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【背景及概述】[1][2]
碳化鎢一般有兩種。一種化學(xué)式WC，為黑色六方晶體，有金屬光澤，硬度與金剛石相近，為電、熱的良好導(dǎo)體。熔點(diǎn)2870℃，沸點(diǎn)6000℃，相對(duì)密度 15.63(18℃)。碳化鎢不溶于水、鹽酸和硫酸，易溶于硝酸－氫氟酸的混合酸中。純的碳化鎢易碎，若摻入少量鈦、鈷等金屬，就能減少脆性。用作鋼材切割工具的碳化鎢，常加入碳化鈦、碳化鉭或它們的混合物，以提高抗爆能力。碳化鎢的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。在碳化鎢中，碳原子嵌入鎢金屬晶格的間隙，并不破壞原有金屬的晶格，形成填隙固溶體，因此也稱填隙（或插入）化合物。碳化鎢可由鎢和碳的混合物高溫加熱制得，氫氣或烴類的存在能加速反應(yīng)的進(jìn)行。若用鎢的含氧化合物進(jìn)行制備，產(chǎn)品最終必須在1500℃進(jìn)行真空處理， 以除去碳氧化合物。碳化鎢適宜在高溫下進(jìn)行機(jī)械加工，可制作切削工具、窯爐的結(jié)構(gòu)材料、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、噴嘴等。另一種化學(xué)式W2C，分子量379.71。黑色六方晶體。比重17.15。熔點(diǎn) 2860℃。沸點(diǎn)約6000℃。400℃時(shí)與氯強(qiáng)烈發(fā)生作用生成六氯化鎢及石墨。由鎢粉與碳短時(shí)間加熱至1900℃制得。
【應(yīng)用】[3][4]
碳化鎢適宜在高溫下進(jìn)行機(jī)械加工，可制作切削工具、窯爐的結(jié)構(gòu)材料、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、噴嘴等。超粗碳化鎢-Co硬質(zhì)合金用的超粗碳化鎢粉末原料具有晶體結(jié)構(gòu)完整、結(jié)構(gòu)缺陷少、顯微硬度高、微觀應(yīng)變小、具有一定的塑性等一系列優(yōu)點(diǎn)，用其制造的硬質(zhì)合金韌性好、抗沖擊、高溫硬度高、熱導(dǎo)率高、蠕變變形小，被廣泛用于礦山工具、石油 鉆采工具、采煤機(jī)采掘工具、隧道工程用盾構(gòu)機(jī)刀具、沖壓模具、復(fù)合軋輥、金屬 表面硬面噴涂和噴焊等。應(yīng)用舉例如下：
1. 碳化鎢屬于陶瓷相，具有熔點(diǎn)高、硬度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性差、化學(xué)性能穩(wěn)定 等優(yōu)點(diǎn)，是制備耐磨耐蝕涂層的理想材料，但由于碳化鎢的高熔點(diǎn)及高硬度， 噴涂的碳化鎢顆粒與基體材料的附著力差，且在空氣中升高溫度時(shí)易發(fā)生氧化， 因此純碳化鎢粉末很少單獨(dú)用作熱噴涂粉末材料，通常需要加入Co、Ni、Ni-Cr 等金屬或合金作粘結(jié)相制成燒結(jié)型粉末或包覆型粉末供熱噴涂使用。已廣泛應(yīng) 用的碳化鎢-鈷和碳化鎢-鈷-鉻系列熱噴涂粉末，由于其所制備的涂層具有極高 的硬度、優(yōu)越的耐磨耐蝕性能和良好的韌性，廣泛地應(yīng)用于航空航天、汽車、 冶金、電力、造紙等領(lǐng)域，以提高零部件表面的耐磨性能及修復(fù)磨損部位。
2. 以硝酸銀晶體、碳化鎢粉為原料，通過(guò)化學(xué)包覆制粉及液相熔滲工藝制備銀碳化鎢電觸頭，該方法的工藝過(guò)程包括以下步驟
①化學(xué)包覆法制備銀碳化鎢包覆粉末：配制硝酸銀溶液、碳化鎢粉與銅粉混合水溶液，將硝酸銀溶液緩慢加入勻速攪拌下的碳化鎢粉與銅粉混合水溶液，發(fā)生化學(xué)置換反應(yīng)，置換出的銀迅速沉積于碳化鎢顆粒表面，形成銀包碳化鎢顆粒粉末泥漿，經(jīng)清洗、過(guò)濾、干燥取得銀碳化鎢包覆粉末；
②包覆粉末制粒成型，將包覆粉末摻雜添加物，混合、還原，再添加潤(rùn)滑劑，并在具有保護(hù)性氣氛的氫氣干燥爐中200～300℃干燥制粒，經(jīng)粉末自動(dòng)壓機(jī)冷壓成型，制取銀碳化鎢骨架；
③骨架燒結(jié)熔滲，將準(zhǔn)備好的純銀片置于銀碳化鎢骨架上方，列陣式擺放在石墨板上，送入具有保護(hù)氣氛氫氣燒結(jié)爐中，進(jìn)行1200～1300℃高溫熔滲；
④熔滲品復(fù)壓拋光，將上述熔滲品在液壓機(jī)上進(jìn)行冷壓，壓力為12-14T/cm2，保持壓力2～3秒，再經(jīng)表面拋光處理得到最終銀碳化鎢觸頭產(chǎn)品。
【制備】 [5]
一種窄粒度分布超粗晶碳化鎢粉末，其主要特征為：
1）80wt%~90wt%的碳化鎢粉末的粒徑在0.5D50~2D50之間，D50為中位徑， 中位徑（D50）是質(zhì)量累積分布達(dá)到50%時(shí)的粒徑，即80wt%的碳化鎢的粒徑在中 位徑D50的一半至兩倍的中位徑之間；
2）粒徑大于5D50（5倍中位徑）的碳化鎢粉末少于0.5wt%；
3）碳化鎢粉末的化學(xué)純度高于或等于99.9wt%；
4）碳化鎢粉末的費(fèi)氏粒度（Fsss粒度）≥15μm；
5）碳化鎢粉末中總碳含量在6.07wt%~6.19wt%之間，其中，化合碳含量 ≥6.07wt%，游離碳含量≤0.07wt%；Fe≤0.02wt%，Mo≤0.02wt%，氯化殘?jiān)?le;0.01wt%。
【主要參考資料】
[1] 化學(xué)詞典
[2] 中國(guó)大百科全書（化學(xué) 卷）
[3] 馮如信;羅小虎.一種銀包覆碳化鎢粉末制備銀碳化鎢觸頭材料的方法及其產(chǎn)品CN201410085547.6，申請(qǐng)日2014-03-10
[4] 姚萍屏;貢太敏;何俊.一種碳化鎢-鈷或碳化鎢-鈷-鉻熱噴涂粉末的制備方法. CN201210370225.7，申請(qǐng)日2012-09-27
[5] 曹瑞軍;林晨光;郭華彬;郭名亮;朱啟偉;劉小平;林中坤.一種窄粒度分布超粗晶碳化鎢粉末及其制備方法.CN201210274420.X，申請(qǐng)日2012-08-03