[发明专利]纳米碳化钨－钴－碳化钛－碳化钒硬质合金的制造方法及设备

权利要求书

1.一种纳米碳化钨-钴-碳化钛-碳化钒硬质合金的制造方法，包括氢还原反应，碳化反应，其特征在于采用以下工艺步骤：

a)按设定的纳米WC-Co-TiC-VC硬质合金的组份，该合金中WC、Co、TiC、VC含量的重量百分比分别为58～90、4～10、5～30、0.1～1.2，取相应W含量的WO₃纳米粉体，Co含量的CoO纳米粉体，Ti含量的TiO₂纳米粉体，V含量的V₂O₅纳米粉体，进行均匀混合；

b)将上述混合物置于石英管1中的石英舟2内，抽真空排除石英管内氧气；

c)通入氢气还原，氢气纯度为99.99％，通氢气时间为1-3小时，得到金属W、Co、Ti、V纳米粉体；

d)关闭氢气，向石英管中充入高纯乙炔C₂H₂气体碳化金属W、V、Ti纳米粉体，碳化温度为500-950℃，碳化时间为0.5-3小时，获得WC-Co-TiC-VC纳米复合粉体。

e)采用真空热压和烧结工艺，制成WC-Co-TiC-VC纳米硬质合金块体材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：向石英管中充入高纯乙炔C₂H₂气体碳化金属W、Ti、V纳米粉体，碳化温度为600-900℃，碳化时间为1-2小时。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：氢还原反应可以采用喷雾干燥技术，碳化工艺可以在硫化床中进行。

4.一种实施权利要求1方法的专用设备，其特征在于：该设备由石英管(1)、石英舟(2)、电加热器(3)、热电偶(4)、温度控制器(5)、充气通道(6)、排气管道(7)构成，其中石英管(1)布置在电加热器(3)中，盛有WO₃、CoO、TiO₂、V₂O₅纳米粉体混合物的石英舟(2)置于石英管(1)内，热电偶(4)布置在石英管(1)外侧，且与温度控制器(5)连接，石英管(1)的一端接充气通道(6)，该通道分别通过阀门、流量计与氢气源、C₂H₂气源接通，其另一端接排气管道(7)。