不同长径比紫钨复合粉及其可控制备方法、用途技术

本发明专利技术公开了一种不同长径比紫钨复合粉及其可控制备方法、用途，将可溶性钨盐与可溶性钴盐液‑液混合形成的一定溶质质量浓度的钨钴溶液依次经喷雾干燥、煅烧分解和轻度还原得到棒状颗粒与球状颗粒的混合物，或一定质量浓度的可溶性钨盐溶液，依次经喷雾干燥、煅烧分解和轻度还原得到棒状颗粒；可溶性钨盐为偏钨酸铵，可溶性钴盐为硝酸钴、醋酸钴或硫酸钴；棒状颗粒为紫钨，所述球状颗粒为钨酸钴；钴含量大于等于0、且小于等于6wt％时，随钴含量增加紫钨棒径变细、长径比增大；钴含量大于6wt％、且小于等于15wt％时，随钴含量增加紫钨棒径变粗、长径比减小；实现紫钨复合粉的可控制备，并将其用于快速制备超细WC‑Co粉。

Different ratio of length to diameter of tungsten violet composite powder and its controllable preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
不同长径比紫钨复合粉及其可控制备方法、用途
本专利技术属于粉末冶金
，涉及一种不同长径比紫钨复合粉及其可控制备方法、用途。
技术介绍
随着电子信息技术和现代化生产的不断发展，规模化、精密化的生产加工越来越多，传统钨钴硬质合金由于存在硬度和强度之间的固有矛盾，已经无法满足迅猛发展的IT产业、电子技术、医疗和航天军工等领域对高性能、高精度、长寿命加工工具的大批量需求，以及其它精密制造行业的迫切需要。实践证明，将合金中WC晶粒超细化，合金的硬度和强度都显著提升，超细/纳米晶硬质合金可以满足现阶段的需求。而合成高质量的WC粉是制备超细/纳米晶WC-Co硬质合金的前提，目前制备碳化钨粉的技术主要有机械合金化法，喷雾转化法，化学气相反应法和直接还原碳化法等。其中直接还原碳化法是以钨的氧化物为原料在体系内同时发生还原和碳化反应，这种方法具有高效率、低成本等优点，是目前广泛采用制备WC和WC-Co复合粉体的方法之一。另外，紫钨因具有特殊的棒状或针状结构，颗粒之间相互交错形成连通的孔隙使得紫钨颗粒具有良好的通透性，在还原过程中有利于气体分子进入到紫钨内部使反应不仅始于表面还可以始于颗粒内部，大大缩短了还原反应时间，被认为是直接还原碳化制备超细/纳米碳化钨复粉的最佳原料。直接还原碳化制备的产物形貌与原料存在遗传关系，在还原过程，紫钨棒发生断裂，生成串珠状的纳米钨单晶后再进一步渗碳生成碳化钨，产品粒度与紫钨棒直径有定量关系，同时紫钨长径比越大比表面能越高，越有利于还原碳化反应的进行，因此紫钨直径越细、长径比越大，获得的碳化钨粉的粒度也越细。目前，采用偏钨酸铵(AMT)或仲钨酸铵(APT)湿氢直接还原可以制备出紫钨粉，但很难通过改变还原工艺来调控紫钨棒的直径和长径比来制备相应形貌的紫钨原料，从而满足不同粒径钨粉、碳化钨粉的生产需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种不同长径比紫钨复合粉，以解决目前难以调控紫钨原料的颗粒直径和长径比，造成难以满足不同粒径钨粉、碳化钨粉、WC-Co粉的生产需求的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种不同长径比紫钨复合粉的可控制备方法，以解决目前难以调控紫钨颗粒的直径和长径比来制备不同长径比的紫钨原料的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种不同长径比紫钨复合粉的用途。本专利技术所采用的技术方案是，不同长径比紫钨复合粉，为一定质量浓度的可溶性钨盐溶液，依次经喷雾干燥、煅烧分解和轻度还原所得产物；或可溶性钨盐与可溶性钴盐进行液-液混合形成的一定溶质质量浓度的钨钴溶液，依次经喷雾干燥、煅烧分解和轻度还原所得产物。进一步的，所述可溶性钨盐与可溶性钴盐液-液混合形成的一定溶质质量浓度的钨钴溶液，依次经喷雾干燥、煅烧分解和轻度还原所得为棒状颗粒与球状颗粒的混合物；所述一定质量浓度的可溶性钨盐溶液，依次经喷雾干燥、煅烧分解和轻度还原所得为棒状颗粒。进一步的，所述可溶性钨盐为偏钨酸铵，可溶性钨盐溶液为偏钨酸铵溶液，可溶性钴盐为硝酸钴、醋酸钴或硫酸钴。进一步的，所述棒状颗粒为紫钨，所述球状颗粒为钨酸钴。进一步的，所述棒状颗粒直径为0.02～0.4μm、长径比为8～90。本专利技术所采用的另一技术方案是，不同长径比紫钨复合粉的可控制备方法，具体步骤如下：步骤S1、将可溶性钨盐与可溶性钴盐按一定配比溶解到蒸馏水中得到溶质质量浓度为100～3000g/L、钴含量为0～15wt％的稳定溶液，并依据需求确定可溶性钨盐与可溶性钴盐的配比，钴含量大于等于0、且小于等于6wt％时，随钴含量的增加紫钨的棒径变细、长径比增大；钴含量大于6wt％、且小于等于15wt％时，随钴含量的增加紫钨的棒径变粗、长径比减小；步骤S2、对稳定溶液进行喷雾干燥，得到中间粉末；步骤S3、将中间粉末依次进行煅烧分解、轻度还原，得到紫钨复合粉，煅烧分解的温度为448-800℃、时间为30～200min，轻度还原的温度为615～900℃、时间为10～90min；稳定溶液的溶质质量浓度，轻度还原的温度、时间中任一个增加时，紫钨的棒径变粗、长径比变小。进一步的，所述步骤S2中喷雾干燥的进气口温度180～250℃、空气流量为50～90m3/h、进液速度为0.3～1L/h。进一步的，所述煅烧分解是在空气气氛中将粉体直接加热到分解温度后保温；所述轻度还原是使煅烧分解后的粉体温度达到还原温度后通入氢气，在氢气气氛下将三氧化钨还原成紫钨，其表达式为：WO3+0.18H2＝WO2.72+0.18H2O；所述氢气流量为30L/h。进一步的，所述步骤S3中煅烧分解和轻度还原均在转速为600r/h的真空回转管炉中进行。本专利技术所采用的另一技术方案是，不同长径比紫钨复合粉用于快速制备超细WC-Co粉。本专利技术的有益效果是，通过钴的调控制备得到不同长径比的紫钨复合粉，用于不同粒径钨粉、碳化钨粉、WC-Co粉的快速生成需求，为高性能硬质合金的生产打下良好的基础；采用所制备的紫钨复合粉进行还原碳化获得的碳化钨粉可以直接用来生产相应牌号的YG硬质合金，不需要再次添加钴球磨混粉，增加了生产效率，降低了成本；工艺设备简单，制备的紫钨复合粉活性高，在超细碳化钨的快速制备中拥有良好的前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是喷雾干燥钨钴混合粉煅烧分解后的SEM扫描电镜图。图2是喷雾干燥钨钴混合粉煅烧分解后的XRD分析结果图。图3是轻度还原所得紫钨复合粉的XRD分析结果图。图4是轻度还原所得紫钨复合粉的SEM扫描电镜图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1平均棒径为400nm，长径比为8的紫钨的可控制备方法，包括以下步骤：步骤S1、将偏钨酸铵溶解到蒸馏水中，得到质量浓度为1000g/L的稳定溶液；步骤S2、对稳定溶液进行喷雾干燥，喷雾干燥进气口温度为240℃、空气流量为80m3/h，进液速度为0.9L/h，得到前体粉；步骤S3、将前体粉在580℃煅烧分解120min，然后在700℃轻度还原40min，得到紫钨复合粉，所得紫钨粉体颗粒的平均棒径为400nm，长径比为8。实施例2平均棒径为200nm，长径比为22的紫钨的可控制备方法，包括以下步骤：步骤S1、将偏钨酸铵与硝酸钴按一定配比溶解到蒸馏水中，得到溶质质量浓度为1500g/L、钴含量为2w本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.不同长径比紫钨复合粉，其特征在于，为一定质量浓度的可溶性钨盐溶液，依次经喷雾干燥、煅烧分解和轻度还原所得产物；或可溶性钨盐与可溶性钴盐进行液-液混合形成的一定溶质质量浓度的钨钴溶液，依次经喷雾干燥、煅烧分解和轻度还原所得产物。/n

【技术特征摘要】
1.不同长径比紫钨复合粉，其特征在于，为一定质量浓度的可溶性钨盐溶液，依次经喷雾干燥、煅烧分解和轻度还原所得产物；或可溶性钨盐与可溶性钴盐进行液-液混合形成的一定溶质质量浓度的钨钴溶液，依次经喷雾干燥、煅烧分解和轻度还原所得产物。


2.根据权利要求1所述的不同长径比紫钨复合粉，其特征在于，所述一定质量浓度的可溶性钨盐溶液，依次经喷雾干燥、煅烧分解和轻度还原所得为棒状颗粒；
所述可溶性钨盐与可溶性钴盐液-液混合形成的一定溶质质量浓度的钨钴溶液，依次经喷雾干燥、煅烧分解和轻度还原所得为棒状颗粒与球状颗粒的混合物。


3.根据权利要求1或2所述的不同长径比紫钨复合粉，其特征在于，所述可溶性钨盐为偏钨酸铵，可溶性钨盐溶液为偏钨酸铵溶液，可溶性钴盐为硝酸钴、醋酸钴或硫酸钴。


4.根据权利要求3所述的不同长径比紫钨复合粉，其特征在于，所述棒状颗粒为紫钨，所述球状颗粒为钨酸钴。


5.根据权利要求2或4所述的不同长径比紫钨复合粉，其特征在于，所述棒状颗粒直径为0.02～0.4μm、长径比为8～90。


6.如权利要求5所述的不同长径比紫钨复合粉的可控制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤S1、将可溶性钨盐与可溶性钴盐按一定配比溶解到蒸馏水中得到溶质质量浓度为100～3000g/L、钴含量为0～15wt％的稳定溶液，并依据需求确定可溶性钨盐与可溶性钴盐的配比，钴含量大于等于0、且小于等于6wt％时，随钴含...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘柏雄，杨斌，张丽娜，杨高玲，尚宜生，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：江西;36