[发明专利]一种(W;Mo2)C-Al2O3复合粉体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种(W,Mo₂)C‑Al₂O₃复合粉体及其制备方法。本发明以粉末偏钨酸铵、钼酸铵、硝酸镧六水化合物、九水硝酸铝和葡萄糖为原料，将上述原料溶于去离子水或蒸馏水中，并搅拌均匀，制得溶液。然后把该溶液加热、蒸干，得到碳源均匀的前驱体Al2O3/WO3复合粉体，管式炉抽真空后，在H₂/N₂气氛条件下进行还原碳化反应，最后制得超细晶(W,Mo₂)C‑Al₂O₃复合粉体。本发明所得(W,Mo₂)C‑Al₂O₃复合粉体杂质够少、纯度够高、颗粒够均匀，且反应过程非常平稳。此外，本发明工艺容易控制、制备流程简单，使得生产工艺简单、方便，产品成本低，工业化生产投资少，便于实现工业化批量生产。

技术领域

本发明属于碳化钨粉制备领域，具体涉及一种(W,Mo₂)C-Al₂O₃复合粉体及其制备方法。

背景技术

碳化钨(WC)硬质合金具备断裂韧性好、硬度高和抗弯强调高的特点，在现代工具材料、耐腐蚀材料、耐磨材料和耐磨材料等方面有着极其广泛的用途。金属加工工业的技术革命就是由于WC在很大程度上取代高速钢而引起的，因此碳化钨被誉为“工业的牙齿”。由于钴对碳化钨具有优良的湿润性能，且碳化钨在钴中具有一定的溶解度，所以一直以来选取钴作为复合陶瓷材料的粘接剂。然而，钴是一种稀少、贵重，且极具国防意义的战略资源，中国由于钴矿资源匮乏，而且品位低，位置分散，开采成本高。现阶段中国作为一个资源消费大国，每年进口钴矿的数量是巨大的，大量地使用外部资源会引起国际市场资源价格的上涨，与此同时也对国内的需求造成了极大的价格与市场风险，因此寻求钴资源的替代物，降低合金成本，已经引起了广大科研工作者的浓厚兴趣。

目前有学者使用部分金属(Al、Cu、Ni、Fe)、金属间化合物(Fe₃A、VC、TiC)和氧化物(MgO、ZrO₂)等来取代钴从而制备碳化钨基硬质合金已然获得成功和一定的进展。使用Fe、Ni等金属来代替钴，虽然制备的硬质合金的力学性能和WC-Co体系硬质合金的性能相近，但是石墨相和碳化物极易出现，从而对材料的使用性能造成影响。本发明试图以氧化铝替代钴，虽然氧化铝韧性比钴略差，但其价格却明显比钴便宜，更为重要的是由于其热稳定性，耐腐蚀性及耐高温性良好，在恶劣条件下完全可以满足使用要求，因此用氧化铝(Al₂O₃) 替代贵金属钴(Co)的研究具有重要的实用意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能的无粘接相(W,Mo₂)C-Al₂O₃复合粉体及其制备方法，该方法工艺简单，易于实现规模化生产、制备时间短、粉体性能稳定的粉体。

本发明的技术方案为：

一种(W,Mo₂)C-Al₂O₃复合粉体，包括按质量百分比计的如下成分：碳化钨81～83％，碳化钼1.5～3.5％，氧化铝14～16％，氧化镧0.1～0.3％。

上述(W,Mo₂)C-Al₂O₃复合粉体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将去离子水或蒸馏水加热至60-70℃，然后依次加入偏钨酸铵、钼酸铵、六水硝酸镧、九水硝酸铝、葡萄糖，加入量分别为14-17g/L、0.5-0.8g/L、0.02-0.05g/L、15-16g/L、6-8g/L，搅拌使其溶解并持续搅拌0.5-1h；然后持续加热直至沸腾蒸发，得到碳源分布均匀的三氧化铝/三氧化钨即Al₂O₃/WO₃前驱体复合粉末；