一种碳化钨和钨的复合粉末及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热喷涂涂层材料技术领域，尤其涉及一种碳化钨和钨的复合粉末及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，碳化钨或碳化二钨是常用的金属陶瓷耐磨材料，在热喷涂领域，以碳化钨或碳化二钨为硬质耐磨相的金属陶瓷喷涂材料广泛应用于各种耐磨工况条件下。
[0003]但在热喷涂或喷焊过程中，由于喷涂温度较高，碳化钨易分解生成碳化二钨，进而由于周围金属粘结相的存在而生成η相(C03W3CX06W6C等)，11相不仅降低了涂层的硬度还严重降低了涂层的韧性，η相的生成是由于碳在金属中的扩散引起，如何抑制碳在喷涂或喷焊中的扩散成为提高涂层韧性的关键。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种碳化钨和钨的复合粉末及其制备方法，利用该方法可在碳化钨表面形成一层连续稳定的金属钨层，在喷涂或喷焊过程中防止η相的生成，有效提高涂层的初性。
[0005]—种碳化钨和钨的复合粉末，所述复合粉末以碳化钨为核心，钨分布在所述碳化钨的表面形成完整的包覆层；
[0006]且钨层的厚度为所述碳化钨核心颗粒直径的1?5%。
[0007]所述碳化钨核心颗粒的直径范围为:1?200微米；
[0008]且钨层的厚度范围为0.05?5微米。
[0009]本发明还提供了一种碳化钨和钨的复合粉末的制备方法，所述方法包括:
[0010]将碳化钨粉末至于惰性气体环境下；
[0011 ] 然后通入摩尔比为1?5%的氧气，并加热至300?800°C，保温5?30分钟，使得碳化钨表面脱碳形成钨和氧化钨的混合物；
[0012]再通入氢气作为还原剂，通入量为0.5?4m3/h，并加热至600?800°C，保温1?2小时；
[0013]然后再加热至1100?1500°C，保温10?30分钟，获得表面为钨的碳化钨复合粉末。
[0014]所述惰性气体为:不与碳化钨发生化学反应的气体及气体组合；
[0015]具体包括:氮气或氩气。
[0016]将所述碳化钨替换为碳化二钨。
[0017]由上述本发明提供的技术方案可以看出，利用该方法可在碳化钨表面形成一层连续稳定的金属钨层，在喷涂或喷焊过程中防止η相的生成，有效提高涂层的韧性。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0019]图1为本发明实施例所提供碳化钨和钨的复合粉末的制备方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0021 ]本发明实施例所述的制备方法通过在碳化钨(或碳化二钨)表面生成一层钨层，形成碳化钨/钨的复合粉末，并以此为喷涂、喷焊原材料，以解决碳化钨(或碳化二钨)在热喷涂、喷焊过程中易生成η相的问题。
[0022]本发明实施例所提供的碳化钨和钨的复合粉末以碳化钨为核心，钨分布在所述碳化钨的表面形成完整的包覆层；
[0023]且钨层的厚度为所述碳化钨核心颗粒直径的1?5%。
[0024]具体实现中，该碳化钨核心颗粒的直径范围为:1?200微米;且钨层的厚度范围为
0.05?5微米。
[0025]如图1所示为本发明实施例所提供碳化钨和钨的复合粉末的制备方法流程示意图，所述方法包括:
[0026]步骤11:将碳化钨粉末至于惰性气体环境下；
[0027]这里，所述惰性气体为:不与碳化钨发生化学反应的气体及气体组合；
[0028]具体可以包括:氮气或氩气。
[0029]步骤12:然后通入摩尔比为1?5%的氧气，并加热至300?800°C，保温5?30分钟，使得碳化钨表面脱碳形成钨和氧化钨的混合物；
[0030]步骤13:再通入氢气作为还原剂，通入量为0.5?4m3/h，并加热至600?800°C，保温1?2小时；
[0031]在该步骤中，该氢气也可用其他还原性气体代替，如分解氨、一氧化碳等。
[0032]步骤14:然后再加热至1100?1500°C，保温10?30分钟，获得表面为钨的碳化钨复合粉末。
[0033]在具体实现中，上述的碳化钨也可以替换为碳化二钨。
[0034]下面以具体的实例对上述制备方法的工艺过程进行详细描述:
[0035]实施例1、首先将颗粒粒度d5Q=10微米的碳化钨置于氮气、氧气混合气体中，其中氧气占气体总量的1.5%，加热至350°C，保温10分钟；
[0036]然后通入氢气，氢气流量:0.5m3/h，加热至630°C，保温1小时；
[0037]再升高至1100°C，保温10分钟，获得表面包覆了钨层的碳化钨粉末，钨层厚度约为
0.3微米。
[0038]实施例2、首先将颗粒粒度d5Q= 60微米的碳化钨/碳化二钨共晶粉末置于氮气、氧气混合气体中，其中氧气占气体总量的5%，加热至800°C，保温15分钟；
[0039]然后通入氢气，氢气流量:2m3/h，加热至780°C，保温1.5小时；
[0040]再升高至1300°C，保温30分钟，获得表面包覆了钨层的碳化钨粉末，钨层厚度约为1.5微米。
[0041]实施例3、首先将颗粒粒度d5o= 2微米的碳化钨粉末置于氮气、氧气混合气体中，其中氧气占气体总量的2%，加热至300°C，保温10分钟；
[0042]然后通入氢气，氢气流量:4m3/h，加热至720°C，保温1小时；
[0043]再升高至i150°C，保温30分钟，获得表面包覆了钨层的碳化钨粉末，钨层厚度约为
0.1微米。
[0044]综上所述，利用本发明实施例所提供的方法可在碳化钨表面形成一层连续稳定的金属钨层，在喷涂或喷焊过程中防止η相的生成，有效提高涂层的韧性。
[0045]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种碳化钨和钨的复合粉末，其特征在于，所述复合粉末以碳化钨为核心，钨分布在所述碳化钨的表面形成完整的包覆层； 且钨层的厚度为所述碳化钨核心颗粒直径的1?5%。2.如权利要求1所述碳化钨和钨的复合粉末，其特征在于， 所述碳化钨核心颗粒的直径范围为:1?200微米； 且钨层的厚度范围为0.05?5微米。3.一种碳化钨和钨的复合粉末的制备方法，其特征在于，所述方法包括: 将碳化钨粉末至于惰性气体环境下； 然后通入摩尔比为1?5%的氧气，并加热至300?800°C，保温5?30分钟，使得碳化钨表面脱碳形成钨和氧化钨的混合物； 再通入氢气作为还原剂，通入量为0.5?4m3/h，并加热至600?800°C，保温1?2小时； 然后再加热至1100?1500°C，保温10?30分钟，获得表面为钨的碳化钨复合粉末。4.根据权利要求3所述碳化钨和钨的复合粉末的制备方法，其特征在于， 所述惰性气体为:不与碳化钨发生化学反应的气体及气体组合； 具体包括:氮气或氩气。5.根据权利要求3所述碳化钨和钨的复合粉末的制备方法，其特征在于， 将所述碳化钨替换为碳化二钨。
【专利摘要】本发明公开了一种碳化钨和钨的复合粉末及其制备方法，首先将碳化钨粉末至于惰性气体环境下；然后通入摩尔比为1～5％的氧气，并加热至300～800℃，保温5～30分钟，使得碳化钨表面脱碳形成钨和氧化钨的混合物；再通入氢气作为还原剂，通入量为0.5～4m3/h，并加热至600～800℃，保温1～2小时；然后再加热至1100～1500℃，保温10～30分钟，获得表面为钨的碳化钨复合粉末。利用该方法可在碳化钨表面形成一层连续稳定的金属钨层，在喷涂或喷焊过程中防止η相的生成，有效提高涂层的韧性。
【IPC分类】B22F1/02, B22F9/22
【公开号】CN105478753
【申请号】CN201510937763
【发明人】高峰, 沈婕, 胡宇, 白智辉, 李 杰
【申请人】北京矿冶研究总院, 北矿新材科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月15日