【应用】使用喷雾干燥仪一步制备硬质合金粉末

硬质合金是一种质地坚硬的材料，以其良好的断裂韧性和卓越的耐磨性而闻名。硬质合金的主要成分是作为金属碳化物的碳化钨以及作为软质粘结剂的钴。它具有独特的特性，如高温下的高强度、机械和化学耐受性。这些特性使得硬质合金工具适用于切削、钻孔、采矿和机械加工。当然，也可以添加各种其他材料的碳化物（碳化钛、碳化钽、碳化铬等）。

硬质合金的传统制造工艺包括原料湿磨、喷雾干燥、压制、脱脂和预烧结、烧结以及精加工。

在本篇应用中，我们将重点介绍使用步琦小型喷雾干燥仪 S-300 获取碳化钨/钴干燥粉末的流程。

设备：

• 步琦小型喷雾干燥仪 S-300

• 惰性气体循环装置 S-395

样品：

• 总固含量：75 % (w/w)

• 碳化钨：> 60 % (w/w)

• 钴：1-2.5 % (w/w)

• 碳化铬：< 6 % (w/w)

• 碳化钼：< 6 % (w/w)

• 有机粘结剂：硬脂酸 2 % (w/w)

• 溶剂：22 % 乙醇 + 78 % 环己烷 (w/w)

样品在磁力搅拌器上持续搅拌，以防止样品中分散的固体发生沉降分离。

为安全操作，请注意所有相应的材料安全数据表。

本应用说明介绍了用于生产硬质合金的悬浮金属颗粒的喷雾干燥工艺。我们使用步琦小型喷雾干燥仪S-300和 Inert Loop S-395 成功获得了碳化钨/钴干燥粉末。

此处选择乙醇和环己烷作为溶剂。根据经验，也可以使用水或乙醇。除了钴增强的硬质合金外，其他元素（例如铁和镍）也被用作软质粘结剂，以提高延展性和韧性。

粒径范围在 3 – 33 µm 的不同粒度级分可在左右收集瓶中收集。实现了高达 80% 的总产率，且颗粒呈球形形貌。

1. Pravan, K.; Prince, K. S.; Rityuj, S.; A. Lava, K., Modes of failure of cemented tungsten carbide tool bits (WC/Co): A study of wear parts. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 2016, 54, 27-38.

2. Yoshiyuki, K.; Daisuke, T.; Hiroshi, S.; Hiromoto U., Rheological characterization of metal particle suspension and its relationship with spray-dried granule properties. Powder Technology 2015, 271, 93-99.