專利名稱：：金屬碳化物微細(xì)粉末的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于金屬材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及金屬碳化物微細(xì)粉末的制備工藝。
背景技術(shù)：
：眾所周知，超細(xì)晶硬質(zhì)合金的制備與產(chǎn)業(yè)化，是目前世界硬質(zhì)合金行業(yè)發(fā)展的前沿課題,特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國家致力于研究和發(fā)展的重要課題。超細(xì)或納米晶硬質(zhì)合金，是用超細(xì)的WC等粉末作原料，添加適當(dāng)粘結(jié)劑，晶粒長大抑制劑(碳化鉻、碳化釩、鎢-鈦-鉭-鈮碳化物固溶體等金屬碳化物)，生產(chǎn)出具有高硬度、高耐磨性和高韌性的硬質(zhì)合金材料。其性能比常規(guī)硬質(zhì)合金有大幅提高，在難加工金屬材料刀具、電子行業(yè)的微鉆、精密模具、醫(yī)學(xué)、航空、航天、軍工等領(lǐng)域的用途越來越廣泛。該技術(shù)在金屬的碳化的碳與金屬氧化物反應(yīng)時，首先碳與金屬氧化物接觸的界面發(fā)生反應(yīng)生成一氧化碳及相應(yīng)的碳化物，碳化物開始成核并逐漸長大，接著碳與氧化物通過擴(kuò)散作用穿過碳化物繼續(xù)反應(yīng)，由于碳化物的阻礙擴(kuò)散速度將會越來越慢，所以反應(yīng)速度也會越來越慢，甚至到反應(yīng)后期，由于反應(yīng)物無法擴(kuò)散，反應(yīng)也將無法進(jìn)行下去，所以就會導(dǎo)致轉(zhuǎn)化低，產(chǎn)物不純，要使反應(yīng)能夠順利進(jìn)行，必須要在較高的溫度下制備碳化物，因此進(jìn)步提高溫度更將加大生產(chǎn)能耗，并且隨差溫度的升高和時間延長，碳化物晶粒就會出現(xiàn)長大現(xiàn)象，在反應(yīng)初期成核后，碳化物晶粒便會逐漸長大，溫度越高，晶粒長大速度越快，最終導(dǎo)致產(chǎn)物中的碳化物晶粒粗大。而傳統(tǒng)的金屬碳化物生產(chǎn)制備過程中并沒有催化劑的加入,使得碳化反應(yīng)不充分，造成原料的浪費，且對溫度要求條件高，產(chǎn)品粒度得不到保障，它還需進(jìn)行長時間的濕式球磨，以降低粒度，不僅成本高，效率低，而且增加了鐵、氧等雜質(zhì)，這樣嚴(yán)重地影響產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量與效果。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是根據(jù)上述不足之處而提供一種金屬碳化物微細(xì)粉末的制備工藝，它主要是在制備過程中加入醛類物質(zhì)作為碳化促進(jìn)劑，能夠大大提高反應(yīng)速度及轉(zhuǎn)化率，可在較低的溫度下制備碳化物，并且生成的碳化物的顆粒較細(xì)。碳化促進(jìn)劑能加快反應(yīng)速率是由于碳化促進(jìn)劑優(yōu)先參與反應(yīng)，改變了反應(yīng)途徑，降低了反應(yīng)的活化能，其反應(yīng)生成物(碳化物)處于一種疏松多孔的狀態(tài)，有利于擴(kuò)散過程的進(jìn)一步進(jìn)行，從而提髙了反應(yīng)速度及轉(zhuǎn)化率，與傳統(tǒng)的一般方法相比，碳化反應(yīng)溫度平均降低了300'C，縮短了反應(yīng)時間，減少了生產(chǎn)能耗，使碳化反應(yīng)充分完全，產(chǎn)品粒度細(xì)，保證產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)，并將原料損耗縮減到最低，真正達(dá)到物盡其用。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，該發(fā)明的制備工藝如下-a配方(按重量百分比)金屬氧化物15-45%、碳黑54-84%碳化促進(jìn)劑0.5-1.5%b工藝將金屬氧化物(15-45%)+碳黑(54-84%)+碳化促進(jìn)劑(0.5-1.5%)按比例配料、混料，攪拌均勻，進(jìn)入裝舟后進(jìn)入碳管爐碳化，碳化溫度為1300'C-1800'C，再出舟，然后破碎進(jìn)行分析，再進(jìn)行篩分后合批，包裝出廠。該發(fā)明的金屬碳化物微細(xì)粉末的制備工藝(1)是在制備過程中加入0.5%-1.5%的醛類物質(zhì)作為碳化促進(jìn)劑，使碳化的反應(yīng)溫度降低了30(TC,縮短了反應(yīng)時間，減少了生產(chǎn)能耗。(2)結(jié)合工藝特點對碳管爐進(jìn)行改造，采用越高功承石墨爐管，并對石墨爐管壁進(jìn)行梯度處理，解決其高溫區(qū)域短，溫度不均勻的現(xiàn)狀，提高了熱效率降低了成本，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。(3)對生產(chǎn)復(fù)雜的多元碳化物，采用金屬單體或氧化物為原料，根據(jù)需要配入碳黑(C)量，使金屬的碳化反應(yīng)和碳化物的固溶反應(yīng)合并為一次完成，得到高品質(zhì)的產(chǎn)品。(4)采用了反應(yīng)氣體自保護(hù)新工藝，利用碳管中碳化合成反應(yīng)所產(chǎn)生的一氧化碳?xì)怏w代替氫氣對反應(yīng)進(jìn)行氣氛保護(hù)，減少了雜質(zhì)混入。圖1為本發(fā)明金屬碳化工藝流程圖圖2為傳統(tǒng)碳化工藝流程圖圖3為本發(fā)明固溶體生產(chǎn)工藝流程圖圖4為傳統(tǒng)固溶體工藝流程圖具體實施例方式本發(fā)明的產(chǎn)品主要技術(shù)與性能指標(biāo)表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本發(fā)明是通過在碳化反應(yīng)中添加一種碳化促進(jìn)劑，大大提高反應(yīng)速度及轉(zhuǎn)化率。碳化促進(jìn)劑的加入可以在較低的溫度下制備碳化物，并且生成的碳化物的顆粒較細(xì)。碳化促進(jìn)劑能加快反應(yīng)速率是由于碳化促進(jìn)劑優(yōu)先參與了反應(yīng)，改變了反應(yīng)途徑，降低了反應(yīng)的活化能；而且其反應(yīng)生成物(碳化物)是處于一種疏松多孔的狀態(tài)，有利于擴(kuò)散過程的進(jìn)一步進(jìn)行,從而提高反應(yīng)速度及轉(zhuǎn)化率。與一般方法相比，碳化反應(yīng)溫度平均降低了300°C,縮短了反應(yīng)時間，減少了生產(chǎn)能耗，同時使得碳化反應(yīng)充分完全，產(chǎn)品粒度細(xì)，保證產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)性。而對生生產(chǎn)較復(fù)雜的多元碳化物，正是因為碳化促進(jìn)劑的加入和碳管爐高溫區(qū)域短，溫度不均勻的問題的解決，可以直接采用金屬氧化物或為單體原料，使金屬的碳化反應(yīng)和碳化物的固溶反應(yīng)合并為一次完成，無需再進(jìn)行后續(xù)處理就可獲得得到高品質(zhì)的產(chǎn)品，極大的縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)約成本，且生產(chǎn)可連續(xù)進(jìn)行，適合于大批量工業(yè)化生產(chǎn)。另外，利用碳管中碳化合成反應(yīng)所產(chǎn)生的一氧化碳?xì)怏w代替氫氣對反應(yīng)進(jìn)行氣氛保護(hù)，省略了通常金屬碳化物的生產(chǎn)過程是采用通氫氣保護(hù)這一傳統(tǒng)工藝，簡化了生產(chǎn)設(shè)備，降低了成本，提高了安全性能。且減少了氣體雜質(zhì)的混入。該氣體最終排出時充分燃燒生成二氧化碳，且排出量不大，對環(huán)境無污染。權(quán)利要求1、一種金屬碳化物微細(xì)粉末的制備工藝，其特征是制備工藝如下a配方(按重量百分比)金屬氧化物15-45％、碳黑54-84％碳化促進(jìn)劑0.5-1.5％b工藝將金屬氧化物(15-45％)+碳黑(54-84％)+碳化促進(jìn)劑(0.5-1.5％)按比例配料、混料，攪拌均勻，進(jìn)入裝舟后進(jìn)入碳管爐碳化，碳化溫度為1300℃-1800℃，再出舟，然后破碎及進(jìn)行分析，再進(jìn)行篩分后合批，包裝出廠。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬碳化物微細(xì)粉末的制備工藝，其特征是(1)在制備過程中加入0.5%-1.5%的醛類物質(zhì)作為碳化促進(jìn)劑，使碳化的反應(yīng)溫度降低了30(TC，縮短了反應(yīng)時間，減少了生產(chǎn)能耗；(2)結(jié)合工藝特點對碳管爐進(jìn)行改造，采用越高功承石墨爐管，并對石墨爐管壁進(jìn)行梯度處理，解決其高溫區(qū)域短，溫度不均勻的現(xiàn)狀，提高了熱效率降低了成本，保證了產(chǎn)品質(zhì)量；(3)對生產(chǎn)復(fù)雜的多元碳化物，采用金屬單體或氧化物為原料，根據(jù)需要配入碳黑(C)量，使金屬的碳化反應(yīng)和碳化物的固溶反應(yīng)合并為一次完成，得到高品質(zhì)的產(chǎn)品；(4)采用了反應(yīng)氣體自保護(hù)新工藝，利用碳管中碳化合成反應(yīng)所產(chǎn)生的一氧化碳?xì)怏w代替氫氣對反應(yīng)進(jìn)行氣氛保護(hù)，減少了雜質(zhì)混入。全文摘要本發(fā)明涉及一種金屬碳化物微細(xì)粉末的制備工藝，該產(chǎn)品由金屬氧化物、碳黑、碳化促進(jìn)劑所合成，主要是在制備過程中加入醛類物質(zhì)作為碳化促進(jìn)劑，能夠大大提高反應(yīng)速度及轉(zhuǎn)化率，可在較低的溫度下制備碳化物，并且生成的碳化物的顆粒較細(xì)。碳化促進(jìn)劑能加快反應(yīng)速率是由于碳化促進(jìn)劑優(yōu)先參與反應(yīng)，改變了反應(yīng)途徑，降低了反應(yīng)的活化能，其反應(yīng)生成物(碳化物)處于一種疏松多孔的狀態(tài)，有利于擴(kuò)散過程的進(jìn)一步進(jìn)行，從而提高了反應(yīng)速度及轉(zhuǎn)化率，與傳統(tǒng)的一般方法相比，碳化反應(yīng)溫度平均降低了300℃，縮短了反應(yīng)時間，減少了生產(chǎn)能耗，使碳化反應(yīng)充分完全，產(chǎn)品粒度細(xì)，保證產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)，并將原料損耗縮減到最低，真正達(dá)到物盡其用。文檔編號C01B31/00GK101298328SQ20081003040公開日2008年11月5日申請日期2008年1月2日優(yōu)先權(quán)日2008年1月2日發(fā)明者偉郭,暉鐘申請人:長沙偉暉高科技新材料有限公司