[发明专利]金属碳化物粉体的推动式动态连续制备方法和推动式动态连续烧结装置

说明书

技术领域

本发明属于金属碳化物粉体制备技术领域，特别涉及金属碳化物粉体的动态连续制备方法和动态连续烧结装置。

背景技术

金属碳化物因具有熔点高、硬度高、优良的化学稳定性、抗腐蚀性好、优异的耐磨性等优点，被广泛地应用于工具材料、耐高温部件、耐磨部件、耐腐蚀部件、合金添加剂及其它有特殊要求的零部件上，在航空航天、军事、机械、冶金、电子、化工等领域具有极为广阔的发展潜力和应用前景，这类材料的制备与应用在世界各国均受到了高度重视。因此，如何高效地制备高质量的金属碳化物粉体具有重要意义。

目前主要采用基于碳热还原的静态法制备金属碳化物粉体，即使用石墨碳管炉或真空烧结炉制备金属碳化物粉体，将堆放有原料粉体的石墨舟或托盘放置在石墨碳管炉或真空烧结炉中并在静止状态进行煅烧、还原，然后再进行进一步的碳化。一批金属碳化物粉体制备完成并出炉后，再放入另一批原料粉体进行煅烧、还原和碳化。此种方法存在以下不足：(1)合成过程中原料受热的温度场存在不均匀性，因而同一时间不同位置的原料处于不同的反应阶段(还原或碳化)，获得单一相组成的产物所需时间长，且产物的成分和粒度分布区间较大、产物粘结严重；(2)在还原反应阶段，物料的堆放导致下层的原料粉末难以与还原性气体接触，阻碍还原碳化进程受到，并且会造成产物的成分和粒度不均匀，这将严重影响产物的物理和化学性能；(3)该方法无法连续化生产且生产周期长，导致产业化生产的成本过高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供金属碳化物粉体的推动式动态连续制备方法和推动式动态连续烧结装置，以获得单相的高品质金属碳化物粉体，并实现连续化批量生产。

本发明提供的金属碳化物粉体的推动式动态连续制备方法，所述碳化物粉体为TiC粉体、Cr₃C₂粉体、VC粉体、TaC粉体、Mo₂C粉体、NbC粉体、ZrC粉体或HfC粉体，工艺步骤如下：

(1)配料

按照各金属碳化物粉体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算出制备各金属碳化物粉体原料的摩尔比并计量各原料：

a、制备TiC粉体的原料及摩尔比

制备TiC粉体的原料为金属Ti粉体或Ti与O的化合物粉体和还原剂，金属Ti粉体:还原剂＝1:1，Ti与O的化合物粉体:还原剂＝1:(1.8～3.2)；

b、制备Cr₃C₂粉体的原料及摩尔比

制备Cr₃C₂粉体的原料为Cr与O的化合物粉体和还原剂，Cr与O的化合物粉体:还原剂＝1:(2～4.5)，

c、制备VC粉体的原料及摩尔比

制备VC粉体的原料为V与O的化合物粉体和还原剂，V与O的化合物粉体:还原剂＝1:(3.3～7.2)，

d、制备TaC粉体的原料及摩尔比

制备TaC粉体的原料为金属Ta粉体或Ta与O的化合物粉体和还原剂，金属Ta粉体:还原剂＝1:1，Ta与O的化合物粉体:还原剂＝1:(3.5～7.2)，

e、制备Mo₂C粉体的原料及摩尔比

制备Mo₂C粉体的原料为Mo与O的化合物粉体和还原剂，Mo与O的化合物粉体:还原剂＝1:(3.3～3.7)，

f、制备NbC粉体的原料及摩尔比

制备NbC粉体的原料为与O的化合物粉体和还原剂，Nb与O的化合物粉体:还原剂＝1:(3.3～7.2)，

g、制备ZrC粉体的原料及摩尔比

制备ZrC粉体的原料为与O的化合物粉体和还原剂，Zr与O的化合物粉体:还原剂＝1:(2.8～3.2)，

h、制备HfC粉体的原料及摩尔比

制备HfC粉体的原料为Hf与O的化合物粉体和还原剂，Hf与O的化合物粉体:还原剂＝1:(2.8～3.2)；

(2)混料与干燥