專利名稱：一種粗單晶碳化鎢粉體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及碳化鎢粉體的制備方法。
背景技術(shù)：
以碳化鎢為主相的硬質(zhì)合金是目前金屬切削和礦巖采掘中最廣泛使用的切削刀具。硬質(zhì)合金用粉末冶金法制造，其主要生產(chǎn)方法是把作為耐磨相的碳化鎢粉和作為粘結(jié)相的鈷粉按比例混合，壓制成型后高溫?zé)Y(jié)，再經(jīng)磨削后安裝使用。近年來國際上采礦用硬質(zhì)合金技術(shù)領(lǐng)域最顯著的技術(shù)進步之一，是發(fā)現(xiàn)粗單晶碳化鎢的“把持力”和“耐磨性”好， 可以明顯提高硬質(zhì)合金的使用壽命，因此采礦用硬質(zhì)合金都在朝著粗單晶碳化鎢硬質(zhì)合金的方向發(fā)展。目前碳化鎢粉的主要生產(chǎn)方式，是將鎢粉和碳粉混合后在有保護氣氛的高溫環(huán)境中長時間碳化，獲得晶粒尺度2 5 μ m的碳化鎢粉體，但是該生產(chǎn)方式很難形成晶粒尺度超過10 μ m的碳化鎢完整單晶粒，因此成為制約粗單晶碳化鎢礦用硬質(zhì)合金刀具生產(chǎn)的瓶頸。目前在國際市場上質(zhì)量最好的某牌號礦用硬質(zhì)合金中的粗晶碳化鎢金相形貌如附圖中圖1所示，最粗的晶粒尺度也僅有7μπι左右，而且晶形不規(guī)整，晶體缺陷較多。本發(fā)明的目的，是發(fā)明一種晶粒尺度超過7 μ m的粗單晶碳化鎢粉體制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
一種晶粒尺度超過7 μ m的粗單晶碳化鎢粉體制備方法，其制備過程是在含鎢、 碳和鐵的高溫液體中，鎢原子與碳原子經(jīng)液態(tài)擴散化合，形成大量碳化鎢晶核，在緩慢冷卻過程中，碳化鎢晶核逐步長大，形成晶粒尺度超過7 μ m的粗單晶碳化鎢，最后與鐵一起凝固，用鹽酸溶液腐蝕掉鐵后，得到純的粗單晶碳化鎢粉。


圖1是市售名牌礦用硬質(zhì)合金中的粗晶碳化鎢金相形貌。圖2是本發(fā)明方法制備的粗單晶碳化鎢金相形貌。
具體實施例方式按照重量份數(shù)，將5份鎢粉、3份氧化鐵粉、1份碳粉、1份鋁粉均勻混合，裝入底部和上部分別安裝兩個相互接觸的碳棒電極的耐火材料坩堝中，上碳棒電極可作上下運動， 通電后上電極稍微抬起引燃電弧，預(yù)熱粉末并引發(fā)放熱反應(yīng)，在化學(xué)熱和電弧加熱的共同作用下，粉末熔化成高溫液體，這時將電流緩慢降低，隨著反應(yīng)完成和電流逐步減小，溫度逐漸下降，液體中碳化鎢晶粒開始形核并長大，大多數(shù)都可長大到10 μ m以上，某些可長大到70 μ m左右，而且晶形完整，晶體缺陷較少，如附圖中圖2所示。待坩堝中的液體全部凝固冷卻到室溫后，取出凝固塊體，放入鹽酸溶液中，腐蝕掉塊體中的鐵，碳化鎢粉沉淀到容器底部，過濾后用清水漂洗，干燥后過篩，篩分出晶粒尺度超過7 μ m的粗單晶碳化鎢粉體。本發(fā)明方法的生產(chǎn)效率高，能耗小，設(shè)備簡單，操作簡便，可批量生產(chǎn)平均晶粒尺度超過7 μ m的粗單晶碳化鎢粉體。
權(quán)利要求
1. 一種粗單晶碳化鎢粉體的制備方法，其制備過程是按照重量份數(shù)，將5份鎢粉、3份氧化鐵粉、1份石墨粉、1份鋁粉均勻混合，裝入底部和上部分別安裝兩個相互接觸的碳棒電極的耐火材料坩堝中，上碳棒電極可作上下運動，通電后上電極稍微抬起引燃電弧，預(yù)熱粉末并引發(fā)放熱反應(yīng)，在化學(xué)熱和電弧加熱的共同作用下，粉末熔化成高溫液體，這時將電流緩慢降低，隨著反應(yīng)完成和電流逐步減小，溫度逐漸下降，液體中碳化鎢晶粒開始形核并長大，待坩堝中的液體全部凝固冷卻到室溫后，取出凝固塊體，放入鹽酸溶液中，腐蝕掉塊體中的鐵，碳化鎢粉沉淀到容器底部，過濾后用清水漂洗，干燥后過篩，篩分出晶粒尺度超過7 μ m的粗單晶碳化鎢粉體。
全文摘要
一種粗單晶碳化鎢粉體的制備方法，其實施過程是將鎢粉、氧化鐵粉、石墨粉和鋁粉混合，裝入安裝有碳電極的耐火材料坩堝中，電弧引發(fā)放熱反應(yīng)熔化粉末，隨著反應(yīng)完成和電流逐步減小，碳化鎢晶粒形核并長大，待全部凝固冷卻到室溫后，取出凝固塊體放入鹽酸溶液，腐蝕掉塊體中的鐵，經(jīng)漂洗干燥過篩，得到粗單晶碳化鎢粉體。本發(fā)明方法的生產(chǎn)效率高，能耗小，設(shè)備簡單，操作簡便，可批量生產(chǎn)晶粒尺度超過7μm的粗單晶碳化鎢粉體。
文檔編號C30B29/36GK102268723SQ20111017636
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者李惠琪, 李敏, 王淑峰, 遲靜 申請人:山東科技大學(xué)