[发明专利]一种采用中粗颗粒钨粉制备细晶粒WC粉的方法

说明书

本发明公开了一种采用中粗颗粒钨粉制备细晶粒WC的方法，包括以下步骤：将中粗颗粒的钨粉、金属氧化物和炭黑进行混合，球磨混合后，装入石墨舟皿，进行多阶段碳化，碳化完毕后，进行第二次球磨和过筛，得到细晶粒WC混合粉末。本发明的方法是采用中粗颗粒的钨粉，无需采用低的装舟量，可节省大量的生产成本。本发明的方法中采用了多阶段的碳化工艺以及惨杂了金属氧化物，有效确保钨粉完全转化成碳化钨粉，也有效的降低了WC粉末的晶粒度。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种采用中粗颗粒钨粉制备细晶粒WC的方法。

背景技术

细晶粒硬质合金广泛用于耐磨、耐腐蚀和耐压等领域，例如，园珠笔芯、柱钉、顶锤、密封环等。细晶粒硬质合金是指其WC的平均晶粒度为1.0～2.0μm。细晶粒碳化钨粉是制备细晶粒硬质合金的关键原料，目前WC的传统工艺制备工艺是氧化钨氢还原-碳化法。氧化钨在不同工艺条件下氢还原成粒度不同的钨粉，钨粉与碳黑混合均匀后再经碳化和破碎得到不同粒度级别的WC粉。众所周知，随着钨粉粒度的降低，其生产成本大幅增加，因为钨粉粒度降低必须采用低的装舟量、大的氢气流量、氢气的含水量极低；而采用中粗颗粒的钨粉，传统工艺最终难以制备得到细晶粒WC。传统工艺制备细晶粒碳化钨粉需要生产成本比较高的细颗粒钨粉；同时，一种级别的细钨粉只能生产一种级别的细晶粒碳化钨粉，因此，生产不同级别的细晶粒碳化钨粉，细钨粉的品种相应增多，增加了生产和质量管理的难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用中粗颗粒钨粉制备细晶粒WC的方法，解决目前细颗粒钨粉制备细晶粒WC成本高的问题。

本发明这种采用中粗颗粒钨粉制备细晶粒WC的方法，包括以下步骤：

将中粗颗粒的钨粉、金属氧化物和炭黑进行混合，球磨混合后，装入石墨舟皿，进行多阶段碳化，碳化完毕后，进行第二次球磨和过筛，得到细晶粒WC混合粉末。

所述的中粗颗粒的钨粉的费氏粒度为5.0μm～15.0μm；金属氧化物为氧化铬、氧化钒、氧化钽和氧化铌中的一种或多种；钨粉、金属氧化物和炭黑的质量比为1000:(6～30):(68～78)；球磨混合时间为2～4h，多阶段碳化为两阶段碳化，碳化在非氧化气氛下进行，第一阶段碳化温度为1400～1600℃，碳化时间为2～4h，第二阶段，碳化温度为1600～1900℃，碳化时间为1～2h；第二次球磨的球料比1:(1～3)，球磨时间为2～4h，过筛为40～60目的筛子。

所述的细晶粒WC混合粉末晶粒度的测试方法：将细晶粒的WC粉末、Co粉、成型剂和酒精，球磨后，压坯烧结后，得到合金，测试合金中WC的晶粒度。

所述的细晶粒WC粉末、Co粉的质量比为(7～11):1；加入成型剂1～3wt％和酒精15～25wt％；球磨时间为12～24h，球料比为(2～4):1；压坯烧结温度为1350～1500℃。所述的测试合金中WC的晶粒度应介于1.0～2.0μm。

本发明的原理：

MxOy+(z+y)C→MxCz+yCO↑ (1)

2CO+2W＝W₂C+CO₂↑ (2)

2CO+W₂C＝2WC+CO₂↑ (3)

CO₂+C＝2CO↑ (4)