RU2019104873A - Новый порошок карбида вольфрама и его изготовление - Google Patents

Claims (41)

1. Порошок карбида вольфрама с

- удельной поверхностью по БЭТ, определенной по ASTM D 3663, от 1,7 до 2,3 м²/г,

- размером c кристаллита в отдельных зернах карбида вольфрама от 75 до 100 нм, определенным рентгенографически посредством РФА/рентгеновской дифракции, анализа одного пика, метода Шеррера и оценки пиков с преобразованием Фурье с помощью сертифицированного NIST образца размера кристаллита как эталона;

- средним размером зерна d от 162 нм до 230 нм, рассчитанным по удельной поверхности по БЭТ посредством следующей формулы:

размер зерна по БЭТ d (в нм) = 0,38

/ БЭТ (в м²/г)·1000,

- средним максимальным числом n кристаллитов на зерно карбида вольфрама, рассчитанным как n=d/c, 2,7 или меньше.

2. Порошок карбида вольфрама по п. 1, отличающийся тем, что удельная поверхность по БЭТ составляет от 1,8 до 2,0 м²/г.

3. Порошок карбида вольфрама по п. 1 или 2, отличающийся тем, что размер кристаллита в отдельных зернах карбида вольфрама составляет от 75 до 95 нм.

4. Порошок карбида вольфрама по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что среднее максимальное число кристаллитов на зерно карбида вольфрама составляет от 1,8 до 2,7.

5. Порошок карбида вольфрама по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что средний размер зерна составляет от 190 нм до 220 нм.

6. Порошок карбида вольфрама по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что он получен в процессе прямой карбидизации.

7. Порошок карбида вольфрама по п. 6, отличающийся тем, что процесс прямой карбидизации включает в себя следующие этапы в указанной последовательности или состоит из них:

a) обеспечение паравольфрамата аммония и прокаливание до WO₃ с последующей деагломерацией;

b) смешивание и замес полученного на этапе a) WO₃ с сажей, водой и органическим связующим;

c) экструдирование полученного на этапе b) продукта в экструдаты с длиной, меньшей или равной 10 мм, и последующая сушка;

d) термическое превращение гранулята WO₃/сажи в реакционной печи, предпочтительно вращающейся трубчатой печи или конвейерной печи, при 900-1200°C в присутствии минимального количества аргона в прекурсор карбида вольфрама;

e) термическая обработка прекурсора в толкательной печи при температурах от 1300 до 2000°C в атмосфере водорода;

f) деагломерация карбида вольфрама и гомогенизация.

8. Процесс прямой карбидизации для изготовления порошка карбида вольфрама, включающий в себя следующие этапы или состоящий из них:

a) обеспечение паравольфрамата аммония и прокаливание до WO₃ с последующей деагломерацией;

b) смешивание и замес полученного на этапе a) WO₃ с сажей, водой и органическим связующим;

c) экструдирование полученного на этапе b) продукта в экструдаты с длиной, меньшей или равной 10 мм, и последующая сушка;

d) термическое превращение гранулята WO₃/сажи в реакционной печи при 900-1200°C в присутствии минимального количества аргона в прекурсор карбида вольфрама;

e) термическая обработка прекурсора в толкательной печи при температурах от 1300 до 2000°C в атмосфере водорода;

f) деагломерация карбида вольфрама и гомогенизация.

9. Применение порошка карбида вольфрама по любому из пп. 1-7 или порошка карбида вольфрама, полученного по п. 8, выбранное из группы, состоящей из применения для

- изготовления твердых сплавов, необязательно в сочетании с металлическими связками Fe, Co, Ni, предпочтительно

a) твердых сплавов на основе WC/Co,

b) твердых сплавов на основе WC/Co с применением ингибиторов роста зерна (VC, Cr₃C₂, TaC, TiC),

c) керметов и твердых сплавов группы P в сочетании с другими карбидами элементов Ti, Ta, Zr, Hf, Mo, Nb, W, Cr, Fe,

d) твердых сплавов на основе твердых нитридов,

e) особомелкозернистых твердых сплавов с твердостью по Виккерсу HV30 = больше 1600,

f) твердых сплавов без связки (доля связки в ТС меньше 2%);

- инструментов для обработки резанием, таких как, например, сверла, фрезы, поворотные режущие пластинки или строгальные ножи;

- высоконагружаемых деталей, например, для сверлильных головок;

- производства часов;

- использования в качестве нейтронного отражателя;

- бронебойных снарядов;

- шариков для шариковых ручек;

- шипов противоскольжения для шин или обуви;

- хирургических инструментов.