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技术研发


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稀有金属、复式碳化物非通氢碳化之优点
发表日期:2014-11-07 16:06:45 阅读数:3895 

    氢气(H2)作为一种较强的还原剂,被广泛应用于稀有金属氧化物的还原和高温炉内保护气体。但在碳化钨(WC)的制作和钨(W)、钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)的复式碳化物(含以其他利用金属氧化物生产碳化物)制作中,H2所起的作用就不完全一样。在WC制作过程中,H2作为一种载体和保护气体既参与反应又起着保护的作用。首先H2与C反应生成CH4等一系列有机气体,有机气体再与W发生反应生成WC,同时又置换出H2。这样制作的WC比非通氢制作的WC具有晶格完整、碳化完全、质地疏松等优点。
    然而,按传统工艺在W、Ti、Ta、Nb等复式碳化物的制作过程中通氢不但没有益处,反而会带来一系列的弊端。
    第一、由于该类碳化物制作的温度很高,H2能与炉管、舟皿(与原料中的炭黑反应没有影响)等发生反应,这样就会使炉管和舟皿的使用寿命缩短。
    第二、由于传统复式碳化物制作所需Ti的来源均为TiO2。而TiO2中的氧的去除主要靠原料中配入的炭黑外,在通氢状态下亦有部分与H2发生反应。这样就造成了实际配碳量与理论配碳量相差甚远。并且由于H2流量的变化和所需碳化温度的变化而造成复式碳化物总碳波动较大。
    第三、由于Ti、Ta、Nb的碳化物均能溶解自身单质金属,而这三种金属又很容易与H2反应生成氢化物。其中尤其是金属钛,它在500℃左右大量吸氢,因此通氢碳化在冷却过程中的碳化钛很容易生成氢化钛。而氢化钛的放氢温度是在1300℃左右,这正是硬质合金的液相形成的温度区域,毫无疑问对硬质合金质量有很大影响。
    再者,传统工艺的复式碳化物生产过程中本身能产生大量的CO气体,该气体既是很好的保护气体,又能使物料质地疏松,因此通氢碳化亦显得毫无意义。正因如此,复式碳化物的非通氢碳化也是我公司产品质量优良的重要保障之一。

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