[發明專利]一種采用中粗顆粒鎢粉制備細晶粒WC粉的方法

有效

• 申請號: 201910693630.4
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110240163B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 陽冬元;張璐;周春城;杜承功
• 申請（專利權）人: 株洲硬質合金集團有限公司
• 主分類號: C01B32/949
• 分類號: C01B32/949
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

本發明公開了一種采用中粗顆粒鎢粉制備細晶粒WC的方法，包括以下步驟：將中粗顆粒的鎢粉、金屬氧化物和炭黑進行混合，球磨混合后，裝入石墨舟皿，進行多階段碳化，碳化完畢后，進行第二次球磨和過篩，得到細晶粒WC混合粉末。本發明的方法是采用中粗顆粒的鎢粉，無需采用低的裝舟量，可節省大量的生產成本。本發明的方法中采用了多階段的碳化工藝以及慘雜了金屬氧化物，有效確保鎢粉完全轉化成碳化鎢粉，也有效的降低了WC粉末的晶粒度。

技術領域

本發明屬于粉末冶金技術領域，具體涉及一種采用中粗顆粒鎢粉制備細晶粒WC的方法。

背景技術

細晶粒硬質合金廣泛用于耐磨、耐腐蝕和耐壓等領域，例如，園珠筆芯、柱釘、頂錘、密封環等。細晶粒硬質合金是指其WC的平均晶粒度為1.0～2.0μm。細晶粒碳化鎢粉是制備細晶粒硬質合金的關鍵原料，目前WC的傳統工藝制備工藝是氧化鎢氫還原-碳化法。氧化鎢在不同工藝條件下氫還原成粒度不同的鎢粉，鎢粉與碳黑混合均勻后再經碳化和破碎得到不同粒度級別的WC粉。眾所周知，隨著鎢粉粒度的降低，其生產成本大幅增加，因為鎢粉粒度降低必須采用低的裝舟量、大的氫氣流量、氫氣的含水量極低；而采用中粗顆粒的鎢粉，傳統工藝最終難以制備得到細晶粒WC。傳統工藝制備細晶粒碳化鎢粉需要生產成本比較高的細顆粒鎢粉；同時，一種級別的細鎢粉只能生產一種級別的細晶粒碳化鎢粉，因此，生產不同級別的細晶粒碳化鎢粉，細鎢粉的品種相應增多，增加了生產和質量管理的難度。

發明內容

本發明的目的是提供一種采用中粗顆粒鎢粉制備細晶粒WC的方法，解決目前細顆粒鎢粉制備細晶粒WC成本高的問題。

本發明這種采用中粗顆粒鎢粉制備細晶粒WC的方法，包括以下步驟：

將中粗顆粒的鎢粉、金屬氧化物和炭黑進行混合，球磨混合后，裝入石墨舟皿，進行多階段碳化，碳化完畢后，進行第二次球磨和過篩，得到細晶粒WC混合粉末。

所述的中粗顆粒的鎢粉的費氏粒度為5.0μm～15.0μm；金屬氧化物為氧化鉻、氧化釩、氧化鉭和氧化鈮中的一種或多種；鎢粉、金屬氧化物和炭黑的質量比為1000:(6～30):(68～78)；球磨混合時間為2～4h，多階段碳化為兩階段碳化，碳化在非氧化氣氛下進行，第一階段碳化溫度為1400～1600℃，碳化時間為2～4h，第二階段，碳化溫度為1600～1900℃，碳化時間為1～2h；第二次球磨的球料比1:(1～3)，球磨時間為2～4h，過篩為40～60目的篩子。

所述的細晶粒WC混合粉末晶粒度的測試方法：將細晶粒的WC粉末、Co粉、成型劑和酒精，球磨后，壓坯燒結后，得到合金，測試合金中WC的晶粒度。

所述的細晶粒WC粉末、Co粉的質量比為(7～11):1；加入成型劑1～3wt％和酒精15～25wt％；球磨時間為12～24h，球料比為(2～4):1；壓坯燒結溫度為1350～1500℃。所述的測試合金中WC的晶粒度應介于1.0～2.0μm。

本發明的原理：

MxOy+(z+y)C→MxCz+yCO↑ (1)

2CO+2W＝W₂C+CO₂↑ (2)

2CO+W₂C＝2WC+CO₂↑ (3)

CO₂+C＝2CO↑ (4)