专利名称：一种粗单晶碳化钨粉体的制备方法
技术领域：
本发明属于粉末冶金技术领域，尤其涉及碳化钨粉体的制备方法。
背景技术：
以碳化钨为主相的硬质合金是目前金属切削和矿岩采掘中最广泛使用的切削刀具。硬质合金用粉末冶金法制造，其主要生产方法是把作为耐磨相的碳化钨粉和作为粘结相的钴粉按比例混合，压制成型后高温烧结，再经磨削后安装使用。近年来国际上采矿用硬质合金技术领域最显著的技术进步之一，是发现粗单晶碳化钨的“把持力”和“耐磨性”好， 可以明显提高硬质合金的使用寿命，因此采矿用硬质合金都在朝着粗单晶碳化钨硬质合金的方向发展。目前碳化钨粉的主要生产方式，是将钨粉和碳粉混合后在有保护气氛的高温环境中长时间碳化，获得晶粒尺度2 5 μ m的碳化钨粉体，但是该生产方式很难形成晶粒尺度超过10 μ m的碳化钨完整单晶粒，因此成为制约粗单晶碳化钨矿用硬质合金刀具生产的瓶颈。目前在国际市场上质量最好的某牌号矿用硬质合金中的粗晶碳化钨金相形貌如附图中图1所示，最粗的晶粒尺度也仅有7μπι左右，而且晶形不规整，晶体缺陷较多。本发明的目的，是发明一种晶粒尺度超过7 μ m的粗单晶碳化钨粉体制备方法。
发明内容
一种晶粒尺度超过7 μ m的粗单晶碳化钨粉体制备方法，其制备过程是在含钨、 碳和铁的高温液体中，钨原子与碳原子经液态扩散化合，形成大量碳化钨晶核，在缓慢冷却过程中，碳化钨晶核逐步长大，形成晶粒尺度超过7 μ m的粗单晶碳化钨，最后与铁一起凝固，用盐酸溶液腐蚀掉铁后，得到纯的粗单晶碳化钨粉。
图1是市售名牌矿用硬质合金中的粗晶碳化钨金相形貌。图2是本发明方法制备的粗单晶碳化钨金相形貌。
具体实施例方式按照重量份数，将5份钨粉、3份氧化铁粉、1份碳粉、1份铝粉均勻混合，装入底部和上部分别安装两个相互接触的碳棒电极的耐火材料坩埚中，上碳棒电极可作上下运动， 通电后上电极稍微抬起引燃电弧，预热粉末并引发放热反应，在化学热和电弧加热的共同作用下，粉末熔化成高温液体，这时将电流缓慢降低，随着反应完成和电流逐步减小，温度逐渐下降，液体中碳化钨晶粒开始形核并长大，大多数都可长大到10 μ m以上，某些可长大到70 μ m左右，而且晶形完整，晶体缺陷较少，如附图中图2所示。待坩埚中的液体全部凝固冷却到室温后，取出凝固块体，放入盐酸溶液中，腐蚀掉块体中的铁，碳化钨粉沉淀到容器底部，过滤后用清水漂洗，干燥后过筛，筛分出晶粒尺度超过7 μ m的粗单晶碳化钨粉体。本发明方法的生产效率高，能耗小，设备简单，操作简便，可批量生产平均晶粒尺度超过7 μ m的粗单晶碳化钨粉体。
权利要求
1. 一种粗单晶碳化钨粉体的制备方法，其制备过程是按照重量份数，将5份钨粉、3份氧化铁粉、1份石墨粉、1份铝粉均勻混合，装入底部和上部分别安装两个相互接触的碳棒电极的耐火材料坩埚中，上碳棒电极可作上下运动，通电后上电极稍微抬起引燃电弧，预热粉末并引发放热反应，在化学热和电弧加热的共同作用下，粉末熔化成高温液体，这时将电流缓慢降低，随着反应完成和电流逐步减小，温度逐渐下降，液体中碳化钨晶粒开始形核并长大，待坩埚中的液体全部凝固冷却到室温后，取出凝固块体，放入盐酸溶液中，腐蚀掉块体中的铁，碳化钨粉沉淀到容器底部，过滤后用清水漂洗，干燥后过筛，筛分出晶粒尺度超过7 μ m的粗单晶碳化钨粉体。
全文摘要
一种粗单晶碳化钨粉体的制备方法，其实施过程是将钨粉、氧化铁粉、石墨粉和铝粉混合，装入安装有碳电极的耐火材料坩埚中，电弧引发放热反应熔化粉末，随着反应完成和电流逐步减小，碳化钨晶粒形核并长大，待全部凝固冷却到室温后，取出凝固块体放入盐酸溶液，腐蚀掉块体中的铁，经漂洗干燥过筛，得到粗单晶碳化钨粉体。本发明方法的生产效率高，能耗小，设备简单，操作简便，可批量生产晶粒尺度超过7μm的粗单晶碳化钨粉体。
文档编号C30B29/36GK102268723SQ20111017636
公开日2011年12月7日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者李惠琪, 李敏, 王淑峰, 迟静 申请人:山东科技大学