VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Цементированный карбид вольфрама наиболее давно используемый и самый успешный коммерческий порошок металлургической продукции. Карбид вольфрама (WC) получил известность благодаря исключительной твердости и износо- и эрозиостойкости. Матрицы из вязких металлов, такие как кобальт значительно улучшают их прочность и способствуют сопротивлению к хрупкому излому. Эти композиты по существу являются агрегатами из карбида вольфрама сцепленными металлическим кобальтом через жидко-фазное спекание. Свойства этих материалов обеспечивают его составные части – в частности, твердый и хрупкий карбид и мягкая более ковкая связка. Широкое применение цементированного карбида вольфрама в инструментальной промышленности (режущие инструменты, несущие части) связано с уникальной комбинаций механических, физических и химических свойств.

Актуальность и научная значимость исследуемой проблемы определяется тем, что стратегически важный продукт порошковой металлургии – спеченный карбид вольфрама-кобальта можно получать методом высокотемпературной электрохимии с максимально выгодными энергетическими затратами. Так, например, температура химического синтеза карбида вольфрама составляет от 1400 ºС, а температура электрохимического синтеза - 900 ºС. Возможность электрохимического синтеза карбида вольфрама при 900 ºС определяется тем, что взаимодействие вольфрама и углерода (и далее с кобальтом) происходит на атомарном уровне, что существенно снижает температура взаимодействия элементов. Еще одно преимущество предлагаемого метода синтеза двойного карбида вольфрама и кобальта – это возможность получения порошков с нанозерновым размером частиц.

Электролиз расплава Na₂WO₄-Li₂WO₄-Li₂CO₃ проводился в стаканах, изготовленных из графита марки МПГ-7, который одновременно служил анодом для стабилизации содержания карбонат- ионов в расплаве. Материалом катоды были использованы вольфрам, молибден, никель и ряд нержавеющих сталей.

Для получения твердосплавных композиций на основе карбидов вольфрама и металлов триады железа необходимым условием является совмещение потенциалов электровыделения вольфрама, углерода и металлов триады железа (Fe, Co, Ni). Нами были проведены вольтамперные исследования расплавов Na₂WO₄-Li₂WO₄-MeWO₄, Na₂WO₄-Li₂WO₄-MeCl₂ (Me-Ni, Co, Fe) и установлена возможность совместного электровыделения металлов триады железа с вольфрамом из оксидных расплавов и оксидно-хлоридных.

Методами идентификации катодных осадков были выбраны: рентгенофлуоресцентный элементный анализ и рентгенофазовый анализ.

Результаты, которого показали наличие фаз двойных карбидов вольфрама и металлов триады железа (никеля, кобальта).