原位冶金反应氧化钨制备碳化钨

碳化钨（WC）合金俗称硬质合金，是由难熔金属化合物和粘结金属用粉末冶金的方法制成的一种高硬度、高强度、高耐磨性的陶瓷材料，广泛应用于机械加工、矿山开采、石油钻探等领域川。传统的硬质合金生产流程:仲钨酸铰(APT)－氧化钨（WO₃）一W－碳化钨（WC）－配料一烧结成块体团，工艺过程繁多，各个工序都有使原料脏化的可能，且多次反复高温过程使最终产品的晶粒度不易控制，其中WO₃的还原与碳化过程、配料球磨过程和烧结过程都需要消耗大量的能量，这不但使硬质合金的生产周期变长、产品质量不易控制，还使得生产成本变得很高。目前世界各国都在大力研发各种粉末制备方法和烧结技术以开发高性能的硬质合金材料。

有关学者研究了用原位合成法制备钨基硬质合金（原位冶金反应），分析了WO₃与C反应的热力学原理、产物的微观组织和微观组织形成机理、成分、相组成等。

(1)在相对密闭的环境下反应，生成的产物是W、W₂C、A1₂O₃，W、W2C与A1₂O₃:的界而很清晰，产物多孔，且硬度很大；在开放环境中，由于WO₃的汽化，产物中钨元素的含量很低。W₂C和WC几乎没有生成，产物主要为含铁相，硬度不高。

(2) W的碳化以及WO₃的还原是一个受扩散控制的过程，试验的温度对生成物影响很大;在外加电弧的作用下，有利于W2C的形核与长大。

(3)可以通过控制电弧热量输入、微合金化、增加保温工序等解决物相偏离的问题。

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