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技術研發


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稀有金屬、復式碳化物非通氫碳化之優點
發表日期:2014-11-07 16:06:45 閱讀數:3098 

    氫氣(H2)作為一種較強的還原劑,被廣泛應用于稀有金屬氧化物的還原和高溫爐內保護氣體。但在碳化鎢(WC)的制作和鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)的復式碳化物(含以其他利用金屬氧化物生產碳化物)制作中,H2所起的作用就不完全一樣。在WC制作過程中,H2作為一種載體和保護氣體既參與反應又起著保護的作用。首先H2與C反應生成CH4等一系列有機氣體,有機氣體再與W發生反應生成WC,同時又置換出H2。這樣制作的WC比非通氫制作的WC具有晶格完整、碳化完全、質地疏松等優點。
    然而,按傳統工藝在W、Ti、Ta、Nb等復式碳化物的制作過程中通氫不但沒有益處,反而會帶來一系列的弊端。
    第一、由于該類碳化物制作的溫度很高,H2能與爐管、舟皿(與原料中的炭黑反應沒有影響)等發生反應,這樣就會使爐管和舟皿的使用壽命縮短。
    第二、由于傳統復式碳化物制作所需Ti的來源均為TiO2。而TiO2中的氧的去除主要靠原料中配入的炭黑外,在通氫狀態下亦有部分與H2發生反應。這樣就造成了實際配碳量與理論配碳量相差甚遠。并且由于H2流量的變化和所需碳化溫度的變化而造成復式碳化物總碳波動較大。
    第三、由于Ti、Ta、Nb的碳化物均能溶解自身單質金屬,而這三種金屬又很容易與H2反應生成氫化物。其中尤其是金屬鈦,它在500℃左右大量吸氫,因此通氫碳化在冷卻過程中的碳化鈦很容易生成氫化鈦。而氫化鈦的放氫溫度是在1300℃左右,這正是硬質合金的液相形成的溫度區域,毫無疑問對硬質合金質量有很大影響。
    再者,傳統工藝的復式碳化物生產過程中本身能產生大量的CO氣體,該氣體既是很好的保護氣體,又能使物料質地疏松,因此通氫碳化亦顯得毫無意義。正因如此,復式碳化物的非通氫碳化也是我公司產品質量優良的重要保障之一。

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