权利要求
1.一种中颗粒碳化钨粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取高纯仲钨酸铵，将所述高纯仲钨酸铵进行煅烧得到氧化钨，其中，所述高纯仲钨酸铵中的K≤1ppm，所述高纯仲钨酸铵中的Na≤1ppm，所述氧化钨的比表面积为0.3-1.0m2/g;
S2、将所述氧化钨进行第一氢还原、第二氢还原、第三氢还原得到钨粉;
S3、将所述钨粉过筛、配碳后得到钨碳混合物，对所述钨碳混合物进行碳化、破碎、过筛得到中颗粒碳化钨粉。
2.根据权利要求1所述的一种中颗粒碳化钨粉的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述煅烧的温度为800-850℃，所述煅烧的时间为1-2h。
3.根据权利要求1所述的一种中颗粒碳化钨粉的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述第一氢还原的温度为850-900℃，所述第二氢还原的温度为900-950℃，所述第三氢还原的温度为950-1000℃，所述第一氢还原的时间为30-90min，所述第二氢还原的时间为30-90min，所述第三氢还原的时间为30-90min。
4.根据权利要求1所述的一种中颗粒碳化钨粉的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述第一氢还原的氢气流量为300-400L/h，所述第二氢还原的氢气流量为300-400L/h，所述第三氢还原的氢气流量为300-400L/h，所述第一氢还原的装舟量为80-160g/舟，所述第二氢还原的装舟量为80-160g/舟，所述第三氢还原的装舟量为80-160g/舟。
5.根据权利要求1所述的一种中颗粒碳化钨粉的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述钨碳混合物的总碳含量为6.16-6.18wt%。
6.根据权利要求1所述的一种中颗粒碳化钨粉的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述碳化的温度为1800-2000℃，所述碳化的时间为1-2h。
7.根据权利要求1所述的一种中颗粒碳化钨粉的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述中颗粒碳化钨粉的粒度是所述钨粉的粒度的1.05-1.1倍。
8.一种中颗粒碳化钨粉，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的一种中颗粒碳化钨粉的制备方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的一种中颗粒碳化钨粉，其特征在于，所述中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.0-3.4µm，所述中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.10-6.11wt%，所述中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.02-0.03wt%。
10.一种权利要求8或9所述的中颗粒碳化钨粉在硬质合金中的应用。
说明书
技术领域
[0001]本申请涉及冶金技术领域，具体的，本申请涉及一种中颗粒碳化钨粉及其制备方法和应用。
背景技术
[0002]中颗粒碳化钨粉是制备硬质合金的核心原料，凭借兼顾硬度与韧性的性能优势，广泛应用于切削刀具、矿山钻探工具、耐磨零部件等领域，既弥补了粗颗粒碳化钨粉硬度不足的缺陷，又规避了细颗粒碳化钨粉生产成本高、成型难度大的问题。当前研究聚焦于制备工艺优化与性能提升，一方面通过改进碳热还原法、喷雾热解法等传统工艺，结合掺杂TaC、NbC等合金元素的改性技术，实现粉体粒度均匀性与球形度的精准调控;另一方面绿色制备技术(如微波加热、等离子体处理)成为研究热点，旨在降低生产能耗与污染，同时借助激光粒度仪、扫描电镜等先进表征手段，深化粉体微观结构与性能关联性的研究。
[0003]中颗粒碳化钨粉的研发与生产仍存在诸多亟待解决的问题，特别是碳化过程中粒度易出现波动，批次一致性难以保障，直接影响后续硬质合金产品的性能稳定性。原材料氧化钨纯度的波动也是影响批量生产质量的重要因素。特别是当原材料中含有影响还原、碳化反应的杂质元素时，可能导致局部区域出现异常组织，大幅降低合金的抗弯强度和断裂韧性，严重影响产品的一致性。所以，开发一种纯度高、碳化过程中粒度涨幅小以及合金烧结过程中碳化钨晶粒均匀性好的中颗粒碳化钨粉是适配高端硬质合金制造需求、提升产业链竞争力、保障产品性能稳定性的重要举措。为解决目前中颗粒钨粉在碳化过程中因钾、钠等易导致粉末长大的元素含量高以及粉末活性大导致粒度涨幅大且不稳定的问题，并且使得在后续合金制备过程中碳化钨晶粒均匀且性好无异常长大颗粒，亟需一种中颗粒碳化钨粉及其制备方法和应用。
发明内容
[0004]为解决上述技术问题，本申请提供了一种中颗粒碳化钨粉的制备方法，包括以下步骤：S1、获取高纯仲钨酸铵，将所述高纯仲钨酸铵进行煅烧得到氧化钨，其中，所述高纯仲钨酸铵中的K≤1ppm，所述高纯仲钨酸铵中的Na≤1ppm，所述氧化钨的比表面积为0.3-1.0m2/g;S2、将所述氧化钨进行第一氢还原、第二氢还原、第三氢还原得到钨粉;S3、将所述钨粉过筛、配碳后得到钨碳混合物，对所述钨碳混合物进行碳化、破碎、过筛得到中颗粒碳化钨粉。
[0005]作为本申请所述的一种中颗粒碳化钨粉的制备方法的优选方案，所述步骤S1中，所述煅烧的温度为800-850℃，所述煅烧的时间为1-2h。
[0006]作为本申请所述的一种中颗粒碳化钨粉的制备方法的优选方案，所述步骤S2中，所述第一氢还原的温度为850-900℃，所述第二氢还原的温度为900-950℃，所述第三氢还原的温度为950-1000℃，所述第一氢还原的时间为30-90min，所述第二氢还原的时间为30-90min，所述第三氢还原的时间为30-90min。
[0007]作为本申请所述的一种中颗粒碳化钨粉的制备方法的优选方案，所述步骤S2中，所述第一氢还原的氢气流量为300-400L/h，所述第二氢还原的氢气流量为300-400L/h，所述第三氢还原的氢气流量为300-400L/h，所述第一氢还原的装舟量为80-160g/舟，所述第二氢还原的装舟量为80-160g/舟，所述第三氢还原的装舟量为80-160g/舟。
[0008]作为本申请所述的一种中颗粒碳化钨粉的制备方法的优选方案，所述步骤S3中，所述钨碳混合物的总碳含量为6.16-6.18wt%。
[0009]作为本申请所述的一种中颗粒碳化钨粉的制备方法的优选方案，所述步骤S3中，所述碳化的温度为1800-2000℃，所述碳化的时间为1-2h。
[0010]作为本申请所述的一种中颗粒碳化钨粉的制备方法的优选方案，所述步骤S3中，所述中颗粒碳化钨粉的粒度是所述钨粉的粒度的1.05-1.1倍。
[0011]本申请还提供了一种中颗粒碳化钨粉，采用上述的中颗粒碳化钨粉的制备方法制备得到。
[0012]作为本申请所述的一种中颗粒碳化钨粉的优选方案，所述中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.0-3.4µm，所述中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.10-6.11wt%，所述中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.02-0.03wt%。
[0013]本申请还提供了一种上述的中颗粒碳化钨粉在硬质合金中的应用。
[0014]本申请的有益效果如下：
本申请提供了一种中颗粒碳化钨粉及其制备方法和应用，本申请选取钾、钠等杂质元素含量小于1ppm的高纯仲钨酸铵为原料，可有效减少还原过程中钨粉颗粒因杂质元素导致的异常长大，提高钨粉的均匀性，从而降低后续碳化以及烧结过程中不利因素出现的概率。
[0015]仲钨酸铵高温煅烧后所制氧化钨比表面积低，经低装舟量高温还原后粉末活性低，碳化后粉末粒度涨幅小(5%-10%)，所制硬质合金均匀性好。煅烧温度低，则氧化钨比表面积大，不利于后续反应;温度高则氧化钨比表面积变化小，无优势。氧化钨比表面积大，则还原、碳化过程中粒度涨幅大。装舟量小，氢气流量大则所制钨粉粒度小，以其为原料制备的碳化钨粒度小，导致硬质合金硬度高，韧性和强度降低;装舟量高、氢气流量小则所制钨粉粒度大且易还原不完全，以其为原料制备的碳化钨粒度粗，导致硬质合金硬度低，耐磨性差，无法满足高性能硬质合金的制备需求。三段均高温还原、还原时间长，钨粉颗粒发育完整，粉末活性低，后续碳化过程中粒度涨幅小。前两段低温还原、还原时间短，则钨粉颗粒发育较差，粉末活性高，后续碳化过程中粒度涨幅大。
[0016]高温还原后制备的低活性钨粉在碳化过程中粒度涨幅小，低活性钨粉在1900-2000℃高温下碳化，促进碳化钨的发育完整，进一步降低粉末表面活性，从而降低其在合金烧结过程中局部溶解-析出过大，避免颗粒的异常长大，从而提高合金中碳化钨晶粒的均匀性。碳化温度低、时间短则易碳化不完全以及碳化钨颗粒发育不全、活性高;碳化温度高、时间长，则固相烧结严重，颗粒团聚多，碳化钨粉末的均匀性差。气流破碎可有效打开因高温碳化导致的颗粒间烧结颈以及团聚，提高了粉末的均匀性。
[0017]本申请制备的中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.0-3.4µm，化合碳的含量为6.10-6.11wt%，游离碳的含量为0.02-0.03wt%。采用本申请制备的中颗粒碳化钨粉为原料，加入6%
钴粉、酒精、石蜡，经湿磨、压制后在1430℃、烧结1h得到硬质合金，硬质合金的金相组织结构均匀性好，硬度HV10为1490-1510，断裂韧性13-14MPa·m1/2，抗弯强度3000-3300MPa。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0019]图1为实施例4中制备得到的中颗粒碳化钨粉的电镜图;
图2为实施例4中制备得到的硬质合金的金相图;
图3为对比例1中制备得到的硬质合金的金相图;
图4为对比例6中制备得到的硬质合金的金相图。
[0020]本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0021]下面将结合实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0022]本申请提供了一种中颗粒碳化钨粉的制备方法，包括以下步骤：S1、获取高纯仲钨酸铵，将所述高纯仲钨酸铵进行煅烧得到氧化钨，其中，所述高纯仲钨酸铵中的K≤1ppm，所述高纯仲钨酸铵中的Na≤1ppm，所述氧化钨的比表面积为0.3-1.0m2/g;
所述煅烧的温度为800-850℃，所述煅烧的时间为1-2h;
具体的，所述煅烧的温度为800℃、810℃、820℃、830℃、840℃、850℃中的任意一者和任意两者之间的范围;所述煅烧的时间为1h、1.5h、2h中的任意一者和任意两者之间的范围;
S2、将所述氧化钨进行第一氢还原、第二氢还原、第三氢还原得到钨粉;
所述第一氢还原的温度为850-900℃，所述第二氢还原的温度为900-950℃，所述第三氢还原的温度为950-1000℃，所述第一氢还原的时间为30-90min，所述第二氢还原的时间为30-90min，所述第三氢还原的时间为30-90min;所述第一氢还原的氢气流量为300-400L/h，所述第二氢还原的氢气流量为300-400L/h，所述第三氢还原的氢气流量为300-400L/h，所述第一氢还原的装舟量为80-160g/舟，所述第二氢还原的装舟量为80-160g/舟，所述第三氢还原的装舟量为80-160g/舟;
具体的，所述第一氢还原的温度为850℃、860℃、870℃、880℃、890℃、900℃中的任意一者和任意两者之间的范围;所述第二氢还原的温度为900℃、910℃、920℃、930℃、940℃、950℃中的任意一者和任意两者之间的范围;所述第三氢还原的温度为950℃、960℃、970℃、980℃、990℃、1000℃中的任意一者和任意两者之间的范围;
S3、将所述钨粉过筛、配碳后得到钨碳混合物，对所述钨碳混合物进行碳化、破碎、过筛得到中颗粒碳化钨粉;
所述钨碳混合物的总碳含量为6.16-6.18wt%;所述碳化的温度为1800-2000℃，所述碳化的时间为1-2h;所述中颗粒碳化钨粉的粒度是所述钨粉的粒度的1.05-1.1倍;
具体的，所述碳化的温度为1800℃、1850℃、1900℃、1950℃、2000℃中的任意一者和任意两者之间的范围;所述碳化的时间为1h、1.5h、2h中的任意一者和任意两者之间的范围。
[0023]本申请还提供了一种中颗粒碳化钨粉，采用上述的中颗粒碳化钨粉的制备方法制备得到，所述中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.0-3.4µm，所述中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.10-6.11wt%，所述中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.02-0.03wt%。
[0024]本申请还提供了一种上述的中颗粒碳化钨粉在硬质合金中的应用。
[0025]以下结合具体实施例对本申请技术方案进行进一步说明。
[0026]实施例1
一种中颗粒碳化钨粉及其制备方法和应用，包括：
S1、获取高纯仲钨酸铵，将高纯仲钨酸铵进行煅烧得到氧化钨，其中，高纯仲钨酸铵中的K为0.6ppm，高纯仲钨酸铵中的Na为0.5ppm，氧化钨的比表面积为1.0m2/g;
煅烧的温度为800℃，煅烧的时间为1h;
S2、将氧化钨进行第一氢还原、第二氢还原、第三氢还原得到钨粉;
第一氢还原的温度为850℃，第二氢还原的温度为900℃，第三氢还原的温度为950℃，第一氢还原的时间为30min，第二氢还原的时间为30min，第三氢还原的时间为30min;第一氢还原的氢气流量为300L/h，第二氢还原的氢气流量为300L/h，第三氢还原的氢气流量为300L/h，第一氢还原的装舟量为80g/舟，第二氢还原的装舟量为80g/舟，第三氢还原的装舟量为80g/舟;
S3、将钨粉过筛、配碳后得到钨碳混合物，对钨碳混合物进行碳化、破碎、过筛得到中颗粒碳化钨粉;
钨碳混合物的总碳含量为6.18wt%;碳化的温度为1900℃，碳化的时间为1h;中颗粒碳化钨粉的粒度是钨粉的粒度的1.09倍。
[0027]对实施例1中制备的中颗粒碳化钨粉进行检测，结果表明，中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.0µm，中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.11wt%，中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.02wt%。
[0028]以实施例1中制备的中颗粒碳化钨粉为原料，加入6%
钴粉、酒精、石蜡，经湿磨、压制后在1430℃、烧结1h得到硬质合金。硬质合金的金相组织结构均匀，硬度HV10为1510，断裂韧性为13MPa·m1/2，抗弯强度为3000MPa。
[0029]实施例2
一种中颗粒碳化钨粉及其制备方法和应用，包括：
S1、获取高纯仲钨酸铵，将高纯仲钨酸铵进行煅烧得到氧化钨，其中，高纯仲钨酸铵中的K为0.6ppm，高纯仲钨酸铵中的Na为0.5ppm，氧化钨的比表面积为0.6m2/g;
煅烧的温度为830℃，煅烧的时间为1.5h;
S2、将氧化钨进行第一氢还原、第二氢还原、第三氢还原得到钨粉;
第一氢还原的温度为880℃，第二氢还原的温度为930℃，第三氢还原的温度为980℃，第一氢还原的时间为60min，第二氢还原的时间为60min，第三氢还原的时间为60min;第一氢还原的氢气流量为350L/h，第二氢还原的氢气流量为350L/h，第三氢还原的氢气流量为350L/h，第一氢还原的装舟量为120g/舟，第二氢还原的装舟量为120g/舟，第三氢还原的装舟量为120g/舟;
S3、将钨粉过筛、配碳后得到钨碳混合物，对钨碳混合物进行碳化、破碎、过筛得到中颗粒碳化钨粉;
钨碳混合物的总碳含量为6.17wt%;碳化的温度为1800℃，碳化的时间为1.5h;中颗粒碳化钨粉的粒度是钨粉的粒度的1.08倍。
[0030]对实施例2中制备的中颗粒碳化钨粉进行检测，结果表明，中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.2µm，中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.10wt%，中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.03wt%。
[0031]以实施例2中制备的中颗粒碳化钨粉为原料，加入6%钴粉、酒精、石蜡，经湿磨、压制后在1430℃、烧结1h得到硬质合金。硬质合金的金相组织结构均匀，硬度HV10为1501，断裂韧性为13.3MPa·m1/2，抗弯强度为3086MPa。
[0032]实施例3
一种中颗粒碳化钨粉及其制备方法和应用，包括：
S1、获取高纯仲钨酸铵，将高纯仲钨酸铵进行煅烧得到氧化钨，其中，高纯仲钨酸铵中的K为0.6ppm，高纯仲钨酸铵中的Na为0.5ppm，氧化钨的比表面积为0.3m2/g;
煅烧的温度为850℃，煅烧的时间为2h;
S2、将氧化钨进行第一氢还原、第二氢还原、第三氢还原得到钨粉;
第一氢还原的温度为900℃，第二氢还原的温度为950℃，第三氢还原的温度为1000℃，第一氢还原的时间为30min，第二氢还原的时间为30min，第三氢还原的时间为30min;第一氢还原的氢气流量为400L/h，第二氢还原的氢气流量为400L/h，第三氢还原的氢气流量为400L/h，第一氢还原的装舟量为160g/舟，第二氢还原的装舟量为160g/舟，第三氢还原的装舟量为160g/舟;
S3、将钨粉过筛、配碳后得到钨碳混合物，对钨碳混合物进行碳化、破碎、过筛得到中颗粒碳化钨粉;
钨碳混合物的总碳含量为6.16wt%;碳化的温度为2000℃，碳化的时间为2h;中颗粒碳化钨粉的粒度是钨粉的粒度的1.1倍。
[0033]对实施例2中制备的中颗粒碳化钨粉进行检测，结果表明，中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.4µm，中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.11wt%，中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.02wt%。
[0034]以实施例3中制备的中颗粒碳化钨粉为原料，加入6%钴粉、酒精、石蜡，经湿磨、压制后在1430℃、烧结1h得到硬质合金。硬质合金的金相组织结构均匀，硬度HV10为1490，断裂韧性为13.4MPa·m1/2，抗弯强度为3195MPa。
[0035]实施例4
一种中颗粒碳化钨粉及其制备方法和应用，包括：
S1、获取高纯仲钨酸铵，将高纯仲钨酸铵进行煅烧得到氧化钨，其中，高纯仲钨酸铵中的K为0.6ppm，高纯仲钨酸铵中的Na为0.5ppm，氧化钨的比表面积为0.35m2/g;
煅烧的温度为850℃，煅烧的时间为1h;
S2、将氧化钨进行第一氢还原、第二氢还原、第三氢还原得到钨粉;
第一氢还原的温度为900℃，第二氢还原的温度为950℃，第三氢还原的温度为1000℃，第一氢还原的时间为90min，第二氢还原的时间为90min，第三氢还原的时间为90min;第一氢还原的氢气流量为300L/h，第二氢还原的氢气流量为300L/h，第三氢还原的氢气流量为300L/h，第一氢还原的装舟量为120g/舟，第二氢还原的装舟量为120g/舟，第三氢还原的装舟量为120g/舟;
S3、将钨粉过筛、配碳后得到钨碳混合物，对钨碳混合物进行碳化、破碎、过筛得到中颗粒碳化钨粉;
钨碳混合物的总碳含量为6.16wt%;碳化的温度为1900℃，碳化的时间为1h;中颗粒碳化钨粉的粒度是钨粉的粒度的1.05倍。
[0036]请参阅图1，图1为实施例4中制备得到的中颗粒碳化钨粉的电镜图;对实施例4中制备的中颗粒碳化钨粉进行检测，结果表明，中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.3µm，中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.11wt%，中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.02wt%。
[0037]以实施例4中制备的中颗粒碳化钨粉为原料，加入6%钴粉、酒精、石蜡，经湿磨、压制后在1430℃、烧结1h得到硬质合金。请参阅图2，图2为实施例4中制备得到的硬质合金的金相图;硬质合金的金相组织结构均匀，硬度HV10为1503，断裂韧性为14MPa·m1/2，抗弯强度为3300MPa。
[0038]对比例1
本对比例与实施例4的区别在于步骤S1中采用仲钨酸铵代替高纯仲钨酸铵，其中，仲钨酸铵中的K为5ppm，仲钨酸铵中的Na为5ppm，其他步骤皆与实施例4一致。
[0039]氧化钨的比表面积为0.39m2/g，中颗粒碳化钨粉的粒度是钨粉的粒度的1.18倍。
[0040]对对比例1中制备的中颗粒碳化钨粉进行检测，结果表明，中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.7µm，中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.11wt%，中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.02wt%。
[0041]以对比例1中制备的中颗粒碳化钨粉为原料，加入6%钴粉、酒精、石蜡，经湿磨、压制后在1430℃、烧结1h得到硬质合金。请参阅图3，图3为对比例1中制备得到的硬质合金的金相图;硬质合金的金相组织结构均匀性差，硬度HV10为1460，断裂韧性为13.0MPa·m1/2，抗弯强度为2950MPa。
[0042]对比例2
本对比例与实施例4的区别在于步骤S2中第一氢还原的温度为750℃，第二氢还原的温度为880℃，第三氢还原的温度为930℃，其他步骤皆与实施例4一致。
[0043]中颗粒碳化钨粉的粒度是钨粉的粒度的1.13倍。
[0044]对对比例2中制备的中颗粒碳化钨粉进行检测，结果表明，中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.54µm，中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.09wt%，中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.04wt%。
[0045]以对比例2中制备的中颗粒碳化钨粉为原料，加入6%钴粉、酒精、石蜡，经湿磨、压制后在1430℃、烧结1h得到硬质合金。硬质合金的金相组织结构均匀性差，硬度HV10为1485，断裂韧性为12.5MPa·m1/2，抗弯强度为2901MPa。
[0046]对比例3
本对比例与实施例4的区别在于步骤S1中;煅烧的温度为700℃，煅烧的时间为1h，其他步骤皆与实施例4一致。
[0047]氧化钨的比表面积为2.3m2/g，中颗粒碳化钨粉的粒度是钨粉的粒度的1.15倍。
[0048]对对比例3中制备的中颗粒碳化钨粉进行检测，结果表明，中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.6µm，中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.08wt%，中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.05wt%。
[0049]以对比例3中制备的中颗粒碳化钨粉为原料，加入6%钴粉、酒精、石蜡，经湿磨、压制后在1430℃、烧结1h得到硬质合金。硬质合金的金相组织结构均匀性差，硬度HV10为1470，断裂韧性为12.9MPa·m1/2，抗弯强度为2800MPa。
[0050]对比例4
本对比例与实施例4的区别在于步骤S3中碳化的温度为1700℃，其他步骤皆与实施例4一致。
[0051]中颗粒碳化钨粉的粒度是钨粉的粒度的1.05倍。
[0052]对对比例4中制备的中颗粒碳化钨粉进行检测，结果表明，中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.31µm，中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.08wt%，中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.04wt%。
[0053]以对比例4中制备的中颗粒碳化钨粉为原料，加入6%钴粉、酒精、石蜡，经湿磨、压制后在1430℃、烧结1h得到硬质合金。硬质合金的金相组织结构均匀性差，硬度HV10为1478，断裂韧性为12.69MPa·m1/2，抗弯强度为2930MPa。
[0054]对比例5
本对比例与实施例4的区别在于步骤S2中不进行分段氢还原，而采用一段氢还原，氢还原的温度为950℃，时间为270min，其他步骤皆与实施例4一致。
[0055]中颗粒碳化钨粉的粒度是钨粉的粒度的1.14倍。
[0056]对对比例5中制备的中颗粒碳化钨粉进行检测，结果表明，中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.56µm，中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.09wt%，中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.04wt%。
[0057]以对比例5中制备的中颗粒碳化钨粉为原料，加入6%钴粉、酒精、石蜡，经湿磨、压制后在1430℃、烧结1h得到硬质合金。硬质合金的金相组织结构均匀性差，硬度HV10为1469，断裂韧性为12.94MPa·m1/2，抗弯强度为2740MPa。
[0058]对比例6
本对比例与实施例4的区别在于步骤S2中第一氢还原的温度为930℃，第二氢还原的温度为980℃，第三氢还原的温度为1080℃，其他步骤皆与实施例4一致。
[0059]中颗粒碳化钨粉的粒度是钨粉的粒度的1.09倍。
[0060]对对比例6中制备的中颗粒碳化钨粉进行检测，结果表明，中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.1µm，中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.08wt%，中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.05wt%。
[0061]以对比例6中制备的中颗粒碳化钨粉为原料，加入6%钴粉、酒精、石蜡，经湿磨、压制后在1430℃、烧结1h得到硬质合金。请参阅图4，图4为对比例6中制备得到的硬质合金的金相图;硬质合金的金相组织结构均匀性差，存在异常粗大颗粒，硬度HV10为1498，断裂韧性为11.7MPa·m1/2，抗弯强度为2705MPa。
[0062]对比例7
本对比例与实施例4的区别在于步骤S3中碳化的温度为2100℃，其他步骤皆与实施例4一致。
[0063]中颗粒碳化钨粉的粒度是钨粉的粒度的1.13倍。
[0064]对对比例7中制备的中颗粒碳化钨粉进行检测，结果表明，中颗粒碳化钨粉的费氏粒度为3.5µm，中颗粒碳化钨粉中化合碳的含量为6.11wt%，中颗粒碳化钨粉中游离碳的含量为0.02wt%。
[0065]以对比例7中制备的中颗粒碳化钨粉为原料，加入6%钴粉、酒精、石蜡，经湿磨、压制后在1430℃、烧结1h得到硬质合金。硬质合金的金相组织结构均匀性差，硬度HV10为1472，断裂韧性为12.7MPa·m1/2，抗弯强度为2840MPa。
[0066]由上述实施例和对比例可以看出：实施例4结合对比例1表明提高原料仲钨酸铵纯度可有效减少还原过程中钨粉颗粒因杂质元素导致的异常长大，提高钨粉的均匀性，降低后续碳化过程中的粒度涨幅，从而提高所制硬质合金金相均匀性以及断裂韧性和抗弯强度;实施例4结合对比例2表明高温还原有利于制备低表面活性的钨粉，降低其在碳化过程中的粒度涨幅，从而制得组织结构均匀且断裂韧性和抗弯强度好的硬质合金;实施例4结合对比例3表明低比表面积的氧化钨有助于制备低活性的钨粉，降低其在后续碳化过程中的粒度涨幅，从而制得组织结构均匀且断裂韧性和抗弯强度好的硬质合金;实施例4结合对比例4表明高温碳化可获得表面活性碳化钨的同时，所制碳化钨化合碳高、游离碳低，合金组织结构均匀且断裂韧性和抗弯强度高;实施例4结合对比例5表明分段梯度高温还原，有助于制得低表面活性的钨粉，降低其在碳化过程中的粒度涨幅，从而制得组织结构均匀、断裂韧性和抗弯强度高的硬质合金;实施例4结合对比例6表明还原温度过高，固相扩散严重，产生较多烧结颈，最终导致合金中出现异常粗大颗粒，从而降低合金整体性能，断裂韧性和抗弯强度降低;实施例4结合对比例7表明，碳化温度过高，易使碳化过程中钨粉的粒度涨幅大且碳化钨颗粒间固相烧结严重，从而导致合金组织结构差且断裂韧性和抗弯强度降低。实施例1-4结合对比例1-7表明，高纯度仲钨酸铵、低比表面氧化钨、高温长时间分段梯度还原工艺以及合理的碳化工艺设计均有助于制备出表面活性低、碳化过程中粒度涨幅低的钨粉末，所制硬质合金金相组织结构均匀且断裂韧性与抗弯强度高。
[0067]以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的发明构思下，利用本申请说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。
说明书附图(4)
声明：
“中颗粒碳化钨粉及其制备方法和应用” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：崇义章源钨业股份有限公司
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