碳化法、铝热法等。
钨粉高温碳化:除传统的高温碳化法外,还出现了中颗粒钨粉高温碳化和细颗粒钨粉高温碳化法。粗颗粒高温碳化这是目前国内的主要生产方式。高温碳化,可以使WC的晶格缺陷降至最低、微观应变最小,WC的塑形得到改善。中、细颗粒钨粉高温碳化通过提高碳化温度和碳化时间等方法达到制备粗颗粒碳化钨粉的目的。
添加碱金属高温碳化:通过加入添加剂,加速WO3还原工程中的挥发沉淀速率,致使钨粉在较低温度下长大,添加剂主要为锂盐。
添加钴、镍或其氧化物高温碳化:
通过添加钴、镍或其氧化物可以改变碳化机理,提高碳化的速度,此法受配钴量的影响极大,配钴量越大所得WC越粗。碳与钨反应生成W2C的速度比W2C与碳反应生成WC的速度快。因此碳化时起决定作用的是W2C与碳反应转变成WC的反应速度。加钴碳化加速T W2C向WC的转变速度:
1、Co、C在钨粉表面,5W+2C+3Co-W2C+W3Co3C(η相)
2、W2C和η相与C作用生产WC和Co,W2C+W3Co3+3C-5WC+3Co
3、新生的Co与内侧的W2C反应生产η相和C,C再与颗粒中心的W反应生产W2C,6Co+3W2C-2W3Co3C+C
C+2W-W2C
η相(富钴区)也随着碳化的进程不断向中心移动,直至整颗钨完全变成WC。钴在碳化过程中并不损失,最后也不生成新相而逐渐分散到WC晶界中。镍与钴作用类似。
添加钠盐法:在APT中添加钠盐,然后在较高温度下还原,可得粒度大于10μm的粗钨粉,再经高温碳化可得粗颗粒WC粉。这主要是因为在较低温度下能促进气相挥发物的形成,增大还原气氛中气相挥发物的浓度,从而促使钨粉粒度长粗
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