Carburación directa
Una alternativa para producir polvos de WC a escala industrial es el proceso de carburación directa, que fue patentado en Japón. Se ha utilizado exclusivamente allí durante varios años para producir polvos de WC submicrónicos y ultrafinos de alta calidad. Aparte del proceso convencional, esto se hace a través de la calidad de la fuente de óxido y carbono, así como los parámetros del proceso.
El equipo necesario consiste en mezclador, granulador, secador y dos hornos rotatorios.
Puede usarse materia prima tal como WO3 derivada de ácido tungstico o WO3 calcinado a baja temperatura de APT (vía AMT). El procedimiento es el siguiente.
Se mezclan ochenta y cuatro partes por peso de WO3 y 16,5 partes de carbono durante 1 hora en un mezclador Hensell. Se añaden 23 partes de agua y la mezcla se extruye (1,2 mm de diámetro) y se corta cada 3 mm y se seca (<0.1% H2O). Los gránulos se introducen en el primer horno giratorio y fluyen automáticamente desde allí hacia el segundo por gravedad.
Las condiciones típicas del horno son: etapa 1-atmósfera de nitrógeno, 1350 ℃ (reducción); Etapa 2-atmósfera de hidrógeno, 1650 ℃ (carburación).
La exclusión de hidrógeno en el paso de reducción evita cualquier crecimiento de cristal de tungsteno a través del WO2 (OH) 2 volátil. La trayectoria de reacción sigue la secuencia: WO3 → (WO2.9) → WO2.72 → WO2 → W → W2C → WC. El WO2.72 similar a una aguja formado de forma intermedia se descompone en núcleos WO2 ultrafinos, que se transforman adicionalmente en WC de aproximadamente el mismo tamaño. Para cumplir con el balance de carbono (alrededor de 6,13% en peso de C), es preciso un control preciso de la temperatura y la atmósfera durante todo el procedimiento en dos etapas.
Los polvos más finos disponibles (Cr3C2 dopados o no dopados) se caracterizan por una distribución de tamaño de partícula cercana y una superficie específica entre 3,0 y 3,5 cm2 • g-1. El tamaño de partícula real oscila alrededor de 0.15um.
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