CN109641753A - 新型碳化钨粉末及其制备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有特定BET比表面，微晶数和尺寸的新型碳化钨粉末,及其制备方法和其应用。

Description

新型碳化钨粉末及其制备

本申请中引用的所有文献都通过整体引用并入本公开中。然而，这种引入仅仅延及内容材料与本发明的定义，陈述或公开内容不冲突的部分。在有冲突的情况下，以本申请的内容优先。

技术领域

本发明涉及一种新型的具有特定性能的碳化钨粉末，其制备方法及其应用。

背景技术

碳化钨以特别的硬度为特色，其硬度几乎与金刚石一样高。因此，碳化钨可用于许多技术应用中，特别是在需要高硬度的材料时，例如在钻头中的应用等。碳化钨是元素钨和碳的中间晶相，通过在钨的晶格位置之间渗碳沉积碳原子形成。反应通过W₂C变为WC，以简化的方式表示为从三氧化钨开始：WO₃+C→WC。碳化钨也通过用碳还原氧化钨形成，这就是氢气在生产中经常用作还原剂的原因。

在现有技术中，描述了各种制备碳化钨粉末的方法和各种特定碳化钨粉末。

然而，已知的碳化钨粉末在例如，要实现新的应用过程中问题反复发生。

此外，已知的制造方法通常不是最佳的，并且许多已知方法不适合在大规模技术上实现。

发明内容

因此，本发明的一个任务是提供与现有技术不同的碳化钨粉末，更容易加工，并生产具有更好性能，特别是硬质合金结构的产品。

另外，本发明的另一个任务是提供一种制备具有比现有技术的粉末更好性能的碳化钨粉末的方法。该方法适用于工业规模。

此外，提供新型碳化钨粉末和新方法制备的碳化钨粉末的应用。

通过碳化钨粉末达到一方面目的，该碳化钨粉末具有BET比表面积为1.7至2.3m²/g，单个碳化钨颗粒的微晶尺寸为75至100nm，以及每个碳化钨颗粒的平均最大微晶数为2.7或更少。

通过直接渗碳工艺达到另一方面目的，其中碳化钨粉末制备自仲钨酸铵和炭黑，通过对WO₃/炭黑颗粒两步热处理，然后进一步加工。

通过下面描述的实施例和权利要求中所示的实施例特别好地达到了不同方面的目的。

在本发明的范围内，除非另有说明，所有提及的量应理解为重量。

在本发明的范围内，除非另有说明，所有工艺步骤均在常压/大气压下进行，即在1013毫巴下进行。

在本发明的范围内，措词“和/或”包括各列表中提到的元素的任何组合和所有组合。

在本发明的范围内，除非另有说明，温度指以摄氏度(℃)为单位。

在本发明的范围内，“颗粒/晶粒”是指由气相和固相间界面限制的结构。它们可簇成松散的凝聚物，其仅通过粘合保持在一起并且能够在分散时分离成原颗粒。颗粒/晶粒可以由一个或多个“微晶”构成，这些“微晶”通过晶界和颗粒边界限制。晶界将相同的晶体结构但不同结晶取向的区域隔开。颗粒内微晶之间的凝聚力明显强于凝聚物中颗粒之间的凝聚力。因此，它们不能通过分散来分离。这些关系通过示例在附图7中示出。

本发明涉及碳化钨粉末，具有：

-根据ASTM D 3663测定得到BET比表面积为1.7至2.3m²/g；

-通过使用以NIST标准微晶尺寸样品作为参考的XRD/X射线衍射射线图、单线、Scherrer方法和傅立叶峰变换分析进行测定得到单个碳化钨颗粒中的微晶尺寸c为75至100nm；

-通过BET比表面积，按照公式d＝0.38/BET×1000计算得到平均粒度d为162至230nm；

-根据n＝d/c计算得到每个碳化钨颗粒的平均最大微晶数n为2.7或更小。

在本发明的一个变型中，碳化钨粉末的BET比表面积为1.8至2.0m²/g。

在本发明的一个变型中，碳化钨粉末具有单个碳化钨颗粒75至95nm的微晶尺寸。

在本发明的一个变型中，碳化钨粉末的每个碳化钨颗粒的平均最大微晶数为1.8-2.7。

在本发明的一个变型中，碳化钨粉末的平均粒度为162nm至230nm。

在本发明的一个变型中，碳化钨粉末是通过直接渗碳工艺制备的。

因此，本发明还涉及如上所述的碳化钨粉末，其通过以下直接渗碳工艺制备，所述直接渗碳工艺包括以下顺序步骤或由以下顺序步骤组成：

a)提供仲钨酸铵并煅烧至WO₃，然后解团聚并可选地分级；

b)将步骤a)中制备的WO₃与炭黑、水和有机粘合剂混合并捏合；

c)将步骤b)中制备的产物挤出成长度小于或等于10mm的细棒，然后干燥；

d)在最低量的氩气存在，温度为900至1200℃的反应炉，优选回转炉或隧道炉中使WO₃/炭黑粒料热反应，形成碳化钨前驱体；

d1)可选地将材料冷却至室温；

e)在氢气气氛下，在1300至2000℃的温度下，在推料炉中热处理前驱体；

f)对碳化钨进行解团聚和可选地分级，并均质。

这些碳化钨粉末在本申请的范围内也称为“根据本发明的碳化钨粉末”或“根据本发明的粉末”。

此外，本发明还涉及一种用于制备碳化钨粉末的直接渗碳工艺，包括以下步骤或由以下步骤组成：

a)提供仲钨酸铵并煅烧至WO₃，然后解团聚和分级；

b)将步骤a)中制备的WO₃与炭黑、水和有机粘合剂混合并捏合；

c)将步骤b)中制备的产物挤出成长度小于或等于10mm的细棒，然后干燥；

d)在最低量的氩气存在，温度为900至1200℃的反应炉，优选回转炉或隧道炉中，使WO₃/炭黑粒料进行热反应，形成碳化钨前驱体；

e)在氢气气氛下，在1300至2000℃的温度下，在推料炉中热处理前驱体；

f)对碳化钨进行解团聚和分级，并进行均质。

该直接渗碳工艺在本申请的范围内也称为“根据本发明的直接渗碳工艺”、“根据本发明的渗碳工艺”或“根据本发明的工艺”。对于通过直接渗碳工艺制备的根据本发明的碳化钨粉末，工艺步骤和条件与上述相同。

另外，本发明还涉及如上所述的根据本发明的碳化钨粉末或通过如上所述的根据本发明的工艺制备的碳化钨粉末的用途。

在本发明的一个实施方式中，该用途选自以下一种或多种：

-可选地与金属粘合剂Fe、Co、Ni组合的硬质合金的制备，优选：

a)WC/Co基硬质合金，

b)使用晶粒生长抑制剂(VC、Cr₃C₂、TaC、TiC)的WC/Co基硬质合金，

c)与其他Ti、Ta、Zr、Hf、Mo、Nb、W、Cr、Fe元素碳化物组合的金属陶瓷和P类硬质合金，

d)以氮化物为硬质材料的硬质合金，

e)维氏硬度HV30大于1600的亚微米级晶粒硬质合金，

f)无粘结剂硬质合金(硬质合金粘结剂含量：小于2％)；

-加工工具，如钻头、刀具、转动冲切刀片或刨刀；

-高负载部件，如钻头；

-钟表制造；

-用作中子偏转器；

-穿甲弹；

-圆珠笔球；

-轮胎或鞋钉；

-手术器械。

在一个变型中，根据本发明的碳化钨粉末的特征在于与粒度相比独特的微晶尺寸，其特征在于每个晶粒独特的微晶数为1.8至2.7和粒度，其特征在于BET比表面积的范围为1.7至2.3m²/g。

在一些也可以是优选的实施方式中，在步骤a)中遵循以下参数，其中各个参数可以独立地组合：

-煅烧在300至1000℃的温度下进行。设定压力可在宽范围内选择，并且优选可设定-50毫巴至+50毫巴(相对于大气压)的压力。环境压力，即仅受炉内气氛影响的大气压是特别优选的。

-一种变型包括完全氧化并且W与O之比大于1(W)比2.9(O)的钨氧化物(基于化学式WO₃)。

-通过研磨机组实现解团聚，例如优选破碎机、振动研磨机、喷射研磨机、球式研磨机、辊式研磨机、棒式研磨机、锤式研磨机、冲击式研磨机、滚筒式研磨机、针式研磨机、销盘式研磨机或行星式研磨机。

-可选地，使用粒度分布d₉₈小于或等于30μm的目标值进行分级，通过根据ISO标准13320(2009)(激光衍射粒度分析仪)的激光衍射测定的粒度来确定。

在一些也可以是优选的实施方式中，在步骤b)中遵循以下参数，其中各个参数可以独立地组合：

-混合和捏合在50至120℃的温度下进行。

-所述混合和捏合的持续时间为3至20分钟(对于连续过程)和1至5小时(对于非连续/批次型过程)。

-优选是

1.)捏合机/挤出机，优选卧式捏合机、立式捏合机、连续捏合机，例如密炼机、圆筒捏合机、双Z捏合机、螺旋捏合机之类；

或者

2.)强力混合器，优选EIRICH混合器。

-有机粘合剂用于将WO₃与炭黑粘合，并确保粒料的强度。合适的粘合剂由元素碳、氢和氧组成，并具有-OH或-COOH基团以实现与水的混溶性。优选的实例包括聚乙烯醇(PVA)或聚丙烯酸(PAA)。

在一些也可以是优选的实施方式中，在步骤c)中遵循以下参数，其中各个参数可以独立地组合；由此获得稳定的粒料：

-挤出是通过将WO₃/炭黑的混合物压过穿孔盘，使其达到小于/等于10mm的规定长度，优选通过例如旋转切割工具剪切。

-干燥温度为80至200℃，干燥时间为1至24小时。

在一些也可以是优选的实施方式中，在步骤d)中遵循以下参数，其中各个参数可以独立地组合：

-反应炉是回转炉或隧道炉。

-压力为大气压力以上2至50毫巴。

-温度保持30至600分钟。

-所用氩的量为炉内气氛体积的0.01至20％。

-优选平稳均匀地加热材料。

在一些也可以是优选的实施方式中，在可选步骤d1)中遵循以下参数，其中各个参数可以独立地组合：

-将材料冷却至室温。

-设定第一和第二工艺步骤的气氛分离。

在一些也可以是优选的实施方式中，在步骤e)中遵循以下参数：

-压力为大气压力以上2至50毫巴。

-所用氢气的量优选为炉内气氛体积的60-100％。

-温度保持30至600分钟。

在一些也可以是优选的实施方式中，在步骤f)中遵循以下参数，其中各个参数可以独立地组合：

-通过研磨机组实现解团聚，优选破碎机、振动研磨机、喷射研磨机、球式研磨机、辊式研磨机、棒式研磨机、锤式研磨机、冲击式研磨机、滚筒式研磨机、针式研磨机、销盘式研磨机或行星式研磨机。

-分级优选通过具有粒度分布d₉₈小于或等于5μm的目标值的分离器实现，通过根据ISO标准13320(2009)(激光衍射粒度分析仪)的激光衍射测定的粒度来确定。分级的值表示了凝聚物的最大尺寸并具有“保护性筛选”的功能。

-均质以10至240分钟的混合时间在合适的混合器中进行，优选自由落体式混合器、强制式混合器、Y-分支型混合器、搅拌式混合器或桨式混合器中。

与JPH03208811中已知的直接渗碳方法不同的是，本发明的工艺中使用具有特定性能的WO₃/炭黑粒料(长度小于或等于10mm的细棒)。另外，在根据本发明的第一步热反应中的碳化物转化反应中不需要使用氮气气氛。另外，在根据本发明的第二步热反应中使用推料炉而不是回转炉。

令人惊奇的是，已经发现粉末可以通过本发明的工艺通过可控地直接渗碳工艺制备得到比表面积落入约2m²/g的最细的常规制备的碳化钨粉末的范围内。

此外，使用任何已知的方法都不能达到如本发明中的微晶尺寸与BET的比。例如，这也可以从图6中看出。

本发明的一个优点在于一种通过直接渗碳工艺制备生产

-微晶尺寸为75至100nm，并且

-BET比表面积为1.7至2.3m²/g，并且

-微晶数至多为2.7的碳化钨粉末的工艺过程，其(a)适用于工业规模生产，(b)满足经济和生态边界条件的追求和要求。

此外，通过本发明，可以提供(c)具有独特粉末特性的粉末，有利于应用。例如，增加硬质合金结构的均匀性，增加强度以及提高断裂韧性。

已知(硬质合金)结构均匀性的增加导致强度的增加和断裂韧性的增加。在这方面，本发明的粉末非常适合于制备硬质合金结构。

本发明的一个变型是直接渗碳工艺，其由以下顺序步骤组成：

a)提供仲钨酸铵在环境压力，温度为300至1000℃下煅烧以形成WO₃，然后在选自破碎机、振动研磨机、喷射研磨机、球式研磨机、辊式研磨机、棒式研磨机、锤式研磨机、冲击式研磨机、滚筒式研磨机、针式研磨机、销盘式研磨机或行星式研磨机的研磨机中解团聚，并按d₉₈小于或等于30μm的粒度分布的目标值进行分级，通过根据ISO标准13320(2009)(激光衍射粒度分析仪)的激光衍射粒度测定来确定；

b)在温度为50至120℃下，将步骤a)中制备的WO₃与炭黑、水和有机粘合剂混合并捏合3至20分钟(对于连续工艺)和1至5小时(对于不连续/批次型工艺)；

c)将步骤b)中制备的产物挤出成长度小于或等于10mm的细棒，然后在80至200℃下干燥1至24小时；

d)在占加热炉气氛0.01至20％体积分数氩气存在，温度为900至1200℃且超过大气压2至50毫巴下，使WO₃/炭黑粒料在回转炉或隧道炉中进行热反应30至600分钟形成碳化钨前驱体；

d1)将材料冷却至室温；

e)在氢气气氛下，在1300至2000℃的温度下，在超过大气压2至50毫巴下，在推料炉中热处理前驱体30分钟至600分钟；

f)将碳化钨在选自破碎机、振动研磨机、喷射研磨机、球式研磨机、辊式研磨机、棒式研磨机、锤式研磨机、冲击式研磨机、滚筒式研磨机、针式研磨机、销盘式研磨机或行星式研磨机的研磨机中解团聚；按粒度分布d₉₈小于或等于30μm的目标值进行分级，通过根据ISO标准13320(2009)(激光衍射粒度分析仪)的激光衍射测定的粒度来确定；在选自由落体式混合器、强制式混合器、Y-分支型混合器、搅拌式混合器或桨式混合器的混合器中，以10分钟至240分钟的混合时间进行均质。

本发明的另一个变型涉及通过这种直接渗碳工艺生产的碳化钨粉末。

本发明的各种实施例和变型，例如不仅仅是各种从属权利要求的那些，可以以任何期望的方式组合。

现在将参考以下非限制性实施例和附图解释本发明。

附图说明

图1显示了现有技术(黑色三角形)和本发明(由灰色区域表示)的碳化钨粉末的微晶尺寸和BET比表面积之间的关系。可以看出，本发明的粉末比现有技术的粉末形成更大的微晶。

图2显示了现有技术(黑色三角形)和本发明(由灰色区域表示)碳化钨粉末的的微晶数和BET比表面积之间的关系。可以看出，本发明的粉末比现有技术的粉末形成更少的微晶。

图3显示了不同放大倍数的本发明的碳化钨粉末(根据实施例1，见下文)的FESEM图像(场发射扫描电子显微镜)。

图4显示了左边的根据本发明的粉末(根据实施例1，见下文)制备的硬质合金结构与右边的根据现有技术(HC Starck公司的WC DS50)的碳化钨粉末制备的硬质合金结构的比较。可以清楚地看出，由根据本发明的粉末制备的硬质合金结构更均匀。

图5显示了根据本发明工艺的本发明的实施方式的流程图。

图6显示了本发明(由标记为数字1至5的测量点表示)和现有技术(由剩余测量点表示；其中这些点代表HC Starck公司的产品，而其余的代表其他制造商的产品)的碳化钨粉末的微晶尺寸和通过BET方法测定的粒度之间的关系。

进一步看出，本发明的粉末(左上方的测量点5的Cu基样照片)相较于现有技术的粉末(右下方的在坐标约55/210处被圈出的测量点的Cu基样照片)使产品具有更高的结晶度，每个微粒的微晶更少，微粒缺陷更少，并且具有更均匀的结构。

图7说明了微晶，颗粒/晶粒和凝聚物之间的关系。

具体实施方式

制备途径1“批次型”(实施例2和3)：

将仲钨酸铵在300至1000℃的温度和大气压下煅烧成WO₃，然后使用销盘式研磨机在室温下解团聚，并根据粒度分布d₉₈小于30μm的目标值进行分级(根据ISO标准13320(2009)通过激光衍射测定粒度)。

然后将解团聚的氧化钨与炭黑、水和有机粘合剂(聚乙烯醇，PVA)混合，并使用双Z捏合机在80℃下捏合120分钟，然后使用穿孔盘和旋转刀具挤出为细棒并切割到小于10毫米的长度。随后，将这些细棒在110℃下干燥24小时。然后将细棒运送到反应炉中(石墨舟，间歇炉，低床高，单层细棒)准备进行第一步热反应，将它们均匀加热，并根据(简化的)反应方程式发生反应：WO₃+C→WC。反应也生成CO和CO₂气体。温度为900至1200℃之间(以最大加热功率加热到800℃，然后以10K/min的升温速率加热到1200℃)，压力约为5毫巴，加热炉气氛含有12％(体积)的氩气。然后将产物转移到推料炉(船推炉)中。为了调节烧结稳定性，在该第二步热反应中加入90％体积分数的氢气，并在3至5毫巴的压力下在1300至2000℃的温度下保持350分钟。随后，使用销盘式研磨机进行解团聚，并达到粒度分布d₉₈小于或等于5μm的目标值(根据ISO标准13320(2009)通过激光衍射测定粒度)，不进行分级。最后，在双锥混合器类型的自由落体式混合器中进行30分钟WC粉末的均质。

制备途径2“连续型”(实施例1、4和5)：

将仲钨酸铵在300℃-1000℃的温度和大气压下煅烧成WO₃，然后使用喷射式研磨机在室温下解团聚，并以粒度分布d₉₈小于30μm为目标值进行分级(根据ISO标准13320(2009)通过激光衍射测定粒度)。然后将解团聚的氧化钨与炭黑、水和有机粘合剂(聚丙烯酸，PAA)混合，并使用双Z捏合机在80℃下捏合120分钟，然后使用穿孔盘和旋转刀具挤出为细棒并切割到小于10毫米的长度。随后，将这些细棒在110℃下干燥24小时。然后将细棒输送到反应炉中(回转炉)均匀加热以准备进行第一步热反应，根据(简化的)反应方程式发生反应：WO₃+C→WC。反应也生成CO和CO₂气体。温度为900至1200℃之间，压力约为5毫巴，加热炉气氛含有8％(体积)的氩气。然后将产物转移到推料炉(推船炉)中。为了调节烧结稳定性，在该第二步热反应中加入90％体积分数的氢气，并在3至5毫巴的压力下在1300至2000℃的温度下保持350分钟。

随后，使用具有嵌入分离器的喷射研磨机进行解团聚和分级，达到粒度分布d₉₈小于或等于5μm的目标值(根据ISO标准13320(2009)通过激光衍射测定粒度)，最后，在双锥混合器类型的自由下落混合器中进行30分钟WC粉末的均质。

制备途径1(批次型)和制备途径2(连续型)的工艺步骤原则上可以根据需要进行组合和交换，只要保证如图5所示的顺序，以实现根据本发明的碳化钨粉末相当的物质性质。

采用这两种方法，制备了五批不同批次的碳化钨粉末(实施例1至5)，其性能和特性汇总在下表1中：

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	单位
							碳，总计	6.18	6.14	6.14	6.16	6.12	％
碳，游离态	0.05	0.03	0.02	0.05	0.02	％
							碳，化合态	6.13	6.11	6.12	6.11	6.10	％
氧	0.15	0.14	0.12	0.16	0.15	％
							FSSS实验室研磨*	0.62	0.59	0.59	0.60	0.63	μm
BET	1.84	1.94	1.96	1.91	1.80	m<sup>2</sup>/g
							BET计算的粒度	207	196	194	199	211	nm
d10	0.41	0.34	0.34	0.32	0.35	μm
							d50	0.79	0.62	0.61	0.61	0.65	μm
d90	1.42	1.12	1.10	1.14	1.13	μm
							d95	1.67	1.28	1.27	1.32	1.28	μm
微晶尺寸	94.5	75.7	81.5	78.0	82.2	nm
							微晶数	2.19	2.59	2.38	2.55	2.57

*使用Fisher Sub-Sieve Sizer测定

将根据上述制备方案(实施例1)制备的碳化钨粉末与通过常规方法制备的粉末(HC Starck公司的WC DS 50；由钨金属粉末和炭黑制备)直接比较，结果如下表2：

表2

对于所有参与测定的样品，通过XRD(X射线衍射，单线)测量WC微晶尺寸(Scherrer法，傅立叶峰变换分析)。使用NIST标准微晶尺寸样品(六硼化镧LaB₆)作为参考。

所有参与测定的样品都在同一装置上进行测量，以排除由测量系统的不准确性和测量偏差引起的峰扩展。

X射线衍射是用于测量微晶尺寸的通常已知的方法。它从峰值特征的宽度和高度可靠地产生平均微晶尺寸。

由BET比表面积，根据下式计算粒度d：

BET粒度d(以nm计)＝0.38/BET(以m²/g计)×1000

根据由BET比表面积计算的粒度d和通过射线照相测定的微晶尺寸c，根据下式计算微晶数n：

微晶数n＝d/c

例如：微晶数n＝207nm/94.5nm＝2.19

作为对比，对不同外来样品和以常规方式制备的内部WC对比粉末进行了测定。其由图6所示，外来样品和具有不同BET粒度的内部WC对比粉末的微晶尺寸总是在>24nm和<60nm的范围内。

在个别情况下，每个WC颗粒的相对微晶数最小为n＝3.1，但是大多数测定值在n＝3.7至5.9的范围内。所测定的粉末均不具有与根据本发明的碳化钨粉末相近的微晶尺寸，或者每个WC颗粒的微晶数小于n＝2.7。

根据本发明的碳化钨粉末与现有技术的碳化钨粉末之间的这种巨大差异是由于新开发的工艺路径。

根据本发明的碳化钨粉末的典型粉末性质(除微晶尺寸和微晶数外)和一些硬质合金性质与现有技术中的，例如WC DS 50(通过反应路径WMP+C)相当。

然而，根据本发明的碳化钨粉末制备的硬质合金结构明显相较于通过现有技术的产品制得的结构(例如WC DS 50)，更加均匀。这可以从图4的FESEM照片中看出，其中在左侧可以看到根据本发明的实施例1的粉末制备的硬质合金结构的照片，并且可以在右侧可以看到根据现有技术用WC DS50粉末制备的金属结构的照片。结果清楚地表示：除了所用的碳化钨粉末外，尽管两者的制备方法一致，但由根据本发明的粉末制备的硬质合金结构明显更加均匀。

此外还发现，与现有技术相比，本发明的粉末更容易加工。

Claims (9)

1.一种碳化钨粉末，具有

-根据ASTM D 3663测定得到BET比表面积为1.7至2.3m²/g；

-通过使用以NIST标准微晶尺寸样品作为参考的XRD/X射线衍射射线图、单线、Scherrer方法和傅立叶峰变换分析进行测定得到单个碳化钨颗粒的微晶尺寸c为75至100nm；

-通过BET比表面积，按照公式d＝0.38/BET×1000计算得到平均粒度d为162至230nm；

-根据n＝d/c计算得到每个碳化钨颗粒的平均最大微晶数n为2.7或更小。

2.根据权利要求1所述的碳化钨粉末，其特征在于，所述BET比表面积为1.8至2.0m²/g。

3.根据权利要求1或2所述的碳化钨粉末，其特征在于，所述单个碳化钨颗粒的微晶尺寸为75至95nm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的碳化钨粉末，其特征在于，每个碳化钨颗粒的平均最大微晶数为1.8至2.7。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的碳化钨粉末，其特征在于，所述平均粒度为190nm至220nm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的碳化钨粉末，其特征在于通过直接渗碳工艺制备。

7.根据权利要求6所述的碳化钨粉末，其特征在于，所述直接渗碳工艺包括以下顺序步骤或由以下顺序步骤组成：

a)提供仲钨酸铵并煅烧成WO₃，然后解团聚；

b)将步骤a)中制备的WO₃与炭黑、水和有机粘合剂混合并捏合；

c)将步骤b)中制备的产物挤出成长度小于或等于10mm的细棒，然后干燥；

d)在最低量的氩气存在，温度为900至1200℃的反应炉，优选回转炉或隧道炉中使WO₃/炭黑粒料进行热反应，形成碳化钨前驱体；

e)在氢气气氛下，在1300至2000℃的温度下，在推料炉中热处理所述前驱体；

f)对所述碳化钨进行解团聚，并均质。

8.一种用于制备碳化钨粉末的直接渗碳工艺，包括以下步骤或由以下步骤组成：

a)提供仲钨酸铵并煅烧至WO₃，然后解团聚；

b)将步骤a)中制备的WO₃与炭黑、水和有机粘合剂混合并捏合；

c)将步骤b)中制备的产物挤出成长度小于或等于10mm的细棒，然后干燥；

d)在最低量的氩气存在，温度为900至1200℃的反应炉，优选优选回转炉或隧道炉中使WO₃/炭黑粒料进行热反应，形成碳化钨前驱体；

e)在氢气气氛下，在1300至2000℃的温度下，在推料炉中热处理所述前驱体；

f)对所述碳化钨进行解团聚，并进行均质。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的碳化钨粉末或根据权利要求8制备的碳化钨粉末的用途，选自以下一种或多种：

-可选地与金属粘合剂Fe、Co、Ni组合的硬质合金的制备，优选：

a)WC/Co基硬质合金，

b)使用晶粒生长抑制剂(VC、Cr₃C₂、TaC、TiC)的WC/Co基硬质合金，

c)与其他Ti、Ta、Zr、Hf、Mo、Nb、W、Cr、Fe元素碳化物组合的金属陶瓷和P类硬质合金，

d)以氮化物为硬质材料的硬质合金，

e)维氏硬度HV30大于1600的亚微米级晶粒硬质合金，

f)无粘结剂硬质合金(硬质合金粘结剂含量：小于2％)；

-加工工具，如钻头、刀具、转动冲切刀片或刨刀；

-高负载部件，如钻头；

-钟表制造；

-用作中子偏转器；

-穿甲弹；

-圆珠笔球；

-轮胎或鞋钉；

-手术器械。