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碳化钨粉的主要工业生产方法是什么?

大规模的工业生产中,碳化钨粉主要的工业生产方法是钨粉碳化法。

以金属钨和碳为原料,将平均粒径为 3~5μm的钨粉与等物质的量的碳黑用球磨机干混,充分混合后,加压成型后放入石墨盘,再在石墨电阻炉或感应电炉中加热至1400~1700℃,最好控制在1550~1650℃。在氢气流中,最初生成 W2C,继续在高温下反应生成WC。或者首先将六羰基钨在650~1000℃、CO气氛中热分解制得钨粉,然后与一氧化碳于1150℃反应得到WC,温度高于该温度可生成 W2C。化学反应式:
W+C=WC
2W+C=W2C

碳化钨粉图片

将三氧化钨WO3加氢还原制得钨粉(平均粒度3~5μm)。再把钨粉与炭黑按等摩尔比的混合物(用球磨机干混约10h),在1t/cm2 左右的压力下加压成型。将该加压成型料块放进石墨盘或坩埚内,用石墨电阻炉或感应电炉在氢气流中(使用露点为 -35℃ 的纯氢)加热至1400~1700℃(最好是1550~1650℃),使之渗碳则生成WC。反应从钨粒周围开始进行,因为在反应初期生成W2C,由于反应不完全(主要是反应温度低)除WC之外尚残存有未反应的W及中间产物W2C。所以必须加热到上述高温。应该根据原料钨的粒度大小来确定最高温度。如平均粒度为150μm 左右的粗粒,则在1550~1650℃的高温下进行反应。

化学反应式:
WO3+3H2=W + 3 H2O
2WO3+3C=2W+3CO2
W+C=WC
2W+C=W2C

等离子技术是制备高熔点粉体材料的理想方法,利用等离子体的高温作为热源,对原料粉体进行熔化和汽化,从而实现对不规则原料粉体的球形化过程。该技术具有众多优点:
1)通过粉体形貌的改变有效改善粉体的流动性。采用该技术制备的碳化钨粉球化率达到85%以上,粉体具有稳定的霍尔流动性。这将 有效减小粉体特别是微细粉体的偏聚和团聚,可有效 控制粉末冶金过程中混粉、装料和压坯过程中的工艺质量;
2)可有效提高粉体的振实密度;
3)控制减少粉 体颗粒内部的孔洞和缺陷;
4)可有效改善粉体的形貌,使材料微观形貌呈标准球形;
5)制备过程中还原性气氛的引入可大大降低氧元素的含量。采用等离 子体法可以实现连续制备粒度 0.7~5 μm 的碳化钨粉末。分析对比粉体球化前后成分、性能等技术指标及等离子法对微细碳化钨粉体性能的影响。

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