專利名稱：一種制備球形納米結(jié)構(gòu)碳化鎢/鈷復(fù)合粉末的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備球形納米結(jié)構(gòu)碳化鎢/鈷復(fù)合粉末的方法，尤其涉及一種利用工業(yè)中廢殘硬質(zhì)合金制備球形納米結(jié)構(gòu)碳化鎢/鈷復(fù)合粉末的方法。
背景技術(shù)：
納米結(jié)構(gòu)超細(xì)晶粒的WC-Co硬質(zhì)合金具有高硬度、高強(qiáng)度的優(yōu)良使用性能，主要可用來制作集成電路板微型鉆頭、點(diǎn)陣打印機(jī)、打印針頭、整體孔加工刀具、木工用刀具、精密工模具、難加工材料切削刀具等。WC基硬質(zhì)合金的晶粒越細(xì)小，缺陷越少，其中粘結(jié)相如Co相平均自由程變小，材料抗彎強(qiáng)度及硬度數(shù)值都會(huì)比較高；而當(dāng)其他條件均相同時(shí)，WC基硬質(zhì)合金的各項(xiàng)性能——硬度、彈性模量、耐磨性及抗壓強(qiáng)度等均會(huì)隨其中硬質(zhì)相成分WC平均粒徑的變小、粒度分布的變窄而得到有效增強(qiáng)。硬質(zhì)合金廢料主要是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，如粉末生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的桌面料、地面料，成形過程中的廢壓塊，燒結(jié)廢品，后加工廢品等；另一類是在產(chǎn)品使用過程中產(chǎn)生的，如，廢鉆頭、廢刀片、廢釬片等。后者數(shù)量多，處理難度大。由于硬質(zhì)合金的主要組分為碳化鎢、金屬鈷以及稀有金屬添加劑等，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，硬質(zhì)合金廢料的再生利用不僅是降低生產(chǎn)成本的有效途徑，而且對(duì)資源節(jié)約、環(huán)境友好具有十分重要的意義。產(chǎn)品使用過程中產(chǎn)生的硬質(zhì)合金廢料的高效利用方法，傳統(tǒng)方法中包括機(jī)械破碎法、鋅熔法、電化學(xué)法、硝石法和氧化還原碳化法等。機(jī)械破碎法是一種較為簡(jiǎn)單的回收方法，它不改變硬質(zhì)合金廢料的化學(xué)組成，也無需對(duì)鎢、鈷等組元進(jìn)行分離，只要對(duì)硬質(zhì)合金廢料表面清潔處理后進(jìn)行機(jī)械破碎和球磨，即可得到硬質(zhì)合金混合料。破碎前，應(yīng)對(duì)硬質(zhì)合金進(jìn)行高溫處理，使之結(jié)構(gòu)疏松、膨脹多孔，再通過機(jī)械破碎，可大幅改善硬質(zhì)合金特別是大塊、高粘結(jié)劑廢硬質(zhì)合金的破碎效果。鋅溶法回收廢硬質(zhì)合金主要由“鋅溶”和“脫鋅”兩道工序組成。經(jīng)分類和清洗干凈的廢硬質(zhì)合金與鋅塊按照1:1 2的比例一并裝入燒結(jié)熔融坩堝中，抽真空，送電升溫至900 1000°C，保溫一定時(shí)間后，進(jìn)行真空提鋅處理，冷卻后將海綿狀的鈷粉和碳化鎢團(tuán)塊卸出，經(jīng)過球磨、破碎、調(diào)整合金成分，重新制作硬質(zhì)合金。電化學(xué)回收處理硬質(zhì)合金是利用電解原理，在電解槽中將硬質(zhì)合金作陽(yáng)極，根據(jù)物質(zhì)的電極電位不同，通過控制電解工藝參數(shù)，在不同的電解質(zhì)里使WC或Co分別以離子形式進(jìn)入溶液，或以陽(yáng)極泥的形式沉淀出來。通過回收電介質(zhì)中的鈷和固相中的碳化鎢，進(jìn)行硬質(zhì)合金的再利用。硝石法用硝石作氧化劑，在高溫下使廢硬質(zhì)合金中的鎢氧化并反應(yīng)生成鎢酸鈉，鎢酸鈉熔塊經(jīng)磨細(xì)浸出得到鎢酸鈉溶液，再經(jīng)凈化除去雜質(zhì)，便可制得各種鎢制品(如APT、W03> WC、W粉等)；浸出渣則為提取鈷等的原料。氧化還原碳化法實(shí)質(zhì)是將廢硬質(zhì)合金在高溫下氧化，使物料體積增大，脹裂成為松散易碎物，經(jīng)粉碎得到WO3與CoWO4復(fù)合氧化物，復(fù)合氧化物還原后得到金屬鎢和鈷的復(fù)合粉末，配碳后，在1200"€左右碳化得1(3/(>)復(fù)合粉末,直接用于生產(chǎn)硬質(zhì)合金。目前超細(xì)晶粒碳化鎢/鈷硬質(zhì)合金制造用的超細(xì)納米級(jí)碳化鎢/鈷復(fù)合粉末的制備主要有下述方法
(I)液相化學(xué)還原法原理為將適量的可溶性金屬鹽原料溶于液體中，配制成特定成分的金屬鹽溶液并將溶液進(jìn)行霧化處理；再用還原劑將離子態(tài)的金屬離子還原為超細(xì)納米金屬碳化物粉末。(2)碳熱反應(yīng)法原理為①首先需要配制出原始反應(yīng)原料和各種添加劑的混合溶液再將此混合溶液進(jìn)行噴霧干燥預(yù)處理來制取前驅(qū)體粉末；③最后將所制取的前驅(qū)體粉末利用碳熱反應(yīng)來制備碳化鎢/鈷復(fù)合粉末。如美國(guó)專利US5352269 (1994)就已使用噴霧干燥及流態(tài)化碳熱還原方法制備出了碳化鎢/鈷復(fù)合粉末。以上方法都存在著一定的不足和缺陷
①碳化過程中是通過通入足量的CH4或C0/C02等碳勢(shì)氣氛氣體進(jìn)行氣固表面反應(yīng)來引入碳原子，這樣的長(zhǎng)距離氣體擴(kuò)散過程必然會(huì)耗費(fèi)較多時(shí)間且需要通入更多的碳勢(shì)氣氛氣體，這樣就會(huì)減慢反應(yīng)速度并且大大增加生產(chǎn)成本。②所制得的納米碳化鎢/鈷復(fù)合粉末很容易因接觸空氣而被氧化，從而降低產(chǎn)( 十生倉(cāng)泛。③使用流化床進(jìn)行還原碳化反應(yīng)，會(huì)使參加反應(yīng)的氣體消耗量及能耗都大大增力口,且反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),反應(yīng)效率較低，同樣增加了生產(chǎn)成本。通過專利文件檢索查詢，得到以下現(xiàn)有技術(shù)
專利權(quán)人為株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司，專利名稱為碳化鎢鈷復(fù)合粉末的流態(tài)化制備方法，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010104957. 2，公開了一種碳化鎢鈷復(fù)合粉末的流態(tài)化制備方法，它主要包括以下步驟以鎢鈷復(fù)合氧化物粉末為原料，將原料粉末投入流化床中，在600 900°C通入氫氣和惰性氣體使之還原，反應(yīng)時(shí)間I 3小時(shí)；在還原過程結(jié)束之后，投入固態(tài)碳源，在700 1300°C的溫度下進(jìn)行連續(xù)碳化，反應(yīng)時(shí)間30 150分鐘；最后通入含碳?xì)怏w、氫氣和惰性氣體進(jìn)行調(diào)碳，反應(yīng)溫度600 1000°C，反應(yīng)時(shí)間10 60分鐘，得到碳化鎢鈷(WC-Co)復(fù)合粉末。所獲碳化鎢鈷復(fù)合粉末成分均勻，性能穩(wěn)定，雜質(zhì)含量低，能夠滿足較高工業(yè)生產(chǎn)要求，可廣泛應(yīng)用于多種制備超細(xì)硬質(zhì)合金的工業(yè)化生產(chǎn)。專利權(quán)人為武漢理工大學(xué)，專利名稱為碳化鎢-鈷納米復(fù)合粉末的直接還原碳化制備方法，專利申請(qǐng)?zhí)枮?00410012902. 3，公開了一種碳化鎢-鈷納米復(fù)合粉末的直接還原碳化制備方法。采用三種方式之一制備氧化物粉末(I)將鎢鈷原料、抑晶劑、碳粉按比例混合球磨制成氧化物和碳粉的混合粉末；(2)將鎢鈷原料、抑晶劑以復(fù)合工藝制成氧化物粉末，再將其與碳粉混合球磨制成氧化物和碳粉的混合粉末；(3)將鎢鈷原料、抑晶劑和可溶性碳源按比例混合，以復(fù)合工藝制成含碳的氧化物粉末。上述復(fù)合工藝指噴霧熱解、或噴霧干燥、或噴霧干燥加灼燒。將氧化物粉末放入環(huán)境氣氛下的反應(yīng)爐中，通過控制還原碳化溫度和反應(yīng)時(shí)間、洗碳溫度和反應(yīng)時(shí)間制得納米WC-Co復(fù)合粉末。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)捷安全、容易控制、沒有污染、投資成本低、適合于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。專利權(quán)人為中國(guó)科學(xué)院金屬研究所，專利名稱為一種碳化鎢碳化鈦鈷硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，專利 申請(qǐng)?zhí)枮?0110137. 4，公開了一種碳化鎢碳化鈦鈷硬質(zhì)合金復(fù)合粉末的制備方法，復(fù)合粉末的重量成分范圍在WC55-75%、TiC15-35%、Co余量，其特征在于首先將含鎢、鈷、鈦的可溶性鹽按比例溶于水中，攪拌均勻；將上述溶液霧化成小液滴，液滴尺寸小于I Pm，同時(shí)用熱空氣干燥造粒，進(jìn)氣溫度200-300°C，出氣溫度100-2000C ;將收集到的粉末在600-800°C焙燒1-5小時(shí)，再進(jìn)行碳化即得WC-TiC-Co硬質(zhì)合金粉。本發(fā)明可以大大減省現(xiàn)有的工藝，并且所制備出的粉末成分和組織均勻，粒度可達(dá)到納米級(jí)水平。根據(jù)以上專利文件的查詢，以上專利文件所要解決的技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案與本發(fā)明創(chuàng)造不同，因此本發(fā)明相對(duì)于以上檢索到的專利文件具有創(chuàng)造性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題是提供一種能夠高效回收廢殘硬質(zhì)合金材料進(jìn)行再生利用且工藝過程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品性能優(yōu)良的納米級(jí)碳化鎢/鈷復(fù)合粉末的新型制備方法。為了解決以上問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種制備球形納米結(jié)構(gòu)碳化鎢/鈷復(fù)合粉末的方法，其特征在于包括以下工藝步驟
步驟1:起始原料為生產(chǎn)過程中或使用后的廢殘?zhí)蓟u/鈷材料，將表面已清洗干凈的起始原料暴露于含氧氣氛中，采用大于850°C的溫度進(jìn)行高溫灼燒，使起始廢殘?jiān)夏艿玫匠浞值难趸?；?duì)氧化后的廢殘?zhí)蓟u/鈷進(jìn)一步進(jìn)行破碎處理，經(jīng)氧化、破碎得到鎢鈷復(fù)合氧化物粉末；
步驟2 :選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93-96%的步驟I得到的鎢鈷復(fù)合氧化物粉末，3-6%水溶性滲碳球化劑及0. 1-2%水溶性復(fù)合晶粒長(zhǎng)大抑制劑以溶于質(zhì)量為3-5倍的水中，配制成混合水溶液；
步驟3 :將步驟2的混合水溶液經(jīng)快速噴霧干燥后獲得成分分布均勻的中間產(chǎn)物；步驟4 :經(jīng)過步驟3之后得到的中間產(chǎn)物，需要經(jīng)過900-100(TC溫度的還原合成和調(diào)碳，制備出具有納米結(jié)構(gòu)的碳化鎢/鈷復(fù)合粉末材料。在較佳實(shí)施狀況下，所述的步驟I得到的經(jīng)氧化后得到的疏松海綿狀前軀體粉末還需要進(jìn)行研磨破碎，并按前軀體粉末顆粒度要求進(jìn)行60目篩分分級(jí)；通過篩孔的前軀體粉末作為反應(yīng)原料留待下一步使用，沒通過篩孔的前軀體粉末繼續(xù)粉碎直至達(dá)到所需粒度要求。在較佳實(shí)施狀況下，所述的水溶性復(fù)合晶粒長(zhǎng)大抑制劑為水溶性鉻鹽或釩鹽。在較佳實(shí)施狀況下，所述的水溶性滲碳球化劑包括聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、淀粉、食糖中的一種或者兩種以上高分子有機(jī)粘結(jié)劑相互混合。水溶性滲碳球化劑在粉末的還原、碳化過程中起還原和滲碳作用，另一個(gè)作用是增加溶液粘度，提高液滴表面張力，便于制造球形粉末。采用本發(fā)明取得的有益效果1、綜上所述，本發(fā)明所述工藝能夠高效回收和處理廢殘硬質(zhì)合金材料并再次加以利用，其工藝過程及設(shè)備簡(jiǎn)單，所制備出的粉末性能優(yōu)良，是一種既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的新型納米超細(xì)碳化鎢/鈷復(fù)合粉末的制備方法。2、所述的水溶性滲碳球化劑包括聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、淀粉、食糖中的一種或者兩種以上高分子有機(jī)粘結(jié)劑相互混合。所述的水溶性滲碳球化劑在粉末的還原、碳化過程中起還原和滲碳作用，另一個(gè)作用是增加溶液粘度，提高液滴表面張力，便于制造球形粉末。所述的水溶性滲碳球化劑能夠降低加工生產(chǎn)成本和有效的保護(hù)環(huán)境，符合資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)。3、由于在步驟2中向反應(yīng)原料中添加晶粒長(zhǎng)大抑制劑能夠有效地阻止晶粒過度長(zhǎng)大，從而控制晶粒細(xì)化、制品的顆粒粒度及其分布范圍，因此抑晶劑的種類選擇、添加方式和添加時(shí)間對(duì)產(chǎn)品性能的提高至關(guān)重要。在本發(fā)明所提出的技術(shù)方案中，摒棄了傳統(tǒng)的固態(tài)抑晶劑的添加使用方法，創(chuàng)造性的采用水溶性的復(fù)合抑晶劑(包括水溶性釩鹽/鉻鹽，如重鉻酸銨，偏釩酸銨，VC/Cr3C2或V2O5/ Cr3O5等)，使得晶粒長(zhǎng)大抑制劑能夠更均勻的擴(kuò)散到各個(gè)晶粒之間，存在于晶界間或溶解于粘結(jié)相中，從而能夠更有效地阻止晶粒長(zhǎng)大，使晶粒得到進(jìn)一步細(xì)化。


圖1為納米結(jié)構(gòu)WC/Co復(fù)合粉末制備方法的主要工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述說明。參見圖1，這種利用廢殘硬質(zhì)合金材料作為原材料來生產(chǎn)納米結(jié)構(gòu)碳化鎢/鈷復(fù)合粉末的新型制備工藝主要是由氧化破碎、還原、碳化這三個(gè)基本工序所組成。含有鎢鈷元素的硬質(zhì)合金廢料首先需要在氧化氣氛下(空氣、氧氣或兩者的混合物)進(jìn)行灼燒加熱使大塊的硬質(zhì)物料能夠得到充分氧化；而原料物料經(jīng)過氧化反應(yīng)后體積會(huì)增大2 4倍，并且變成疏松、多孔的海綿狀物料，很容易進(jìn)行后續(xù)的破碎處理；物料的顏色也會(huì)隨著其中所含鈷量的變化逐漸由淺藍(lán)色變化到褐綠色。試樣在灼燒溫度高于850°C時(shí)開始發(fā)生表面氧化，并且氧化層的厚度隨著灼燒及氧化反應(yīng)進(jìn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增厚，直至完全氧化。反應(yīng)產(chǎn)物主要由WO3和CoWO4所組成。在灼燒及氧化反應(yīng)進(jìn)行的過程中，影響物料完全氧化時(shí)間的因素主要有①氧在氧化介質(zhì)中的含量會(huì)大大地影響氧化反應(yīng)過程的反應(yīng)速度決定完全氧化時(shí)間的另一個(gè)重要影響因素是原料制品的重量及其表面積大??；表面積越大，完全氧化所需要的氧化時(shí)間越短，氧化反應(yīng)進(jìn)行得越徹底。在較佳實(shí)施狀況下，完全氧化后的海綿狀疏松物料需要進(jìn)行機(jī)械破碎、研磨及粉料過篩分級(jí)等前期工作后才能進(jìn)行下一步的還原工藝。參見圖1，可在制得的含有鎢和鈷的金屬粉末混合物中添加水溶性滲碳球化劑(如聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、淀粉、食糖等)及對(duì)應(yīng)的復(fù)合晶粒長(zhǎng)大抑制劑(重鉻酸銨，偏釩酸銨，VC/Cr3C2或其氧化物)共同配制成混合水溶液并經(jīng)噴霧干燥制粒后，所得超細(xì)前驅(qū)體粉末在低于正常碳化溫度的溫度下(約1400°C)進(jìn)行還原碳化處理，形成疏松易碎的WC/Co復(fù)合物，可以制備出性能優(yōu)良的超細(xì)納米WC/Co復(fù)合粉末，并可進(jìn)一步用于超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金及高性能再制造表面工程材料的制備。該工藝能夠使晶粒細(xì)化，使廢殘硬質(zhì)合金材料的綜合回收利用成為現(xiàn)實(shí)，而且工藝過程簡(jiǎn)單，操作方便，對(duì)設(shè)備要求低，原料的回收利用率高達(dá)95 %以上，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。實(shí)例1:
步驟1:起始原料為生產(chǎn)過程中或使用后的廢殘?zhí)蓟u/鈷材料，將起始原料暴露于含氧氣氛中，采用850°C的溫度進(jìn)行高溫灼燒，使起始原料表面已清洗干凈的廢殘?jiān)夏艿玫匠浞值难趸?；?duì)氧化后的廢殘?zhí)蓟u/鈷進(jìn)一步進(jìn)行破碎處理，經(jīng)氧化、破碎得到鎢鈷復(fù)合氧化物前軀體粉末；
步驟2 :選用95kg的步驟I得到的前軀體粉末，3kg淀粉及2kg水溶性鉻鹽溶于質(zhì)量為300kg的水中，配制成混合水溶液；
步驟3 :將步驟2的混合水溶液須經(jīng)快速噴霧干燥后獲得超細(xì)復(fù)合鹽粉末；
步驟4 :經(jīng)過步驟3之后得到的粉末材料，需要經(jīng)過900°C溫度的還原合成和調(diào)碳，制備出具有納米結(jié)構(gòu)的碳化鎢/鈷復(fù)合粉末材料。通過實(shí)例I，廢殘?zhí)蓟u/鈷原料的回收利用率高達(dá)95 %以上，碳化鎢/鈷復(fù)合粉末呈球形，碳化鎢晶粒度彡75nm。實(shí)例2
步驟1:起始原料為生產(chǎn)過程中或使用后的廢殘?zhí)蓟u/鈷材料，將起始原料暴露于含氧氣氛中，采用880°C的溫度進(jìn)行高溫灼燒，使起始原料表面已清洗干凈的廢殘?jiān)夏艿玫匠浞值难趸?；?duì)氧化后的廢殘?zhí)蓟u/鈷進(jìn)一步進(jìn)行破碎處理，經(jīng)氧化、破碎得到鎢鈷復(fù)合氧化物前軀體粉末；
步驟2 :選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93kg的步驟I得到的前軀體粉末，6kg食糖及Ikg水溶性釩鹽溶于質(zhì)量為400kg的水中，配制成混合水溶液；
步驟3 :將步驟2的混合水溶液須經(jīng)快速噴霧干燥后獲得超細(xì)復(fù)合鹽粉末；
步驟4 :經(jīng)過步驟3之后得到的粉末材料，需要經(jīng)過1000°C溫度的還原合成和調(diào)碳，制備出具有納米結(jié)構(gòu)的碳化鎢/鈷復(fù)合粉末材料。通過實(shí)例2，廢殘?zhí)蓟u/鈷原料的回收利用率高達(dá)95 %以上，碳化鎢/鈷復(fù)合粉末呈球形，碳化鎢晶粒度彡70nm。實(shí)例3
步驟1:起始原料為生產(chǎn)過程中或使用后的廢殘?zhí)蓟u/鈷材料，將起始原料暴露于含氧氣氛中，采用900°C的溫度進(jìn)行高溫灼燒，使起始原料表面已清洗干凈的廢殘?jiān)夏艿玫匠浞值难趸粚?duì)氧化后的廢殘?zhí)蓟u`/鈷進(jìn)一步進(jìn)行破碎處理，經(jīng)氧化、破碎得到鎢鈷復(fù)合氧化物前軀體粉末；
步驟2 :選用93. 9kg的步驟I得到的前軀體粉末，6kg聚乙二醇(PEG)及0.1kg水溶性鉻鹽溶于質(zhì)量為300kg的水中，配制成混合水溶液；
步驟3 :將步驟2的混合水溶液須經(jīng)快速噴霧干燥后獲得超細(xì)復(fù)合鹽粉末；
步驟4 :經(jīng)過步驟3之后得到的粉末材料，需要經(jīng)過950°C溫度的還原合成和調(diào)碳，制備出具有納米結(jié)構(gòu)的碳化鎢/鈷復(fù)合粉末材料。通過實(shí)例3，廢殘?zhí)蓟u/鈷原料的回收利用率高達(dá)95 %以上，碳化鎢/鈷復(fù)合粉末呈球形，碳化鶴晶粒度< 68nm。實(shí)例4
步驟1:起始原料為生產(chǎn)過程中或使用后的廢殘?zhí)蓟u/鈷材料，將起始原料暴露于含氧氣氛中，采用950°C的溫度進(jìn)行高溫灼燒，使起始原料表面已清洗干凈的廢殘?jiān)夏艿玫匠浞值难趸?；?duì)氧化后的廢殘?zhí)蓟u/鈷進(jìn)一步進(jìn)行破碎處理，經(jīng)氧化、破碎得到鎢鈷復(fù)合氧化物前軀體粉末；
為了能夠取得更好的反應(yīng)效果，加快反應(yīng)時(shí)間，提高廢殘?zhí)蓟u/鈷原料的回收利用率。所述的步驟I得到的經(jīng)氧化后得到的疏松海綿狀前軀體粉末還需要進(jìn)行研磨破碎，并按前軀體粉末顆粒度要求進(jìn)行60目篩分分級(jí)；通過篩孔的前軀體粉末作為反應(yīng)原料留待下一步使用，沒通過篩孔的前軀體粉末繼續(xù)粉碎直至達(dá)到所需粒度要求。步驟2 :選用94kg的步驟I得到的前軀體粉末，5kg聚乙烯醇(PVA)及Ikg水溶性釩鹽溶于質(zhì)量為500kg的水中，配制成混合水溶液；
步驟3 :將步驟2的混合水溶液須經(jīng)快速噴霧干燥后獲得超細(xì)復(fù)合鹽粉末；
步驟4 :經(jīng)過步驟3之后得到的粉末材料，需要經(jīng)過980°C溫度的還原合成和調(diào)碳，制備出具有納米結(jié)構(gòu)的碳化鎢/鈷復(fù)合粉末材料。通過實(shí)例4，廢殘?zhí)蓟u/鈷原料的回收利用率高達(dá)96 %以上，碳化鎢/鈷復(fù)合粉末呈球形，碳化鎢晶粒度彡65nm。實(shí)例5
步驟1:起始原料為生產(chǎn)過程中或使用后的廢殘?zhí)蓟u/鈷材料，將起始原料暴露于含氧氣氛中，采用850°C的溫度進(jìn)行高溫灼燒，使起始原料表面已清洗干凈的廢殘?jiān)夏艿玫匠浞值难趸?；?duì)氧化后的廢殘?zhí)蓟u/鈷進(jìn)一步進(jìn)行破碎處理，經(jīng)氧化、破碎得到鎢鈷復(fù)合氧化物前軀體粉末；
步驟2 :選用95kg的步驟I得到的前軀體粉末，3kg聚乙二醇(PEG)與淀粉混合物及2kg水溶性鉻鹽溶于質(zhì)量為 300kg的水中，配制成混合水溶液；
步驟3 :將步驟2的混合水溶液須經(jīng)快速噴霧干燥后獲得超細(xì)復(fù)合鹽粉末；
步驟4 :經(jīng)過步驟3之后得到的粉末材料，需要經(jīng)過900°C溫度的還原合成和調(diào)碳，制備出具有納米結(jié)構(gòu)的碳化鎢/鈷復(fù)合粉末材料。通過實(shí)例5，廢殘?zhí)蓟u/鈷原料的回收利用率高達(dá)95%以上，碳化鎢/鈷復(fù)合粉末呈球形，碳化鶴晶粒度彡60nm。以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種制備納米碳化鎢/鈷復(fù)合粉體材料的方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種制備球形納米結(jié)構(gòu)碳化鎢/鈷復(fù)合粉末的方法，其特征在于包括以下工藝步驟 步驟1:起始原料為生產(chǎn)過程中或使用后的廢殘?zhí)蓟u/鈷材料，將表面清洗干凈的起始原料暴露于含氧氣氛中，采用大于850°C的溫度進(jìn)行高溫灼燒，使廢殘?jiān)夏艿玫匠浞值难趸?；?duì)氧化后的廢殘?zhí)蓟u/鈷進(jìn)一步進(jìn)行破碎處理，經(jīng)氧化、破碎得到鎢鈷復(fù)合氧化物粉末； 步驟2 :選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93-96%的步驟I得到的鎢鈷復(fù)合氧化物粉末，3-6%水溶性滲碳球化劑及0. 1-2%水溶性復(fù)合晶粒長(zhǎng)大抑制劑以溶于質(zhì)量為3-5倍的水中，配制成混合水溶液； 步驟3 :將步驟2的混合水溶液經(jīng)快速噴霧干燥后獲得成分分布均勻的中間產(chǎn)物； 步驟4 :經(jīng)過步驟3之后得到的中間產(chǎn)物，需要經(jīng)過900-100(TC溫度的還原合成和調(diào)碳，制備出具有納米結(jié)構(gòu)的碳化鎢/鈷復(fù)合粉末材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備球形納米結(jié)構(gòu)碳化鎢/鈷復(fù)合粉末的方法，其特征在于所述的步驟I得到的經(jīng)氧化后得到的疏松海綿狀前軀體粉末還需要進(jìn)行研磨破碎，并按前軀體粉末顆粒度要求進(jìn)行60目篩分分級(jí)；通過篩孔的前軀體粉末作為反應(yīng)原料留待下一步使用，沒通過篩孔的前軀體粉末繼續(xù)粉碎直至達(dá)到所需粒度要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備球形納米結(jié)構(gòu)碳化鎢/鈷復(fù)合粉末的方法；其特征在于所述的水溶性復(fù)合晶粒長(zhǎng)大抑制劑為水溶性鉻鹽或釩鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備球形納米結(jié)構(gòu)碳化鎢/鈷復(fù)合粉末的方法；其特征在于所述的水溶性滲碳球化劑包括聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、淀粉、食糖中的一種或者兩種以上高分子有機(jī)粘結(jié)劑相互混合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用廢殘硬質(zhì)合金制備球形納米結(jié)構(gòu)碳化鎢/鈷復(fù)合粉末的方法，其特征在于包括以下工藝步驟步驟1廢殘?zhí)蓟u/鈷材料經(jīng)氧化、破碎得到鎢鈷復(fù)合氧化物粉末；步驟2選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93-96%的步驟1得到的鎢鈷復(fù)合氧化物粉末，3-6％水溶性滲碳球化劑及0.1-2％水溶性復(fù)合晶粒長(zhǎng)大抑制劑以溶于質(zhì)量為3-5倍的水中，配制成混合水溶液；步驟3將步驟2的混合水溶液經(jīng)快速噴霧干燥后獲得成分分布均勻的中間產(chǎn)物；步驟4經(jīng)過步驟3之后得到的中間產(chǎn)物，需要經(jīng)過900-1000℃溫度的還原合成和調(diào)碳，制備出具有納米結(jié)構(gòu)的球形碳化鎢/鈷復(fù)合粉末材料。
文檔編號(hào)B22F9/20GK103056376SQ201310000618
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者羊建高, 戴煜, 譚興龍 申請(qǐng)人:湖南頂立科技有限公司