一種碳化鎢-碳化鈦固溶體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種碳化鎢-碳化鈦固溶體的制備方法，包括以下步驟：將TiO2粉、WC粉、超細(xì)鎢粉和炭黑進(jìn)行配料、球磨、燒結(jié)，得到碳化鎢-碳化鈦固溶體。本發(fā)明的反應(yīng)溫度可控制在1600~1900℃，大大降低了反應(yīng)溫度，且通過一次反應(yīng)即可生產(chǎn)出氧、氮含量低的碳化鎢-碳化鈦固溶體。由于反應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行，同時(shí)濕磨使原料的粒度變細(xì)，使反應(yīng)產(chǎn)物的粒度在2.0μm以下，比傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的更細(xì)，更均勻，粒度分布更好。
【專利說明】一種碳化鎢-碳化鈦固溶體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于粉末冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種碳化鎢-碳化鈦固溶體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳化鎢-碳化鈦固溶體即(Ti，ff) C復(fù)式碳化物，具有高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性、極好的抗粘結(jié)、抗氧化和磨損的能力，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工用硬質(zhì)合金產(chǎn)品中。研究發(fā)現(xiàn)，添加碳化物的混合物時(shí)，因?yàn)樵诤辖馃Y(jié)過程中會發(fā)生固溶反應(yīng)，使碳量控制變得困難，因此在硬質(zhì)合金生產(chǎn)中一般是以碳化物固溶體的方式添加到硬質(zhì)合金中。碳化鎢-碳化鈦固溶體按照配比不同分為飽和固溶體和未飽和固溶體，常用的TiC: WC配比有30:70、40:60、50:50等幾種。制備固溶體所用原料、所采用的碳化工藝等對(Ti，ff)C固溶體的成分、粒度、結(jié)構(gòu)和性能以及合金性能都有顯著影響，晶粒細(xì)、亞晶尺寸大、微觀應(yīng)變小的(Ti, W) C制取的合金有較好的性能。
[0003]傳統(tǒng)的制備碳化鎢-碳化鈦固溶體的方法是以工業(yè)TiO2和WC為原料，碳黑作為還原劑，使用球磨機(jī)進(jìn)行混合，在石墨管電爐中于200(T230(rc的溫度下反應(yīng)。該制備方法有以下缺點(diǎn)，一是球磨機(jī)球磨效率低，對原料主要是混合作用，破碎作用小。二是反應(yīng)溫度高，使得制備的碳化鎢-碳化鈦固溶體燒結(jié)長大明顯。三是產(chǎn)品氧氮含量高，有些要經(jīng)過二次真空處理。其典型產(chǎn)品見附圖1，其氧含量大于0.15%，氮含量大于0.29%，從圖中可以看出，其粒度在3.0 μ m以上，粒度分布不均勻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種碳化鎢-碳化鈦固溶體的方法，反應(yīng)溫度低，氧、氮含量低。
[0005]本發(fā)明的碳化鎢-碳化鈦固溶體的制備方法，包括以下步驟:將TiO2粉、WC粉、超細(xì)鎢粉和炭黑進(jìn)行配料、球磨、燒結(jié)，得到碳化鎢-碳化鈦固溶體。
[0006]作為改進(jìn)，上述超細(xì)鎢粉的BET粒度≤0.1ym0
[0007]作為改進(jìn)，超細(xì)鎢粉占原料總重量的1%~3.5%。
[0008]作為改進(jìn),上述球磨為在濕磨機(jī)中濕磨6~24h。
[0009]作為進(jìn)一步改進(jìn)，上述濕磨介質(zhì)為水、酒精或丙酮中的一種。
[0010]作為改進(jìn)，上述燒結(jié)為將物料干燥后在通氫氣保護(hù)下，燒結(jié)溫度為170(Tl90(rC，保溫4~6h。
[0011]作為改進(jìn)，將燒結(jié)后的物料經(jīng)破碎和過篩。
[0012]本發(fā)明的生產(chǎn)微細(xì)碳化鎢-碳化鈦固溶體的方法，以工業(yè)TiO2和炭黑為原料，具有如下優(yōu)點(diǎn):
(I)本發(fā)明利用超細(xì)鎢粉的高活性，使碳化、固溶反應(yīng)能更迅速地進(jìn)行，使本發(fā)明的反應(yīng)溫度可控制在160(Tl90(rC，大大降低了反應(yīng)溫度，節(jié)約了能源，且通過一次反應(yīng)即可生產(chǎn)出氧、氮含量低的碳化鎢-碳化鈦固溶體，提高了生產(chǎn)效率。
[0013](2)由于反應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行，同時(shí)濕磨使原料的粒度變細(xì)，使反應(yīng)產(chǎn)物的粒度在2.Ομ--以下，比傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的更細(xì)，更均勻，粒度分布更好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的碳化鎢-碳化鈦固溶體掃描電鏡圖，放大倍率1000倍。
[0015]圖2為實(shí)施例1生產(chǎn)的碳化鎢-碳化鈦固溶體掃描電鏡圖，放大倍率1000倍。
[0016]圖3為實(shí)施例2生產(chǎn)的碳化鎢-碳化鈦固溶體掃描電鏡圖，放大倍率1000倍。
[0017]圖4為實(shí)施例3生產(chǎn)的碳化鎢-碳化鈦固溶體掃描電鏡圖，放大倍率3000倍。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明制備碳化鎢-碳化鈦固溶體的方法，是將TiO2粉、WC粉、超細(xì)W粉、炭黑按碳化鎢-碳化鈦固溶體的配比進(jìn)行配料；下述實(shí)施例以Tie:WC配比為1:1配料為例進(jìn)行說明。所述炭黑可用粉末炭黑或經(jīng)過制粒的炭黑。
[0019]實(shí)施例1:按下述步驟制備碳化鎢-碳化鈦固溶體:
(1)將TiO2粉、WC粉(費(fèi)氏粒度1.0 μ m)、超細(xì)鎢粉(BET粒度0.088 μ m)與制粒炭黑按下述質(zhì)量百分比進(jìn)行配料=TiO2 45.7%，WC 32.8%，炭黑20.5%，超細(xì)鎢粉1% ；
(2)將配好的料加入酒精40 0mL,在濕磨機(jī)中球磨6h,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為36r/min；
(3)將濕磨后的物料干燥后裝入石墨舟皿中，向中頻爐中通氫氣，氫氣流量為0.2 m3/h，在1900°C下燒結(jié)反應(yīng)，保溫6h ；
(4)將反應(yīng)后的物料用球磨機(jī)破碎4h，過100目篩，制備出粒度為1.85 μ m的碳化鎢-碳化鈦固溶體，其氧氮含量見表1，形貌見圖2，粒度比傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的更細(xì)、更均勻、粒度分布更好。
[0020]按實(shí)施例1的方法制備實(shí)施例2、3的碳化鎢-碳化鈦固溶體，原料配比、工藝參數(shù)和產(chǎn)品粒度、氧氮含量見表1，其他參數(shù)與實(shí)施例1相同。
[0021]表1
【權(quán)利要求】
1.一種碳化鎢-碳化鈦固溶體的制備方法，其特征在于包括以下步驟:將TiO2粉、WC粉、超細(xì)鎢粉和炭黑進(jìn)行配料、球磨、燒結(jié)，得到碳化鎢-碳化鈦固溶體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化鎢-碳化鈦固溶體的制備方法，其特征在于所述超細(xì)鎢粉的BET粒度大于0.1 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化鎢-碳化鈦固溶體的制備方法，其特征在于所述超細(xì)鎢粉占原料總重量的1%~3.5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的碳化鎢-碳化鈦固溶體的制備方法，其特征在于所述球磨為在濕磨機(jī)中濕磨6~24h。
5.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳化鎢-碳化鈦固溶體的制備方法，其特征在于所述濕磨介質(zhì)為水、酒精或丙酮中的一種。
6.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的所述的碳化鎢-碳化鈦固溶體的制備方法，其特征在于所述燒結(jié)為將物料干燥后在通氫氣保護(hù)下，燒結(jié)溫度為170(Tl90(rC，保溫4~6h。
7.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的所述的碳化鎢-碳化鈦固溶體的制備方法，其特征在于將燒結(jié)后的物料經(jīng) 破碎和過篩。
【文檔編號】C22C1/05GK103484703SQ201310478602
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】周春成, 陽冬元 申請人:株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司