[发明专利]一种钨-钛-钴系硬质合金用WC-TiC固溶体粉末的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种钨-钛-钴系(YT)硬质合金用WC-TiC固溶体粉末的制备方法，属于硬质合金生产技术领域。

背景技术：

钨钛钴系硬质合金(YT)是由WC-TiC固溶体粉末和粘接相金属Co所组成的。在WC-TiC体系中，TiC不溶于WC中；而WC在TiC中有很大的溶解度，这是由于有TiC存在时WC的六方晶格转变为立方晶格之故。当温度为1500℃时，WC在TiC中的溶解度为68～69％。在WC-TiC-Co合金（如YT5、YT14、YT15、YT30）生产中，往往采用在烧结温度（1480～1560℃）下呈饱和状态的TiC-WC固溶体，这种固溶体在烧结时既不分解，又不继续溶解WC，因而易于控制合金中WC相的晶粒度；WC-TiC的不饱和固溶体由于有较高的显微硬度和抗氧化能力，可提高合金硬度和切削寿命系数，故在合金生产中也经常采用。但过饱和固溶体一般不宜采用，因为在烧结时，过饱和固溶体会分解析出粗大的沿着同一方向伸长的ＷＣ晶体，降低了合金的耐磨性。故本发明只是针对饱和与不饱和WC-TiC固溶体粉末的制备工艺而言。

生产实践证明，对于WC-TiC固溶体粉末的基本要求是：粒度要小而均匀、纯度要高、固溶度要高、游离碳要低、氧含量及其他杂志含量要低、化合碳要符合要求等等。这些要求在粉末制备工艺上很多就是互相矛盾的：譬如，为了保证WC-TiC固溶体粉末纯度高、固溶度高、游离碳低、氧含量及其他杂志含量要低的要求，WC-TiC的还原、碳化作业温度就要求尽可能的高；但这样一来，WC-TiC粉末的粒度必然会增粗，满足不了微细粉末的要求。如果降低还原、碳化作业的温度，可以制得粒度小的粉末，但粉末的纯度、固溶度、游离碳、氧含量及其他杂志含量等都不能满足合金生产要求。这就是现有WC-TiC固溶体粉末制备工艺难以控制、产品质量不稳定的原因所在。

发明内容：

为解决现有WC-TiC固溶体粉末制备工艺难以控制、产品质量不稳定的技术难题，本发明提供一种采用钨酸钠溶液和硫酸钛溶液为原料，通过钨、钛液相热水解共沉积、煅烧、还原-碳化一体化工艺，制备钨-钛-钴系(YT)硬质合金用WC-TiC固溶体粉末的方法。

本发明一种钨-钛-钴系(YT)硬质合金用WC-TiC固溶体粉末的制备方法，其实施方案为：

按W与Ti的质量比为46-66：23.5-40.5，配取钨酸钠和硫酸钛做为原料，将所配取的原料通过水解共沉积后过滤，煅烧滤渣得到氧化钨与氧化钛的混合产物，按120～125公斤混合产物加入35～43公斤炭黑的比例，将炭黑加入到混合产物中混合均匀后，在1900～2000℃进行还原-碳化处理，得到钨-钛-钴系(YT)硬质合金用WC-TiC固溶体粉末，所述煅烧的温度为750～850℃。

本发明一种钨-钛-钴系(YT)硬质合金用WC-TiC固溶体粉末的制备方法，所述水解共沉积是：在80～90℃，将配取的钨酸钠和硫酸钛配成溶液后混合、搅拌直至反应完全；所述钨酸钠溶液中W的浓度为79.2～158.6g/L，换算成WO₃的浓度则为100～200g/L；所述硫酸钛溶液中Ti的浓度为113.8～161.85g/L，换算成TiO₂的浓度为190～270g/L；

所述水解共沉积按下述反应式进行：

Na₂WO₄+Ti(SO₄)₂+(x+1)H₂O→WO₃·TiO₂·xH₂O↓+Na₂SO₄+H₂SO₄

Na₂WO₄+TiOSO₄+xH₂O→WO₃·TiO₂·xH₂O↓+Na₂SO₄

本发明一种钨-钛-钴系(YT)硬质合金用WC-TiC固溶体粉末的制备方法，过滤后，滤渣用60-70℃的热水洗涤至中性，并干燥、脱水。

本发明一种钨-钛-钴系(YT)硬质合金用WC-TiC固溶体粉末的制备方法，将炭黑加入到混合产物中后，在双锥混料器混合4～8小时。