[发明专利]一种高温基WC粉末及其制备方法和应用

说明书

本发明公开高温基WC粉末的制备方法，包括以下步骤：将WO₃预处理和一次配碳，得到总含碳量13.8%~15.5%的混合物一，再压制成型进行无氢碳化处理，破碎后过筛，进行二次配碳，得到总含碳量为6.08%～6.15%的混合物二，在氢气的保护下，进行二次碳化处理，进行破碎后过筛，制得高温基WC粉末。本发明提供稳定的高温基WC粉末制备工艺，生产得到的晶粒钨粉缺陷少，粉末晶粒发育完全，制备得到的WC结晶完整性好，晶内畸变较小。生产过程中能有效保护碳化设备，防止碳化过程中产生水汽，节约了设备维护成本。

技术领域

本发明涉及硬质合金的制备方法领域，更具体地，涉及一种高温基WC粉末及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着硬质合金应用领域的不断扩展，硬质合金材质朝着超粗和超细两个方向发展，超粗硬质合金已广泛应用于矿用凿岩工具、轧辊和冲压模具领域。

硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，被誉为“工业牙齿”，广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域。随着工业水平的不断提升，人们对硬质合金的性能提出了更高要求。作为硬质合金的主要原材料WC粉末，其重要性不言而喻。传统工艺制备的WC粉的流程为：WO₃在还原炉内在低于700℃～1000℃进行H₂还原得到W粉，再将其与C黑混合均匀，在碳化炉内于1450℃～1900℃下进行高温碳化得到WC粉。受设备因素制约，其还原温度较低，其得到的W粉往往发育不完全，而这种特点无法在碳化阶段得到改变。故传统工艺制备的WC结晶完整性一般，晶内畸变较大。现有技术存在工序繁杂、工艺控制要求高、产品质量不稳定等不足。

而高温基WC具有良好的塑形特性，对于够提高硬质合金的韧性具有积极意义，由于其良好的结晶特性，硬质合金的综合性能也得到了显著提高。但高温基WC粉末制备工艺不够稳定，生产得到的晶粒钨粉缺陷多，结晶不好，畸变晶粒多；难以满足生产需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术不足，提供一种高温基WC粉末及其制备方法和应用。将WO₃进行两次配碳和两次碳化处理，可以有效保护碳化设备，防止碳化过程中产生水汽，保护了碳化设备；并且通过两次配碳和两次碳化处理使制得的WC粉末发育完全，制备得到的WC结晶完整性好，晶内畸变较小。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种高温基WC粉末的制备方法，包括以下步骤：将WO₃预处理和一次配碳，得到总含碳量13.8％～15.5％的混合物一，再压制成型进行无氢碳化处理，破碎后过筛，进行二次配碳，得到总含碳量为6.08％～6.15％的混合物二，在氢气的保护下，进行二次碳化处理，进行破碎后过筛，制得高温基WC粉末。

具体操作步骤如下：

S1.将WO₃进行预研磨处理1～4h，加入炭黑进行一次配碳；混合均匀后，按质量分数计，得到总碳含量13.8％～15.5％的混合物一；

S2.将步骤S1所述混合物一压制成型，进行无氢碳化处理，制得胚料一；

S3.将步骤S2所得胚料一进行破碎后，过80～150目金属筛网，将所得混合料进行抽样测定总碳、氧含量；

S4.将步骤S3所述混合料进行二次配碳；混合均匀后，按质量分数计，得到总碳含量为6.08％～6.15％的混合物二；

S5.将步骤S4所述混合物二进行二次碳化处理，将处理后的胚料二进行球磨破碎后，过100～180目金属筛网，制得碳化FSSS粒度为0.8μm～5.0μm的高温基WC粉末。