钨钴复合粉在流态化床中的碳化反应过程研究_龚南雁

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1、第29卷第1期硬质合金2012年2月Vol.29No.1CEMENTEDCARBIDEJan.2012→→→→→→→→→材料科学→→→→→doi：10.3969/j.issn.1003-7292.2012.01.002钨钴复合粉在流态化床中的碳化反应过程研究1,21,3龚南雁欧阳亚非（1.硬质合金国家重点实验室，湖南株洲412000；2.株洲硬质合金集团有限公司，湖南株洲412000；3.株洲钻石切削刀具股份有限公司，湖南株洲412000）摘要将钨钴复合氧化物置于自主研发的高温流态化床中，采用氢气作为还原剂，经过还原反应后得到类金属化合物-钨钴复合粉（Co7W6和W），再加入炭黑进行碳

2、化反应，得到最终产品碳化钨钴复合粉。试验过程进行实时在线取样，对样品进行相组成和Co、C、O、N等元素含量分析。研究结果发现，碳化过程非常迅速，其中类金属化合物Co7W6按照Co7W6→Co6W6C→Co3W3C→WC进行碳化，单质金属W是按照W→W2C→WC进行碳化，并且W2C比Co3W3C更易碳化。同进还发现，不需要经过CoW3C相可以实现完全碳化。关键词钨钴复合粉；流态化；碳化反应StudyonCarbonizationProcessofW-CoCompositePowderinFluidized-bed1,21,3GongNanyanOuyangYafei(1.StateKey

3、LaboratoryofCementedCarbide,ZhuzhouHunan412000,China;2.ZhuzhouCementedCarbideGroupCorp.Ltd.,ZhuzhouHunan412000,China;3.ZhuzhouCementedCarbideCuttingToolsCo.Ltd.,ZhuzhouHunan412007,China)ABSTRACTTungstencobaltcompositeoxidewasplacedontheself-developedhightemperaturefluidized-bedtoprepareW-Cocompo

4、sitepowder(Co7W6andW)byreductionreactionusinghydrogenasreducingagent.Then,carbonblackwasaddedtoobtainthefinalproductofWC-Cocompositepowderbycarbonizationprocess.Thephasecompositionandelementcontentwerestudiedonthesamplesobtainedatdifferentstageswhilethetemperaturesinsidethefluidized-bedwererecor

5、dedsynchronously.Theresultsshowthat,thecarbonizationprocessisveryfastaccordingtothetempera-turevariationcurves.TheCo7W6metalcompoundiscarbonizedasthesequenceofCo7W6→Co6W6C→Co3W3C→WC,andtheelementalWiscarbonizedasW→W2C→WC.W2CiscarbonizedmoreeasilythanCo3W3C.ItisalsofoundthatCoW3Cisnotindispensabl

6、eforcompletecarbonization.KEYWORDSW-Cocompositepowder;fluidization;carbonizationreaction作者简介：龚南雁（1977-），男，1999年毕业于中南大学材料系，工程师，一直从事纳米相碳化钨钴复合粉的研发、生产、管理和技改工作。第29卷龚南雁欧阳亚非：钨钴复合粉在流态化床中的碳化反应过程研究·7·硬质合金以钨、钴、钛等稀有金属为主要原料，氢气、氮气（均为工业纯度）。其中又以碳化钨-钴硬质合金占主体地位。硬质合金具有高硬度、高密度、耐磨等特殊性能，被广泛应2试验方法用于机械制造、石油开采、军工、航空航天等多

7、个领域，是具有高科技含量的新型受力结构材料，具有2.1实验过程[1]很大的市场潜力。硬质合金经典的制备方法是先将钨钴复合氧化物（CoWO4和WO3）置于高温采用推进式马弗炉或回转炉使钨氧化物被氢气还流态化床中，经过还原后得到的钨钴复合粉（即单原成钨粉，将钨粉与碳粉混合，经过高温碳化成碳质金属W和类金属化合物Co7W6），再投入炭黑在化钨，再与预制的钴粉进行球磨混合，获得碳化钨600～1000℃将其碳化成碳化钨钴复合粉。碳化过钴（WC-Co）硬质