[發(fā)明專利]一種高品質粗顆粒WC粉的制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107867691B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 張可夫
• 申請（專利權）人: 株洲三鑫硬質合金生產有限公司
• 主分類號: C01B32/949
• 分類號: C01B32/949
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本發(fā)明公開的一種高品質粗顆粒WC粉的制備方法，采用N₂+H₂混合氣氛對WO₃粉進行一次還原，相對的減少了H₂的流量，有利于延緩還原進程，獲得更粗粒度的WO₃粉顆粒。二次還原在較高還原溫度下，采用純H₂作為還原氣氛，有利于提高WO₃的還原速率，有利于提高W粉的化學純度，有利于W粉結晶發(fā)育更加完整，同時，采用經過過篩、合批處理的WO₃進行還原，更夠顯著改善W粉粒度的均勻性。采用W粉預混合工藝，有利于較少W顆粒的團聚度，使其分散性更佳，從而使W粉和C黑混合更加均勻；采用W+C混合料壓制工藝，可以有效減少W顆粒和C顆粒的擴散距離，提高W粉C化效率；采用高溫碳化工藝，可以獲得結晶良好的WC顆粒，且其晶粒的塑性得到明顯改善。

技術領域

本發(fā)明涉及硬質合金的制備方法領域，更具體地，涉及一種高品質粗顆粒WC粉的制備方法和應用。

背景技術

近年來，隨著硬質合金應用領域的不斷擴展，硬質合金材質朝著超粗和超細兩個方向發(fā)展，超粗硬質合金已廣泛應用于礦用鑿巖工具、軋輥和沖壓模具領域。

硬質合金具有很高的硬度、強度、耐磨性和耐腐蝕性，被譽為“工業(yè)牙齒”，廣泛應用于軍工、航天航空、機械加工、冶金、石油鉆井、礦山工具、電子通訊、建筑等領域。隨著工業(yè)水平的不斷提升，人們對硬質合金的性能提出了更高要求。作為硬質合金的主要原材料WC粉，其重要性不言而喻。當前主流制備粗顆粒WC粉的工藝為WO₃堿金屬摻雜中溫還原和高溫碳化工藝，其流程為：首先，在WO₃內加入一定量的Na鹽或Li鹽，然后將其在還原爐內在940℃-980℃進行H₂還原得到W粉，再將其與C黑混合均勻，在碳化爐內于1800℃-2000℃下進行高溫碳化得到WC粉。由于摻入的Na鹽或Li鹽往往無法和WO₃達到完全均勻混合，用其得到的W粉通常存在晶粒發(fā)育一致性較差，顆粒大小均勻性一般，晶粒團聚較為嚴重等缺陷。同時，該工藝得到的W粉中會殘留的一定量的Na⁺或Li⁺，其會導致W粉在碳化過程的碎化。因此，該工藝往往能獲得較為粗大的WC粉末，但其多為多晶團聚顆粒，其粉末研磨粒度較細，用其制備的粗晶合金晶粒往往較細，性能往往不佳，難以滿足實際生產需要。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是針對現有技術不足，提供高品質粗顆粒WC粉的制備方法。對比當前工藝，采用WO₃不摻雜二次還原工藝：第一步還原采用N₂替代部分H₂，相對的減少了H₂的流量，有利于延緩還原進程，獲得更粗粒度的WO₃粉顆粒；第二步還原采用純H₂，有利于提高W粉的化學純度，獲得結晶更加完整的W粉顆粒，同時，采用經過過篩、合批處理的WO₃進行還原，更夠顯著改善W粉粒度的均勻性。采用W粉預混合工藝，有利于較少W顆粒的團聚度，使其分散性更佳，從而使W粉和C黑混合更加均勻；采用W+C混合料壓制工藝，可以有效減少W顆粒和C顆粒的擴散距離，提高W粉C化效率；采用高溫碳化工藝，可以獲得結晶良好的WC顆粒，且其晶粒的塑性得到明顯改善。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案予以實現：

提供的高品質粗顆粒WC粉的制備方法，包括以下步驟：

S1.將WO₃粉置于N₂+H₂混合氣氛下進行一次還原，得到粗粒度的WO₃粉顆粒；在純H₂氣氛下進行二次還原，制取粗顆粒W粉，W粉FSSS粒度12-16μm；

S2.將步驟S1所得的粗顆粒鎢粉進行預混合工藝，加入C黑進行混合進行配碳，再進行壓制，在1900-2300℃高溫碳化制得WC材料；