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1、第23卷第2期硬质合金2006年6月Vol.23No.2CEMENTEDCARBIDEJun.2006"!!!!"!!"材!料工!艺!!"钨粉分级在粗晶碳化钨粉生产中的应用高辉(株洲硬质合金集团有限公司,湖南株洲,412000)摘要晶粒粗大且均匀的碳化钨粉一直是粗晶硬质合金制造者的迫切需要,本文通过对钨粉分级再碳化工艺的研究,有效解决粉末夹粗夹细现象,制造粗晶碳化钨粉。试验表明,此方法制造的粗晶合金结构均匀,性能优越。关键词钨粉碳化钨粉分级碳化明,产品仅含碳化钨一个相,晶粒粗大;H.C.斯达克1前
2、言股份有限公司开发了一种通过在碱金属化合物存在下对氧化钨粉末进行还原和碳化处理,生产超粗粒粗晶WC-Co系列合金具有高硬度和高韧性,单晶碳化钨及由此制备的硬质金属。被广泛应用于矿山凿岩工具、石油钻采工具、冲压模以上部分方法生产的粗颗粒碳化钨粉普遍存在具、耐磨耐腐蚀零件、耐高温高压、金属压力加工工粒度不均匀,结晶不完整,细颗粒比较多,粒度分布具、钢材轧制用辊环、硬面材料等方面。随着中国经范围宽;部分方法对设备要求高或对环境影响大。大济的迅速发展,硬质合金耐磨材料的应用范围日益量资料论述了WC粉末微观
3、结构同原生W粉间存扩大。在继承性,W粉的形态与结构直接影响WC的特传统制造粗颗粒碳化钨粉工艺主要为钼丝炉高性。本文主要是探讨在工业生产中将粗颗粒粉末进温还原和碳管炉高温碳化;90年代主要为氧化钨掺行分级处理,制取优质粗晶WC粉。杂中温还原和高温碳化,此工艺可生产30μm～40μm左右粗颗粒碳化钨粉;添加钴、镍高温碳化,2试验方法获取特粗碳化钨粉;美国kennametallnc公司开发铝热法生产碳化钨和俄罗斯化学工艺研究院开发了钨2.1钨粉制备精矿的“炉外”铝热还原法,直接从钨精矿生产碳化2.1.1
4、将符合国标的蓝色氧化钨在四管推进式还原钨,其方法得到的金属相含碳化钨X光衍射分析证炉按照一定还原工艺参数制取W粉,其粒度控制在图1旋风分级机流程图作者简介:高辉,男(1973-),工程师,就职于株洲硬质合金有限责任公司。第2期高辉:钨粉分级在粗晶碳化钨粉生产中的应用·93·表1分级前后钨粉性能批号Fsss(μm)O(%)Fe(%)D10(μm)D50(μm)D90(μm)径距A8.000.030.01014.48431.70764.7371.59A110.300.030.0138.27215.73
5、031.7271.49A25.080.030.0114.2989.39917.2711.38A2)(%A1积体A粒度(μm)图2分级前后钨粉的马尔文粒度分布曲线AA2A1图3分级前后钨粉的扫描电镜照片(SEM)×10007μm～9μm范围内。然后采用旋风分级机(见图1)进行处理,将粉末分为3种不同规格,分析分级前后W粉末性能(分级后微粉粒度级别的粉末比较少,不进行分析)。2.1.2将分级后不同级别粉末分别配炭,在同一条件下碳化、球磨制取碳化钨粉,进行粉末性能分析。2.1.3将WC粉末制取WC-15
6、%Co合金,进行性能分析。2.2检测仪器采用JSM-5600LV型电子扫描电镜观察粉末形貌和合金金相结构。采用马尔文激光粒度分布仪检图4还原钨粉的颗粒形貌(SEM)×1000测粉末粒度分布。后钨粉(根据生产实际,主要选取粗粉和细粉,粗粉批号为A1,细粉批号为A2)其分析结果见表1。3试验结果与讨论从分析结果表1、图2、图3来看,在不破坏粉末内部结构的前提下,通过分级处理,能将原始W粉3.1分级前后钨粉物理性能和形貌对比中部分细颗粒部分分离开来,粉末团聚现象减少。相选定分级机工艺参数,将四管推进式还
7、原炉制取比原始粉末A,分级后A1粉末颗粒比较均匀,费氏的W粉进行分级处理,分级前钨粉(批号为A)和分级粒度增高,粒度分布变窄,其正态分布得到很好优·94·硬质合金第23卷表2不同级别钨粉所制取碳化钨粉末性能W批号WWCFsss(μm)Fsss(μm)C(%)cbc(%)Fe(%)D10(μm)D50(μm)D90(μm)径距A25.267.826.150.030.0155.24014.48731.3451.80A110.3013.006.170.060.0159.15616.94029.5861.
8、21图5不同级别W粉所制取碳化钨粉马尔文粒度分布曲线粗级部分细级部分图6不同分级级别W粉所制取碳化钨粉扫描电镜(SEM)×1000表3分级前后钨粉所制取碳化钨粉性能WC性能合金性能批号WCFsssCcbcFeD10D50D90强度硬度密度合金晶粒径距(μm)(%)(%)%)(μm)(μm)(μm)(MPa)(HRA)(g/cm3)分布A9.506..180.060.018.80617.94931.8861.29284085.513.96最大18μm,最小1μm,平均5μmA113.
