RU2005133822A

RU2005133822A - Способ получения порошка карбида вольфрама, устройство для реализации способа и порошок карбида вольфрама, полученный этим способом

Info

Publication number: RU2005133822A
Application number: RU2005133822/02A
Authority: RU
Inventors: Сергей Викторович Агеев (RU); Сергей Викторович Агеев; Юрий Петрович Москвичев (RU); Юрий Петрович Москвичев
Original assignee: Сергей Викторович Агеев (RU); Сергей Викторович Агеев
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2007-05-10
Also published as: RU2301133C1

Claims

1. Способ получения порошка карбида вольфрама, характеризующийся тем, что исходную шихту заданного состава, содержащую вольфрам и углерод, подают в расположенный в камере вращающийся охлаждаемый тигель, в котором ее плавят с помощью плазменно-дугового разряда, при этом дугу зажигают через шихту, находящуюся в тигле, который является анодом, а в качестве плазмообразующего газа используют азот, в результате плавления получают расплав эвтектического карбида вольфрама фазового состава WC-W₂C, который распыляют в камере под действием центробежных сил с образованием капель указанного расплава, при этом создают такие параметры плазмы и их значения, с помощью которых обеспечивают температуру расплава, необходимую для образования в процессе распыления капель сферической формы и получения плазмы со степенью ионизации, которая обеспечит насыщение расплава азотом до состояния выше равновесного, тигель при этом вращают со скоростью, необходимой для образования сферических капель расплава такого размера, которые при охлаждении кристаллизуются в виде сферических гранул заданного гранулометрического состава, полученные гранулы затем подвергают термообработке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шихту загружают в виде твердого сыпучего материала.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что шихта содержит вольфрам и углерод в химически связанном состоянии.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что содержание углерода в шихте составляет 3,8-4,2 мас.%.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что плазму создают со следующими параметрами: напряжение дуги разряда Uдуги - 80 - 85 В, ток плазменно-дугового разряда - 700 - 2500 А.

6. Способ по пп.1 или 5, отличающийся тем, что температуру расплава карбида вольфрама обеспечивают на 20 - 100°С выше температуры плавления шихты.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что камеру заполняют азотом, с избыточным давлением.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что давление азота в камере поддерживают на 10-200 мм водяного столба выше атмосферного.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость вращения тигля составляет 500-20000 об/мин.

10. Способ по любому из пп.1, 2, 4, 5, 7, 8 или 9, отличающийся тем, что тигель выполнен медным и водоохлаждаемым.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что на внутренней поверхности тигля создают гарнисажный слой, представляющий собой застывшую пленку расплавленного карбида вольфрама, и последующее плавление шихты в тигле ведут на гарнисажном слое.

12. Способ по п.1 или 11, отличающийся тем, что термообработку проводят при температуре 1280 - 1600°С в течение 0,5-4 ч.

13. Устройство для реализации способа по пп.1-12, содержащее камеру цилиндрической формы с крышкой, в которой расположен питатель для подачи исходной шихты, и с днищем, имеющим приспособления для выгрузки сферических гранул карбида вольфрама, внутри камеры размещено распыляющее устройство, выполненное в виде вращающегося токопроводящего охлаждаемого тигля, закрепленного на шпинделе, связанным с приводным механизмом, а также устройство для плавления шихты, представляющее собой электродуговой плазматрон с катодом и с устройством для подачи газа, при этом плазматрон закреплен на крышке камеры над тиглем, являющимся анодом, и установлен под углом β к оси вращения тигля, с возможностью изменения этого угла, а питатель и тигель расположены соосно с камерой.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что устройство для подачи газа связано с источником газообразного азота.

15. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что тигель выполнен медным.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что тигель выполнен водоохлаждаемым.

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что тигель представляет собой цилиндр с днищем, в стенках которого расположены трубы, по которым циркулирует вода.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что тигель подсоединен к токопроводу.

19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что тигель имеет керамическое защитное покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность.

20. Устройство по п.17 или 19, отличающееся тем, что тигель имеет внутренний диаметр 40-100 мм.

21. Устройство по п.13, отличающееся тем, что камера имеет диаметр 1,5-2,0 м.

22. Устройство по п.13 или 21, отличающееся тем, что камера подсоединена к источнику азота.

23. Устройство по п.13 или 21, отличающееся тем, что днище камеры содержит направляющие элементы.

24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что приспособления для выгрузки расположены по периферии днища газовой камеры и оснащены накопителями.

25. Порошок карбида вольфрама, полученный способом по любому из пп.1-12, характеризующийся тем, что он представляет собой гранулы сферической формы эвтектического карбида вольфрама фазового состава WC-W₂C с содержанием связанного углерода 3,8-4,2 мас.% и растворенного азота 0,005-0,3 мас.%, имеющие гранулометрический состав от 20 до 1200 мкм и мелкозернистую перлитную структуру.