[发明专利]一种液相还原制备超细硬质合金用复合粉的方法

说明书

本发明属于硬质合金及材料冶金领域，具体公开了一种液相还原制备超细硬质合金用复合粉的方法。该方法以有机钴盐和碳化钨粉为原料，通过液相还原，实现硬质合金用WC‑Co复合粉的可控制备。在有机钴盐溶液中加入超细活化碳化钨粉和分散剂，搅拌状态下加入液相还原剂和分散剂，直接得到金属钴粉，并附着在碳化钨粉末上和分散于其中，得到均匀的WC‑Co复合沉淀，经喷雾干燥得到WC‑Co复合粉末，用于超高性能硬质合金产品的生产。该方法制备流程简捷，粘结相分布均匀、钴含量和粒度易于控制，可满足不同硬质合金产品生产对原料的要求。

技术领域

本发明属于硬质合金及材料冶金领域，更具体的，涉及一种液相还原制备超细硬质合金用复合粉的方法。

背景技术

WC/Co硬质合金材料广泛应用于机械加工、电子轻纺、国防军工和地质冶金等领域。目前WC/Co硬质合金生产方法是将碳化钨与钴粉进行固固球磨混合，获得碳化钨-钴混合料，通过压制烧结成型。这种方法中碳化钨和钴难以混合均匀，影响硬质合金产品的性能，使控制钴池形成为生产中共性难题。随着超细和低钴化硬质合金的发展，对碳化钨与钴混合要求更高。传统的碳化钨-钴复合粉生产方法已难以满足需求，多项固液、液液的碳化钨-钴复合粉生产方法被研究。

在固液混合方面，中国专利CN103056376A和中国CN102198514A以废硬质合金为原料，经氧化、破碎后与水溶性渗碳球化剂混合，配制成混合水溶液，经快速喷雾干燥、还原合成和调碳，得到碳化钨钴复合粉末，该方法流程长、容易引入杂质、处理对象单一。中国专利CN102198514A则是采用钴盐甲醇溶液和碳化钨粉进行混合得到面状胶泥，进而还原得到碳化钨钴复合粉，有机体系限制了高钴含量复合粉的制备。

在液液混合方面，中国专利CN201010104957、中国专利CN103056382A、中国CN103056377A、中国专利CN105290413A和文章《超细晶碳化钨-钴复合粉短流程制备工艺研究》均以液态钨盐和钴盐混合得到水溶液，经喷雾干燥来制备钨钴氧化物复合粉，再碳化成碳化金属-钴复合粉，这是目前研究较多的方法，但在碳化过程中容易带入杂质、还原和碳化不完全，工艺流程较复杂，碳化过程中容易引入杂质，目前尚无很好应用。

同时，在生产过程中，Co包裹粉在WC颗粒表面的均匀覆盖，可实现了WC和Co的均匀分布，在球磨过程中包裹层对WC颗粒起到保护作用。因此，保证WC颗粒的完整性，对生产超高性能硬质合金产品具有重要意义。

综上所述，目前的固固生产工艺存在钴偏析而发生钴池问题，固液和液液都尚无形成简捷、通用性的WC-Co均匀粉生产，以解决高性能硬质合金生产的原料问题。

发明内容

针对当前WC-Co均匀化复合粉末生产技术的难题，本发明提出了一种液相还原制备超细硬质合金用复合粉的方法，该方法采用液相还原法，以超细活化碳化钨粉为原料、在有机钴溶液中直接还原实现均匀的钴沉积，并分散于活性WC颗粒中，实现超均匀WC-Co复合粉的生产，以期实现超均匀WC-Co复合粉末的经济高效、可控稳定生产。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种液相还原制备超细硬质合金用复合粉的方法，包括以下步骤：

S1.活化：选取原料为超细碳化钨粉，在球磨机中球磨活化后得到活化碳化钨粉；

S2.分散液制备：取有机钴盐制备成钴含量为10～45g/L的钴前驱液，在搅拌状态下向钴前驱液中加入分散剂，待完全溶解或分散后再按液固比2：1～8：1加入步骤S1所得活化后的碳化钨粉，保持搅拌使固液均匀化分散，得分散液；

S3.液相还原：调整步骤S2所得分散液温度为50～90℃，在搅拌状态下以2.0～10.0mL/min每升钴溶液的速度加入还原剂进行液相还原反应；反应完全后继续搅拌陈化一段时间，喷雾干燥得到WC-Co复合粉。