[发明专利]超细碳化钨粉及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种超细碳化钨粉及其制备方法与应用，其中，该方法包括：(1)将钨酸铵溶液和含铬溶液混合后进行喷雾造粒，以便得到掺铬前驱体粉末；(2)将掺铬前驱体粉末进行煅烧，以便得到掺铬氧化钨；(3)将掺铬氧化钨在氢气气氛下进行还原，以便得到掺铬钨粉；(4)将掺铬钨粉与炭黑和酒精混合后进行喷雾造粒；(5)将步骤(4)得到的混合料在氢气气氛下进行碳化，以便得到超细碳化钨粉。由此，采用该方法来制备超细碳化钨粉，可以有效解决传统工业生产中晶粒长大抑制剂局部掺杂不均匀、配碳不均匀以及球磨配碳易引入杂质的问题，从而得到性能优异的超细碳化钨粉。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种超细碳化钨粉及其制备方法与应用。

背景技术

超细晶硬质合金因同时具备高硬度、高强度的优异性能，近年来广泛应用于航天航空、耐磨材料、新能源和电子通讯等领域。超细晶硬质合金制备的一个重要关键点在于高品质超细碳化钨粉的获得。目前，加入晶粒长大抑制剂是制备超细碳化钨粉的一种常规且有效的方法，传统工业生产一般采用“WC/W+掺杂剂”的固-固掺杂工艺，但固-固掺杂容易出现局部掺杂不均匀，在液相烧结时会导致WC不均匀长大，甚至出现晶粒异常长大的现象。

其次，配碳工艺对超细碳化钨粉的制备也存在着至关重要的影响，配碳工艺直接影响W+C混合料均匀性，进而影响WC的质量。传统配碳方法主要采用W粉和炭黑固-固混合的方式进行，这种配碳方式存在耗时、易带入杂质和配碳混合不均匀等问题，最终会影响WC粉的产品质量。

因此，现有的超细碳化钨粉的制备技术有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种超细碳化钨粉及其制备方法与应用，采用该方法来制备超细碳化钨粉，可以有效解决传统工业生产中晶粒长大抑制剂局部掺杂不均匀、配碳不均匀以及球磨配碳易引入杂质的问题，从而得到性能优异的超细碳化钨粉。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备超细碳化钨粉的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

(1)将钨酸铵溶液和含铬溶液混合后进行喷雾造粒，以便得到掺铬前驱体粉末；

(2)将所述掺铬前驱体粉末进行煅烧，以便得到掺铬氧化钨；

(3)将所述掺铬氧化钨在氢气气氛下进行还原，以便得到掺铬钨粉；

(4)将所述掺铬钨粉与炭黑和酒精混合后进行喷雾造粒；

(5)将步骤(4)得到的混合料在氢气气氛下进行碳化，以便得到超细碳化钨粉。

根据本发明实施例的制备超细碳化钨粉的方法，通过将钨酸铵溶液和含铬溶液混合后进行喷雾造粒，即本申请采用液-液掺杂晶粒长大抑制剂的方式，其相比传统固-固掺杂能使掺杂元素与钨元素实现分子级均匀混合，从而可以避免在液相烧结时会出现碳化钨晶粒异常长大的情况；再将掺铬前驱体粉末进行煅烧，即可得到掺铬氧化钨；并将掺铬氧化钨在氢气气氛下进行还原，即可得到掺铬钨粉；然后将掺铬钨粉与炭黑和酒精混合后进行喷雾造粒，通过采用喷雾造粒的配碳方式，相比传统球磨配碳可以更加精确控制配碳量，且配碳更加均匀，不会引入杂质，从而可以得到钨粉和炭黑混合均匀的粉末；最后将钨粉和炭黑混合均匀的粉末在氢气气氛下进行碳化，即可得到超细碳化钨粉。由此，采用本申请的方法来制备超细碳化钨粉，可以有效解决传统工业生产中晶粒长大抑制剂局部掺杂不均匀、配碳不均匀以及球磨配碳易引入杂质的问题，从而得到性能优异的超细碳化钨粉。

另外，根据本发明上述实施例的制备超细碳化钨粉的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述钨酸铵溶液的浓度以WO₃计为100～300g/L；所述含铬溶液的浓度为100～200g/L。