[发明专利]超细碳化钨粉及其制备方法和硬质合金

说明书

本发明公开了一种超细碳化钨粉及其制备方法和硬质合金，该方法包括：(1)将紫钨在氢气气氛下进行还原，以便得到超细钨粉；(2)将所述超细钨粉进行钝化处理；(3)将步骤(2)得到的钝化超细钨粉与炭黑和抑制剂混合进行碳化，以便得到碳化钨块；(4)将所述碳化钨块进行破碎，以便得到超细碳化钨粉，其中，所述紫钨的比表面积为3.0～3.8msupgt;2/supgt;/g。由此，该方法可以制备出BET≥3.0msupgt;2/supgt;/g的超细碳化钨粉。

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种超细碳化钨粉及其制备方法和硬质合金。

背景技术

纳米/超细晶粒硬质合金具有普通硬质合金不可比拟的优越性能，其满足现代加工工业以及特种应用领域对新材料加工要求的能力得到大幅提高。纳米/超细结构硬质合金因其具备高耐磨性、高韧性的特点，被广泛应用于制造适应高负荷、高应力磨损、锐利、刚性好的工具和模具，如印刷电路板(PCB)微钻、V-CUT刀、铣刀等。

纳米/超细晶粒硬质合金的主要原料为超细碳化钨粉，而碳化钨粉的质量主要受超细钨粉及氧化钨质量的影响。研究表明，紫钨由大量不规则的针状或棒状晶须组成，晶须之间互相交错搭成拱桥的形状造成很多连通孔隙，其优良的透气性能决定了紫钨是目前最适合生产超细碳化钨的原料。主要工艺流程为：以三氧化钨为原料，在还原性气氛中制备紫钨及超细钨粉，配入适量的炭黑，混合均匀后，在钼丝炉中进行碳化，所得碳化钨料块经气流破碎后制得超细碳化钨粉。其中常规三氧化钨比表面积一般较小，孔隙度低，透气性较差，不利于还原反应的进行，紫钨形貌难以得到稳定控制，从而导致后续制备的超细碳化钨中存在较多异常长大颗粒，BET难以达到3.0m²/g以上。

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和硬质合金，该方法可以制备出BET≥3.0m²/g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)将紫钨在氢气气氛下进行还原，以便得到超细钨粉；

(2)将所述超细钨粉进行钝化处理；

(3)将步骤(2)得到的钝化超细钨粉与炭黑和抑制剂混合进行碳化，以便得到碳化钨块；

(4)将所述碳化钨块进行破碎，以便得到超细碳化钨粉；

其中，所述紫钨的比表面积为3.0～3.8m²/g。

根据本发明实施例的制备超细碳化钨粉的方法，首先将比表面积为3.0～3.8m²/g的紫钨在氢气气氛下进行还原得到超细钨粉。由于超细钨粉活性很高，容易自燃，因此需对超细钨粉进行钝化处理以便得到钝化超细钨粉，从而提高后续碳化反应的安全性；然后将钝化超细钨粉与炭黑和抑制剂混合，其中，钝化超细钨粉和炭黑发生碳化反应，抑制剂能够进一步降低超细钨粉的活性，从而达到抑制碳化钨长大的目的；经高温烧结后得到碳化钨块，最后将碳化钨块进行破碎，即可得到超细碳化钨粉。由此，通过采用本申请的方法可以制备出BET≥3.0m²/g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，所述紫钨采用下述方法制备得到：将氧化钨炉头粉在富氧气氛下进行低温煅烧，以便得到三氧化钨；将所述三氧化钨在还原气氛下进行高温还原煅烧，以便得到紫钨，其中，所述氧化钨炉头粉包括三氧化钨、仲钨酸铵和中间氧化钨。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述还原过程中，氢气流量为40～60m³/h，时间为4～6h。