СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА КАРБИДА ВОЛЬФРАМА Российский патент 2012 года по МПК C22C1/05 B22F9/18 

Описание патента на изобретение RU2452784C1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности касается получения порошка карбида вольфрама, который находит применение в производстве твердых сплавов для износостойких частей механизмов, режущих и буровых инструментов.

Существуют различные способы получения карбидов тугоплавких металлов, в том числе вольфрама. В промышленном масштабе карбид вольфрама получают восстановлением его оксида (WO3) углеродом до образования WC [1]. Применяется процесс, при котором на первой стадии получают порошок вольфрама восстановлением оксида WO3 водородом в трубчатых печах с постепенным нагревом от 700 до 1100°С, затем карбидизируют металлический порошок твердым углеродом или углеродсодержащей газовой фазой (CH4-H2).

Однако известные методы характеризуются низкой производительностью, большими затратами [2].

Известен способ, по которому карбид вольфрама получают из шеелитового концентрата путем его восстановления алюминием. При этом в шихту, наряду с алюминием, вносят карбид кальция СаС2 и оксид железа Fе2O3. Процесс протекает при температуре 2500°С. В результате получают спеченный материал, содержащий карбид вольфрама WC с примесью железа и оксидов алюминия, кальция. Полученный продукт измельчают и отмывают от примесей растворами кислот [3].

Однако недостатками способа являются усложненная технологическая схема, высокая температура процесса, необходимость измельчения и очистки от примесей при получении порошка.

Известен способ получения карбида вольфрама, основанный на высокотемпературном электрохимическом синтезе в среде расплавов солей щелочных металлов при температуре 850-1000°С. Способ позволяет получать дисперсные порошки карбида вольфрама, при этом отличается недостаточно высокой производительностью и повышенной энергоемкостью |4|.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения карбида вольфрама, который выполняют в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. В основе процесса лежит экзотермическая реакция оксида вольфрама, углерода (сажи) и металлического магния. Температура процесса 3000°С. В результате образуется спек, состоящий из карбида вольфрама и оксида магния. Спек измельчают, оксид магния отмывают растворами кислот (HCl, H2SO4).

Однако к недостаткам метода следует отнести высокую температуру синтеза, необходимость измельчения спека и его очистки растворами кислот при получении порошка [5].

Технической задачей заявленного технического решения является значительное снижение температуры при получении тонкодисперсного порошка карбида вольфрама.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения порошка карбида вольфрама согласно изобретению синтез целевого продукта ведут путем восстановления оксида вольфрама и оксида углерода (СО2) металлическим магнием в среде расплава карбоната лития (Li2CO3) при 800-900°С. Соотношение исходного соединения (WO3) и растворителя (Li2CO3) выдерживают равным 1:5-7. Порошок металлического магния вносят в раствор WO3 в расплаве Li2CO3 в количестве, соответствующем расчетному, исходя из стехиометрии реакции:

Преимущество предлагаемого решения состоит в том, что в рамках одностадийного процесса обеспечивается получение тонкодиснсрсного порошка WC, не требующего дополнительного измельчения, при более низкой, в сравнении с известным способом, температуре.

Примеры реализации способа

Пример 1. Приготавливают шихту из 50 г карбоната лития и 10 г оксида вольфрама. Шихту плавят при температуре 800°С. В прозрачный расплав вносят 4 г металлического магния. В результате образуется тонкий порошок карбида вольфрама в реакционном объеме. Расплав выдерживают до полного осаждения порошка на дно расплава (15-20 мин). Затем расплав сливают с осадка. Порошок отмывают от остатка солей водой. Полученный продукт анализируют. Результаты рентгенофазового анализа указывают на образование однофазного карбида вольфрама WC. Содержание примесей в продукте синтеза не превышает 2% масс. Гранулометрический анализ порошка показал, что средний размер частиц составляет 8,7 мкм.

Пример 2. Шихту из 70 г карбоната лития и 10 г оксида вольфрама плавят при 900°С. В прозрачный расплав вносят 3,7 г металлического порошка магния. По окончании реакции твердую фазу образовавшегося карбида вольфрама отделяют от расплава, отмывают водой от остатков солей. По данным рентгенофазового анализа полученный продукт является карбидом вольфрама состава WC. Содержание примесей - 2% масс. Средний размер частиц порошка - 18,2 мкм.

Список использованных источников

1. Самсонов Г.В. Карбиды вольфрама / Г.В.Самсонов, В.К.Витрянюк, Ф.И.Чаплыгин // Киев: Наук.думка, 1974 - 173 с.

2. Панов B.C. Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них / B.C.Панов, A.M.Чувилин // М.: МИСИС, 2001 - 428 с.

3. Патент Австралии. 424648. 1972.

4. Малышев В.В. Высокотемпературный электрохимический синтез - новый метод синтеза дисперсных порошков карбидов молибдена и вольфрама / В.В.Малышев, И.А.Новоселов, Х.Б.Кушхов // Журнал неорганической химии, 1997. - Т.42, №4. - С.540.

5. Вершинников В.В., Игнатьева Т.И., Гозиян А.В. Способ получения карбида вольфрама и карбид вольфрама, полученный этим способом. Патент РФ. №2200128.

Похожие патенты RU2452784C1

название год авторы номер документа
Способ получения композиционного материала WB -WC-AlO из шеелитового концентрата ДВ-региона 2020
  • Ри Эрнст Хосенович
  • Ри Хо Сен
  • Ким Евгений Давидович
  • Ермаков Михаил Александрович
RU2758654C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА МОЛИБДЕНА ИЛИ ЕГО КОМПОЗИТОВ С ВОЛЬФРАМОМ 2005
  • Гостищев Виктор Владимирович
  • Ри Эрнст Хосенович
RU2285586C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА МОЛИБДЕНА 2010
  • Гостищев Виктор Владимирович
  • Ри Эрнст Хосенович
  • Химухин Сергей Николаевич
  • Ри Хосен
  • Комков Вячеслав Григорьевич
RU2425900C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОДИСПЕРСНЫХ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ДВОЙНОГО КАРБИДА ВОЛЬФРАМА И КОБАЛЬТА 2008
  • Кушхов Хасби Билялович
  • Адамокова Марина Нургалиевна
  • Квашин Виталий Анатольевич
  • Карданов Анзор Лионович
RU2372420C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА КАРБИДА ВОЛЬФРАМА 2008
  • Кушхов Хасби Билялович
  • Адамокова Марина Нургалиевна
  • Квашин Виталий Анатольевич
  • Карданов Анзор Лионович
RU2372421C1
Способ получения комплексно-легированного материала на основе алюминидов никеля с карбидной и боридной фазами вольфрама 2020
  • Ри Хосен
  • Ри Эрнст Хосенович
  • Ким Евгений Давидович
  • Живетьев Андрей Сергеевич
RU2756045C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ ДВОЙНЫХ КАРБИДОВ ВОЛЬФРАМА И МОЛИБДЕНА 2010
  • Кушхов Хасби Билялович
  • Карданов Анзор Лионович
  • Квашин Виталий Анатольевич
  • Адамокова Марина Нургалиевна
RU2459015C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОБОРИДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОРОШКОВ МОЛИБДЕНА ИЛИ ВОЛЬФРАМА 2010
  • Гостищев Виктор Владимирович
  • Бутуханов Владимир Лаврентьевич
  • Хромцова Елена Викторовна
RU2455377C2
Способ получения порошка карбида вольфрама 2016
  • Кушхов Хасби Билялович
  • Маржохова Марьяна Хажмусовна
  • Адамокова Марина Нургалиевна
  • Хажуев Владимир Шамилович
  • Тлеужев Адальби Билелович
  • Курманов Николай Муазинович
RU2661298C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКОВОГО ВОЛЬФРАМА 2003
  • Мулин Ю.И.
  • Гостищев В.В.
RU2243063C1

Реферат патента 2012 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНОГО ПОРОШКА КАРБИДА ВОЛЬФРАМА

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в производстве твердых сплавов для изготовления износостойких частей механизмов, режущих и буровых инструментов. Способ включает восстановление магнием исходной шихты оксида вольфрама и оксида углерода (СO2) в среде расплава карбоната лития (Li2СО3) при температуре 800-900°С при соотношении оксида вольфрама к карбонату лития 1:5-7 и отделение твердой фазы образовавшегося карбида от расплава. Технической задачей изобретения является снижение температуры плавки исходных соединений при одностадийном процессе получения тонкодисперсного порошка карбида вольфрама, не требующего дополнительного измельчения. 2 пр.

Формула изобретения RU 2 452 784 C1

Способ получения тонкодисперсного порошка карбида вольфрама, заключающийся в том, что ведут восстановление исходных соединений в расплаве с последующим отделением твердой фазы продукта от реакционной массы, при этом восстановление исходных соединений ведут магнием в расплаве карбоната лития при 800-900°С, а соотношение исходного соединения WO3 к карбонату лития Li2СО3 выдерживают равным 1:5-7.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2452784C1

US 4402737 А, 06.09.1983
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА ВОЛЬФРАМА И КАРБИД ВОЛЬФРАМА, ПОЛУЧЕННЫЙ ЭТИМ СПОСОБОМ 2001
  • Вершинников В.И.
  • Игнатьева Т.И.
  • Гозиян А.В.
  • Боровинская И.П.
  • Мержанов А.Г.
RU2200128C2
CN 1903486 А, 31.07.2007
DE 10043792 А1, 14.03.2002
ЕР 1507014 А1, 16.02.2005
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА ВОЛЬФРАМА WC 2008
  • Молчанов Виктор Викторович
  • Гойдин Василий Викторович
RU2388689C1

RU 2 452 784 C1

Авторы

Гостищев Виктор Владимирович

Ри Эрнст Хосенович

Астапов Иван Александрович

Химухин Сергей Николаевич

Ри Хосен

Даты

2012-06-10Публикация

2011-04-18Подача