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《武汉理工大学》 2005年
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超细碳化钨基硬质合金粉末及材料的直接还原碳化技术

易忠来  
【摘要】:WC硬质合金由于其特殊的耐磨蚀、高硬度、优良的断裂韧性和抗压强度使它们在切削工具、模具、矿山工具及耐磨零部件等领域得以广泛应用。随着超细/纳米晶硬质合金的发展,该合金又被广泛用于制造印刷电路板微型钻头、点阵打印机打印针头、难加工材料刀具及精密工模具等。WC硬质合金性能的提高主要在于晶粒粒度的减小,其关键技术在于原料粉末的制各及合金的烧成。 直接还原碳化技术是工业化生产超细硬质合金原料粉末的先进技术,具有反应温度低、工艺简单、生产成本低、产品性能优异的优点,具有诱人的应用前景。 本研究通过喷雾干燥制得氧化物前驱体粉末,氧化物前驱体粉末经灼烧得到氧化物复合粉末,氧化物复合粉末配碳球磨后直接还原碳化,制得超细WC-Co复合粉末:偏钨酸铵AMT((NH)_6(H_2W_(12)O_(40))·4H_2O)经灼烧制得WO_3粉末,WO_3与适量的碳黑混合球磨后直接还原碳化制得超细WC粉末;以制得的两种WC基硬质合金粉末为原料制得了硬质合金。 用XRD、SEM、TEM、BET、碳硫测定仪、硬质合金磁力及磁饱和测试仪、材料力学测试系统等对制得的WC基粉末及材料进行了表征及测试。 实验结果表明:喷雾干燥制得的钨钴氧化物复合粉末呈球形,Co源采用Co(NO_3)_2时得到的粉末由粒径在5~20μm的空心球体组成,当Co源采用CoCO_3时得到的粉末由粒径在10~50μm的实心球体组成;灼烧后到氧化物复合粉末由CoWO_4和WO_3组成;球磨后因钴源不同引起的差异可以完全消除。 在管式炉N_2气氛下、在900℃直接还原碳化2h可以得到无缺碳相的WC-Co复合粉末,但所得粉末游离碳较高,不能满足硬质合金生产的要求;这种工艺中所得产物对原料配碳量十分敏感。 在真空炉中经过900℃/2h+1000℃/2h二次还原碳化可制得总碳5.75%wt,游离碳0.05%wt,氧含量0.05%wt的WC-Co复合粉末,该粉末的BET平均粒径为0.37μm;该粉末能够满足硬质合金生产的要求;二次碳化能够降低完全碳化的温度,能够在较低的温度下使碳化更完全:直接还原碳化制备WC-Co复合粉末的反应机理为:CoWO_4+WO_3+C→W_2C+η+WC→η+WC→WC+Co;
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TF124

【引证文献】
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【参考文献】
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