1)配制摻雜鎢粉:將原鎢(WO2.9)粉及按鎢粉重量百分比計(jì),含 SIO2:0.2~0.6wt% 和 K2O:0.2~0.6wt% 的 H2SiO3 與KOH混合溶液及含Al2O3:0.02~0.1wt% 的Al(NO3)3 溶液置于攪拌器內(nèi),在50~60℃溫度下混合3~5小時(shí)后,在100~200℃溫度下干燥處理3~6小時(shí),得摻雜蘭鎢粉;
2)還原處理:將摻雜鎢粉裝舟置于500~950℃溫度及氫氣氛下還原處理8~12小時(shí),冷卻后過(guò)100~200目篩、得摻雜鎢粉;
3)酸洗:首先采用濃度為3~6wt% 的稀鹽酸對(duì)摻雜鎢粉酸洗30~60分鐘,然后抽去上層清液,再加入濃度為3~6wt% 的氫氟酸,洗至粉料中Si含量≤250ppm、Al含量≤30ppm,然后在70~150℃溫度下真空干燥不低于10小時(shí),干燥后過(guò)160~200目篩分 散、除雜;
4)壓坯:將3處理所得粉料在150~250MPa壓力下壓制成摻雜鎢坯條;
5)預(yù)燒結(jié):壓制成的坯條置于舟皿中,在氫氣氛及1100~1400℃溫度下燒結(jié)30~60分鐘;
6)垂熔燒結(jié):將預(yù)燒結(jié)后的坯條置于垂熔爐內(nèi),在氫氣氛及熔斷電流的70~92%電流強(qiáng)度的條件下垂熔燒結(jié)10~25分鐘后,隨爐冷卻,得未致密含鉀鎢條;
7)間接燒結(jié):將6工序所得鎢條置于中頻爐或鎢棒爐內(nèi),在氫氣氛及2000~2300℃溫度下燒結(jié)2~6小時(shí),隨爐冷卻后即得目的物含鉀金屬鎢條。
無(wú)磁硬質(zhì)合金材料的研發(fā)和生產(chǎn)是新型硬質(zhì)合金材料意義重大的表現(xiàn)。硬質(zhì)合金是以元素周期表第ⅣA、ⅤA、ⅥA族難熔金屬碳化物(如碳化鎢WC),以鐵族過(guò)渡族金屬(鈷Co、鎳Ni、鐵Fe)作為粘結(jié)相,通過(guò)粉末冶金工業(yè)燒結(jié)而成。以上碳化鎢都是無(wú)磁的,而Fe、Co、Ni都是有磁的,其居里點(diǎn)分別為770℃、1120℃、354℃。其中Ni(鎳)的居里點(diǎn)相對(duì)較低,可以通過(guò)一些方法將其降至室溫以下,用Ni做粘結(jié)劑是制取無(wú)磁合金的必備條件。
獲得WC-Ni系無(wú)磁硬質(zhì)合金有以下方法:
1.嚴(yán)格控制碳含量
WC-Ni合金和WC-Co合金一樣,碳含量是影響W在粘結(jié)相中固容量的主要因素,即合金中碳化合物相的碳含量越低,Ni粘結(jié)相中W的固溶量越大,其變化范圍約在10~31%。當(dāng)W在Ni粘結(jié)相中的固溶量超過(guò)17%時(shí),合金就呈無(wú)磁性。這種方法的實(shí)質(zhì)是通過(guò)降低碳含量,提高W在粘結(jié)相中的固溶量來(lái)獲得無(wú)磁硬質(zhì)合金。實(shí)際通常采用碳含量低于理論碳含量的WC粉,或在混合料中加入W粉的方法來(lái)達(dá)到生產(chǎn)低碳合金的目的。不過(guò),單純利用控制碳含量的方法來(lái)制取無(wú)磁合金是非常困難的。
2.添加鉻Cr、鉬Mo、鉭Ta
高碳的WC-10%Ni(wt%重量百分比)合金在常溫下呈鐵磁性,如果以金屬的形式添加0.5%以上的Cr、Mo和1%以上的Ta,可使高碳合金由鐵磁性轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)磁性。添加Cr,合金磁性與碳含量無(wú)關(guān),Cr在合金粘結(jié)相中與W一樣大量固溶的結(jié)果。而添加Mo、Ta的合金只能在一定的碳含量下轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)磁合金。由于Mo、Ta在粘結(jié)相中固溶量較少,大部分Mo、Ta只是奪取WC中的碳形成了相應(yīng)的碳化物或碳化物固溶體,所以合金成分向低碳側(cè)偏移,從而引起W在粘結(jié)相中的固溶量增加。也就是說(shuō),添加Mo、Ta的方法實(shí)際上還是通過(guò)降低碳含量來(lái)獲得無(wú)磁合金,雖然不如添加Cr容易控制,但比純WC-10%Ni合金在控制碳含量方面相對(duì)容易些,含碳量的范圍由5.8~5.95%拓寬至5.8~6.05%。
3.添加NiB或AI
以含硼1~8的NiB(硼化鎳)為粘結(jié)相,以WC、TiC(碳化鈦)、TaC(碳化鉭)等為硬質(zhì)相,通過(guò)1300~1450℃真空燒結(jié)制成的。當(dāng)粘結(jié)相中硼含量大于8%時(shí),抗彎強(qiáng)度明顯下降。這種合金之所以能獲得無(wú)磁性,推斷是由于硼在合金粘結(jié)相中固溶而使合金居里點(diǎn)降低,或者是由于硼與WC反應(yīng)生成新的硬質(zhì)相而使合金變成低碳合金的結(jié)果。在WC-Ni系硬質(zhì)合金中添加Al,如成分為WC-0.75%Al-14.25%Ni的合金,這種合金在室溫下呈弱磁性,其抗彎強(qiáng)度為1670MPa,硬度為87.4HRA。
在無(wú)磁合金的生產(chǎn)制備方法中,第二種方法在生產(chǎn)中得到了實(shí)際應(yīng)用。種方法因工藝難以控制,第三種方法因?yàn)樾阅茌^差而沒(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
就第二種方法來(lái)說(shuō),雖然可以滿足生產(chǎn)無(wú)磁硬質(zhì)合金的要求,但還存在一些問(wèn)題。碳含量是生產(chǎn)無(wú)磁合金中比較難準(zhǔn)確控制的因素,也是獲得正常性能硬質(zhì)合金的基本前提。W-C-Ni三元系能得到正常組織結(jié)構(gòu)(二相區(qū))的碳成分范圍比較窄,而其中能夠獲得無(wú)磁合金的范圍更窄。在工業(yè)生產(chǎn)條件下,比較難以保證合金組織在二相區(qū)中的無(wú)碳區(qū)。如果希望合金無(wú)磁,往往控制碳含量在二相區(qū)的低碳側(cè),如果碳含量過(guò)低,就會(huì)析出θ相,從而嚴(yán)重影響合金機(jī)械性能。雖然添加Mo、Ta等合金元素可使合金粘結(jié)相二相區(qū)中無(wú)碳區(qū)的范圍增大,但增寬幅度畢竟有限。
對(duì)于添加Cr生產(chǎn)無(wú)磁合金的方法來(lái)說(shuō),其磁性不依賴合金碳含量的變化。但是加入Cr3C2(碳化鉻)后合金的強(qiáng)度會(huì)受到影響。生產(chǎn)的無(wú)磁硬質(zhì)合金,無(wú)磁的重要指標(biāo)是磁導(dǎo)率偏高,其機(jī)械性能(強(qiáng)度、硬度、耐磨性等)有待進(jìn)一步提高
1.鎢泥可制成任何您想要的形狀。
2.鎢泥具有粘性。
3.鎢泥性,兒童使用。
4.鎢泥可節(jié)約大量時(shí)間,您可以將鎢泥直接制成配重件,無(wú)需繁瑣的加工程序。
5.鎢泥具有防水性,可用于漁具上。
采用氫還原三氧化鎢或仲鎢酸銨的方法制備。用氫還原法制取鎢粉的工藝過(guò)程一般分為兩個(gè)階段:階段在500~700℃溫度下,三氧化鎢還原成二氧化鎢;第二階段在700~900℃溫度下,二氧化鎢還原成鎢粉。還原反應(yīng)常在管式電爐或回轉(zhuǎn)式爐中進(jìn)行。
還原鎢粉的性能(如純度、粒度、粒度組成等)主要取決于還原工藝。在管式爐中還原鎢粉時(shí),影響還原速度的主要工藝參數(shù)是還原溫度、燒舟中氧化鎢的裝載量、燒舟移動(dòng)速度、氫氣流速及氫氣中水分含量。隨著還原溫度的升高,鎢粉的粒度變粗。
鎢粉的制取除了氫還原法外,還有早期采用的氧化鎢碳還原法,還原溫度高于1050℃。用這種方法得到的鎢粉純度較低。此外,用金屬鋁、鈣、鋅等還原氧化鎢的工藝研究工作亦在進(jìn)行中。對(duì)于特殊應(yīng)用而要求高純度、超細(xì)粒度的鎢粉,則發(fā)展了氯化鎢氫還原法,得到的鎢粉粒度可小于0.05μm。
工業(yè)生產(chǎn)可用氫氣還原三氧化鎢制得;或?qū)⒅冁u酸銨用酸處理,再經(jīng)熟分解得到三氧化鎢,用氫氣還原制得。
1.
氫氣還原三氧化鎢法:用氫氣還原可分二個(gè)階段進(jìn)行,階段將三氧化鎢加熱至550~800℃,用氫氣還原,第二階段還原在650~850℃時(shí)進(jìn)行,制得鎢粉成品。
2.
也可先將仲鎢酸銨通氫或不通氫還原成藍(lán)色氧化鎢(藍(lán)鎢),再用氫還原成鎢粉。鎢粉的粒度、粒度組成是鎢粉的重要質(zhì)量指標(biāo)。還原在管式電爐或回轉(zhuǎn)式電爐內(nèi)進(jìn)行。