作為硬質合金最為重要的生產原材料之一,碳化鎢(WC)粉末的顆粒形貌、尺寸大小 、粒度分布范圍及雜質含量等性能指標,將直接影響硬質合金的質量和用途。根據顆粒尺寸大小的不同,WC粉末可以分為超粗碳化鎢、微米碳化鎢、亞微米碳化鎢、亞納米碳化鎢和納米碳化鎢等。那相對于其他尺寸的WC粉末來說,亞微米WC顆粒有哪些優缺點呢?
從定義來看,碳化鎢是由過渡金屬鎢和非金屬碳共同組成的一種化合物,英文名為Tungsten Carbide,化學式為WC,分子量為195.85。
從物理化學性質來看,WC的外觀為黑色顆粒粉末,熔點約2870 ℃,沸點約6000 ℃,不溶于水、鹽酸和硫酸,但易溶于硝酸-氫氟酸的混合酸中,有與金剛石相近的硬度,良好的導電導熱性,較低的熱膨脹系數,較高的彈性模量和抗壓強度等特點。
值得一說的是,亞微米WC粉末的顆粒尺寸是介于微米和亞納米之間,即100nm至1.0μm之間,因而在一定環境下不會像亞納米WC那樣容易團聚即分散性能更好,同時不需要像微米WC一樣球磨時間偏長,更有利于制取亞微晶硬質合金。但它并不適合應用于3D打印技術中,因為顆粒太大,生產出來的產品相對粗糙。
從生產工藝來看,亞微米WC粉末是以鎢酸銨溶液為原料,以高分子表面活性劑作為分散劑并用醇或酮強化分散,采用噴霧干燥進行快速結晶干燥,獲得細顆粒空心薄壁球形鎢酸銨晶體,再經熱解,氫氣還原,碳化,原位生成即可。
從用途來看,亞微米碳化鎢粉末主要是用來生產硬質合金、超硬刀具、噴氣發動機部件和窯爐結構零部件等。