[发明专利]一种裂解制备硬质合金用均匀复合粉的方法

说明书

本发明属于硬质合金及材料冶金领域，具体公开了一种裂解制备硬质合金用均匀复合粉的方法。该方法以可溶钴盐和碳化钨粉为原料，通过定向结晶、真空裂解等步骤，实现硬质合金用WC‑Co复合粉的可控制备。在热液中溶解钴盐，向其中添加碳化钨粉，搅拌状态下加入草酸铵溶液，使生成草酸钴沉淀析出并附着在碳化钨粉末上从而包裹碳化钨粉，得到均匀的WC‑草酸钴复合粉，过滤后经真空干燥、裂解得到WC‑Co包裹粉末。本发明制备流程简捷、节能环保，粘结相分布均匀、钴含量和粒度易于控制，可满足不同硬质合金生产对原料的要求。

技术领域

本发明属于硬质合金及材料冶金领域，更具体的，涉及一种裂解制备硬质合金用均匀复合粉的方法。

背景技术

WC/Co硬质合金材料广泛应用于机械加工、电子轻纺、国防军工和地质冶金等领域。目前WC/Co硬质合金生产方法是将碳化钨与钴粉进行固固球磨混合，获得碳化钨-钴混合料，通过压制烧结成型。这种方法中碳化钨和钴难以混合均匀，影响硬质合金产品的性能，使控制钴池形成为生产中共性难题。随着超细和低钴化硬质合金的发展，对碳化钨与钴混合要求更高。传统的碳化钨-钴复合粉生产方法已难以满足需求，多项固液、液液的碳化钨-钴复合粉生产方法被研究。

在固液混合方面，中国专利CN103056376A和中国CN102198514A以废硬质合金为原料，经氧化、破碎后与水溶性渗碳球化剂混合，配制成混合水溶液，经快速喷雾干燥、还原合成和调碳，得到碳化钨钴复合粉末，该方法流程长、容易引入杂质、处理对象单一。中国专利CN102198514A则是采用钴盐甲醇溶液和碳化钨粉进行混合得到面状胶泥，进而还原得到碳化钨钴复合粉，有机体系限制了高钴含量复合粉的制备。

在液液混合方面，中国专利CN201010104957、中国专利CN103056382A、中国CN103056377A、中国专利CN105290413A和文章《超细晶碳化钨-钴复合粉短流程制备工艺研究》均以液态钨盐和钴盐混合得到水溶液，经喷雾干燥来制备钨钴氧化物复合粉，再碳化成碳化金属-钴复合粉，这是目前研究较多的方法，但在碳化过程中容易带入杂质、还原和碳化不完全，工艺流程较复杂，碳化过程中容易引入杂质，目前尚无很好应用。

同时，在生产过程中，Co包裹粉在WC颗粒表面的均匀覆盖，可实现了WC和Co的均匀分布，在球磨过程中包裹层对WC颗粒起到保护作用。因此，保证WC颗粒的完整性，对生产超高性能硬质合金产品具有重要意义。

综上所述，目前的固固生产工艺存在钴偏析而发生钴池问题，固液和液液都尚无形成简捷、通用性的WC-Co均匀粉生产，以解决高性能硬质合金生产的原料问题。

发明内容

针对当前WC-Co均匀化复合粉末生产技术的难题，本发明提出了一种裂解制备硬质合金用均匀复合粉的方法，该方法采用定向沉淀，以碳化钨为原料、在盐水溶液中实现均匀的钴沉积，并通过无氢的真空裂解技术实现超均匀的硬质合金用复合粉的直接生产，以期实现超均匀WC-Co复合粉末的经济高效、可控稳定生产。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种裂解制备硬质合金用均匀复合粉的方法，包括以下步骤：

S1.钴前驱液配制：将钴盐加入溶解槽中，在20～90℃下搅拌溶解，得到钴浓度为20～100g/L的钴前驱液；

S2.定向沉淀：将碳化钨粉按液固比2：1～6：1加入溶解槽中，搅拌状态下以2～8.5mL/min每升钴盐溶液的速度滴加草酸铵溶液，得到草酸钴沉淀，所述草酸钴沉淀分散和包裹于碳化钨粉末中，然后过滤得沉淀粉；

S3.真空裂解：将步骤S2所得沉淀粉经低温烘干后装入真空炉中，先150～200℃的温度下进行脱水热处理，然后升温至450～550℃，在真空度为0.1～30Pa的条件下进行真空裂解得到均匀的WC-Co复合粉。