An industrialized in-situ synthesis method of W based composite powder capable of adding WC strengthening phase belongs to refractory metal and powder metallurgy technology field. The metal oxide and tungsten carbide powder, such as tungsten oxide, copper oxide and copper tungstate, are used as raw materials. First, the metal oxide and tungsten carbide powder particles are refined by step ball milling and the reaction activity is increased. Then the mixed powder is mixed by ball milling at low speed, and then the mixed powder is placed in vacuum or inert. In situ reaction under the condition of sexual gas protection; a certain amount of matrix phase is produced by the design of the proportioning, and the WC phase can be distributed uniformly in the matrix of the generated phase in the process of the in-situ reaction to the matrix phase according to the design of the raw material. According to the regulation of particle size before reaction and the control of temperature and time in the reaction process, the average particle size and particle size distribution of W based composite powder can be controlled.
【技术实现步骤摘要】
一种可添加WC强化相的W基复合粉末的工业化原位合成方法
本专利技术涉及一种快速制备可添加WC进行强化的W基复合粉末的工业化原位合成方法,可制备的粉末材料体系有:W、W-WC、W-Cu、W-Cu-WC等,属于难熔金属和粉末冶金
技术介绍
钨因具有高熔点、低热膨胀系数、优良的力学性能、良好的耐腐蚀性能等被广泛应用于工业领域。此外,钨还因具有高的抗中子辐照能力、低溅射率等优异性能而作为一种非常重要的高温应用材料。以钨为基体的复合材料,如:W-Ni-Fe高比重合金、W-Cu难熔/有色合金等,已成为高科技领域不可或缺的重要材料,如应用于微电子工业、精细化工、核能、航空航天等领域。钨基合金的性能与制备其块材的粉体的特性密切相关。一方面,当钨基复合粉的颗粒尺寸降低至超细及纳米级别时,相比传统微米级粉末制备出的钨基合金具有优良的烧结特性,因而制备的块体材料具有高的致密度、良好的韧性、压缩强度、抗热震性等。然而,目前我国批量化生产超细/纳米钨粉的技术尚不成熟,尤其缺乏低成本、短流程、高性能的技术路线和工艺。因此,打破由国外少数生产厂家控制国际超细/纳米钨粉及相关产品市场的局面,制备具有我国自主知识产权的超细/纳米级别钨基复合粉末材料是国内极为重要的研发方向。另一方面,为了进一步提高钨金属的使用性能,研究人员通过添加少量的碳化物MeC(Me=Hf、Zr等)颗粒,以细化晶粒等方式克服钨的低温脆性,降低钨的韧脆转变温度,已取得较好的效果。日本学者制备出W-(0.25-0.8wt.%)MeC复合材料,研究表明添加MeC后钨晶粒显著细化,韧脆转变温度降低,室温和高温强度、再 ...
【技术保护点】
1.一种可添加WC强化相的W基复合粉末的工业化原位合成方法,其特征在于,在原位反应过程中,首先,金属氧化物中的氧和WC中的碳相结合形成气体逸出,反应产物得到含W基体,具体包括以下步骤:(1)以钨氧化物、铜氧化物、钨酸铜中的一种或几种含氧的金属氧化物和碳化钨为原料,首先对各原料分别进行高能球磨,磨球与粉末质量比为3:1~10:1,以无水乙醇为研磨介质,研磨介质与物料体积比为1:1~5:1,球磨机转速为100~2000r/min,球磨时间为20~80h,使得各原料粒径达到纳米级别,同时增加反应活性;若能够直接得到纳米级别的原材料颗粒,则可省去高能球磨;(2)将步骤(1)得到的粉体按照化学计量比进行配料,进行二次球磨,磨球与粉末质量比为3:1~10:1,以无水乙醇为研磨介质,研磨介质与物料体积比为1:1~5:1,球磨机转速为100~700r/min,球磨时间为10~40h;(3)将步骤(2)得到的混合粉末置于真空炉或管式炉中进行反应,真空炉内真空度小于10Pa,以升温速率为7~15℃/min加热至700~1000℃保温2~5h,待炉温降至室温后,通入空气,得到可添加WC强化的W基复合粉末;制 ...
【技术特征摘要】
1.一种可添加WC强化相的W基复合粉末的工业化原位合成方法,其特征在于,在原位反应过程中,首先,金属氧化物中的氧和WC中的碳相结合形成气体逸出,反应产物得到含W基体,具体包括以下步骤:(1)以钨氧化物、铜氧化物、钨酸铜中的一种或几种含氧的金属氧化物和碳化钨为原料,首先对各原料分别进行高能球磨,磨球与粉末质量比为3:1~10:1,以无水乙醇为研磨介质,研磨介质与物料体积比为1:1~5:1,球磨机转速为100~2000r/min,球磨时间为20~80h,使得各原料粒径达到纳米级别,同时增加反应活性;若能够直接得到纳米级别的原材料颗粒,则可省去高能球磨;(2)将步骤(1)得到的粉体按照化学计量比进行配料,进行二次球磨,磨球与粉末质量比为3:1~10:1,以无水乙醇为研磨介质,研磨介质与物料体积比为1:1~5:1,球磨机转速为100~700r/min,球磨时间为10~40h;(3)将步骤(2)得到的混合粉末置于真空炉或管式炉中进行反应,真空炉内真空度小于10Pa,以升温速率为7~15℃/min加热至700~1000℃保温2~5h,待炉温降至室温后,通入空气,得到可添加WC强化的W基复合粉末;制备得到的的W基复合粉末材料...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋晓艳,李昱嵘,王海滨,侯超,聂祚仁,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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