金属碳化物微细粉末的制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种金属碳化物微细粉末的制备工艺，该产品由金属氧化物、碳黑、碳化促进剂所合成，主要是在制备过程中加入醛类物质作为碳化促进剂，能够大大提高反应速度及转化率，可在较低的温度下制备碳化物，并且生成的碳化物的颗粒较细。碳化促进剂能加快反应速率是由于碳化促进剂优先参与反应，改变了反应途径，降低了反应的活化能，其反应生成物（碳化物）处于一种疏松多孔的状态，有利于扩散过程的进一步进行，从而提高了反应速度及转化率，与传统的一般方法相比，碳化反应温度平均降低了３００℃，缩短了反应时间，减少了生产能耗，使碳化反应充分完全，产品粒度细，保证产品的优质，并将原料损耗缩减到最低，真正达到物尽其用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料
，具体涉及金属碳化物微细粉末的 制备工艺。
技术介绍
众所周知，超细晶硬质合金的制备与产业化，是目前世界硬质合 金行业发展的前沿课题,特别是工业发达国家致力于研究和发展的重 要课题。超细或纳米晶硬质合金，是用超细的WC等粉末作原料， 添加适当粘结剂，晶粒长大抑制剂(碳化铬、碳化钒、钨-钛-钽-铌碳 化物固溶体等金属碳化物)，生产出具有高硬度、高耐磨性和高韧性的硬质合金材料。其性能比常规硬质合金有大幅提高，在难加工金属 材料刀具、电子行业的微钻、精密模具、医学、航空、航天、军工等领域的用途越来越广泛。该技术在金属的碳化的碳与金属氧化物反应 时，首先碳与金属氧化物接触的界面发生反应生成一氧化碳及相应的 碳化物，碳化物开始成核并逐渐长大，接着碳与氧化物通过扩散作用 穿过碳化物继续反应，由于碳化物的阻碍扩散速度将会越来越慢，所 以反应速度也会越来越慢，甚至到反应后期，由于反应物无法扩散， 反应也将无法进行下去，所以就会导致转化低，产物不纯，要使反应 能够顺利进行，必须要在较高的温度下制备碳化物，因此进步提高温 度更将加大生产能耗，并且随差温度的升高和时间延长，碳化物晶粒就会出现长大现象，在反应初期成核后，碳化物晶粒便会逐渐长大， 温度越高，晶粒长大速度越快，最终导致产物中的碳化物晶粒粗大。 而传统的金属碳化物生产制备过程中并没有催化剂的加入,使得碳化 反应不充分，造成原料的浪费，且对温度要求条件高，产品粒度得不 到保障，它还需进行长时间的湿式球磨，以降低粒度，不仅成本高， 效率低，而且增加了铁、氧等杂质，这样严重地影响产品的生产质量 与效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据上述不足之处而提供一种金属碳化物微细 粉末的制备工艺，它主要是在制备过程中加入醛类物质作为碳化促进 剂，能够大大提高反应速度及转化率，可在较低的温度下制备碳化物， 并且生成的碳化物的颗粒较细。碳化促进剂能加快反应速率是由于碳 化促进剂优先参与反应，改变了反应途径，降低了反应的活化能，其 反应生成物(碳化物)处于一种疏松多孔的状态，有利于扩散过程的 进一步进行，从而提髙了反应速度及转化率，与传统的一般方法相比， 碳化反应温度平均降低了 300'C，縮短了反应时间，减少了生产能耗， 使碳化反应充分完全，产品粒度细，保证产品的优质，并将原料损耗 缩减到最低，真正达到物尽其用。本专利技术是这样实现的，该专利技术的制备工艺如下-a配方(按重量百分比)金属氧化物15-45%、碳黑54-84%碳化促进剂0.5-1.5% b工艺将金属氧化物(15-45%) +碳黑(54-84%) +碳化促进剂 (0.5-1.5%)按比例配料、混料，搅拌均匀，进入装舟后进入碳管炉 碳化，碳化温度为1300'C-1800'C，再出舟，然后破碎进行分析，再 进行筛分后合批，包装出厂。该专利技术的金属碳化物微细粉末的制备工艺(1) 是在制备过程中加入0.5%-1.5%的醛类物质作为碳化促进 剂，使碳化的反应温度降低了30(TC,縮短了反应时间，减少了生产 能耗。(2) 结合工艺特点对碳管炉进行改造，采用越高功承石墨炉管， 并对石墨炉管壁进行梯度处理，解决其高温区域短，温度不均匀的现 状，提高了热效率降低了成本，保证了产品质量。(3) 对生产复杂的多元碳化物，采用金属单体或氧化物为原料， 根据需要配入碳黑(C)量，使金属的碳化反应和碳化物的固溶反应 合并为一次完成，得到高品质的产品。(4) 采用了反应气体自保护新工艺，利用碳管中碳化合成反应 所产生的一氧化碳气体代替氢气对反应进行气氛保护，减少了杂质混 入。附图说明图1为本专利技术金属碳化工艺流程图图2为传统碳化工艺流程图 图3为本专利技术固溶体生产工艺流程图 图4为传统固溶体工艺流程图 具体实施例方式本专利技术的产品主要技术与性能指标表<table>table see original document page 6</column></row><table>本专利技术是通过在碳化反应中添加一种碳化促进剂，大大提高反应 速度及转化率。碳化促进剂的加入可以在较低的温度下制备碳化物， 并且生成的碳化物的颗粒较细。碳化促进剂能加快反应速率是由于碳化促进剂优先参与了反应，改变了反应途径，降低了反应的活化能； 而且其反应生成物(碳化物)是处于一种疏松多孔的状态，有利于扩 散过程的进一步进行,从而提高反应速度及转化率。与一般方法相比， 碳化反应温度平均降低了 300°C,缩短了反应时间，减少了生产能耗， 同时使得碳化反应充分完全，产品粒度细，保证产品的优质性。而对 生生产较复杂的多元碳化物，正是因为碳化促进剂的加入和碳管炉高 温区域短，温度不均匀的问题的解决，可以直接采用金属氧化物或为 单体原料，使金属的碳化反应和碳化物的固溶反应合并为一次完成， 无需再进行后续处理就可获得得到高品质的产品，极大的縮短了生产 周期，节约成本，且生产可连续进行，适合于大批量工业化生产。另 外，利用碳管中碳化合成反应所产生的一氧化碳气体代替氢气对反应 进行气氛保护，省略了通常金属碳化物的生产过程是采用通氢气保护 这一传统工艺，简化了生产设备，降低了成本，提高了安全性能。且 减少了气体杂质的混入。该气体最终排出时充分燃烧生成二氧化碳， 且排出量不大，对环境无污染。权利要求1、一种金属碳化物微细粉末的制备工艺，其特征是制备工艺如下a配方(按重量百分比)金属氧化物15-45％、碳黑54-84％碳化促进剂0.5-1.5％b工艺将金属氧化物(15-45％)+碳黑(54-84％)+碳化促进剂(0.5-1.5％)按比例配料、混料，搅拌均匀，进入装舟后进入碳管炉碳化，碳化温度为1300℃-1800℃，再出舟，然后破碎及进行分析，再进行筛分后合批，包装出厂。2、 根据权利要求1所述的金属碳化物微细粉末的制备工艺，其特征是(1) 在制备过程中加入0.5%-1.5%的醛类物质作为碳化促进剂， 使碳化的反应温度降低了 30(TC，縮短了反应时间，减少了生产能耗；(2) 结合工艺特点对碳管炉进行改造，采用越高功承石墨炉管， 并对石墨炉管壁进行梯度处理，解决其高温区域短，温度不均匀的现 状，提高了热效率降低了成本，保证了产品质量；(3) 对生产复杂的多元碳化物，采用金属单体或氧化物为原料， 根据需要配入碳黑(C)量，使金属的碳化反应和碳化物的固溶反应 合并为一次完成，得到高品质的产品；(4) 采用了反应气体自保护新工艺，利用碳管中碳化合成反应 所产生的一氧化碳气体代替氢气对反应进行气氛保护，减少了杂质混 入。全文摘要本专利技术涉及一种金属碳化物微细粉末的制备工艺，该产品由金属氧化物、碳黑、碳化促进剂所合成，主要是在制备过程中加入醛类物质作为碳化促进剂，能够大大提高反应速度及转化率，可在较低的温度下制备碳化物，并且生成的碳化物的颗粒较细。碳化促进剂能加快反应速率是由于碳化促进剂优先参与反应，改变了反应途径，降低了反应的活化能，其反应生成物(碳化物)处于一种疏松多孔的状态，有利于扩散过程的进一步进行，从而提高了反应速度及转化率，与传统的一般方法相比，碳化反应温度平均降低了300℃，缩短了反应时间，减少了生产能耗，使碳化反应充分完全，产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属碳化物微细粉末的制备工艺，其特征是制备工艺如下：　　　　ａ配方：（按重量百分比）　　　　金属氧化物：１５－４５％、碳黑５４－８４％　　　　碳化促进剂０．５－１．５％　　　　ｂ工艺：　　　　将金属氧化物（１５－４５％）＋碳黑（５４－８４％）＋碳化促进剂（０．５－１．５％）按比例配料、混料，搅拌均匀，进入装舟后进入碳管炉碳化，碳化温度为１３００℃－１８００℃，再出舟，然后破碎及进行分析，再进行筛分后合批，包装出厂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟，钟晖，
申请(专利权)人：长沙伟晖高科技新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]