钨粉(tungsten powder)粉末状的金属钨,是制备钨加工材、钨合金和钨制品的原料
钨粉以氧化钨为原料,在四管马弗炉或多管炉内用氢气还原,粒度从0.6-30微米。主要分粗、中、细几个粒度,银灰色粉末,杂质含量以国家标准为依据。
采用氢还原三氧化钨或仲钨酸铵的方法制备。用氢还原法制取钨粉的工艺过程一般分为两个阶段:第一阶段在500~700oC温度下,三氧化钨还原成二氧化钨;第二阶段在700~900oC温度下,二氧化钨还原成钨粉。还原反应常在管式电炉或回转式炉中进行。还原钨粉的性能(如纯度、粒度、粒度组成等)主要取决于还原工艺。在管式炉中还原钨粉时,影响还原速度的主要工艺参数是还原温度、烧舟中氧化钨的装载量、烧舟移动速度、氢气流速及氢气中水分含量。随着还原温度的升高,钨粉的粒度变粗。钨粉的制取除了氢还原法外,还有早期采用的氧化钨碳还原法,还原温度高于1050oC。用这种方法得到的钨粉纯度较低。此外,用金属铝、钙、锌等还原氧化钨的工艺研究工作亦在进行中。对于特殊应用而要求高纯度、超细粒度的钨粉,则发展了氯化钨氢还原法,得到的钨粉粒度可小于0.05μm。
钨粉除了对杂质含量有一定的要求外,氧含量要控制在一定范围内。常用钨粉粒度一般为费氏平均粒度2~10μm。钨粉为多角形颗粒形状。此外,钨粉的比表面、松装密度、摇实密度等也在一定范围内变化。钨粉的性能对钨材的生产和钨粉末冶金制品的质量有直接的影响,特别是纯度和粒度的影响更为明显。钨粉是依据纯度和粒度以及不同的用途而分类的。美国最早生产钨粉的华昌公司是按化学纯度将氢还原钨粉分为三级;日本已制定了《钨粉及碳化钨粉》的工业标准(JISH2116-1979);英、法和前苏联等国均设有统一的钨粉国家标准。中国工业生产的钨粉于1982年制定了《氢还原钨粉的技术条件》(GB3458-82)。该标准规定了钨粉的性能和分类牌号.并对检验方法、验收规则、包装、运输和储存等项目都做了明确的规定。对于特殊用途和军工专用的钨粉,生产厂可根据用户要求试制生产。
碳化钨粉(WC)是生产硬质合金的主要原料,化学式WC。全称为WolframCarbide,碳化钨粉为黑色六方晶体,有金属光泽,硬度与金刚石相近,为电、热的良好导体。熔点2870,沸点6000,相对密度15.63(18)。碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸,易溶于硝酸-氢氟酸的混合酸中。纯的碳化钨易碎,若掺入少量钛、钴等金属,就能减少脆性。用作钢材切割工具的碳化钨,常加入碳化钛、碳化钽或它们的混合物,以提高抗爆能力。碳化钨的化学性质稳定
碳化钨粉呈深灰色粉末,能溶于多种碳化物中,尤其是在碳化钛中的溶解度很大,形成TiC-WC固熔体。钨与碳的另一个化合物为碳化二钨,化学式为W2C,熔点为2860,沸点6000,相对密度17.15。其性质、制法、用途同碳化钨粉。
碳化钨粉主要用于生产硬质合金。在碳化钨粉中,碳原子嵌入钨金属晶格的间隙,并不破坏原有金属的晶格,形成间隙固溶体,因此也称填隙(或插入)化合物
用金属钨粉和炭黑为原料,按一定比例配成混合料,将混合料装入石墨舟皿中,置于炭管炉内或高中频感电炉中,在一定温度下进行炭化,再经球磨、筛分即得碳化钨粉