王家良，胡国荣，彭忠东，杜柯，曹雁冰



还原碳化法制备超细碳化铬粉末

王家良，胡国荣，彭忠东，杜柯，曹雁冰

(中南大学冶金与环境学院，长沙 410083)

以纳米Cr2O3和乙炔黑为原料，经高温还原碳化制备超细Cr3C2粉末，研究反应温度、反应时间以及配碳量对Cr3C2粉末的粒度与游离碳含量的影响。通过热力学计算，只有当温度高于1350 K时还原碳化反应才有可能进行，采用纳米Cr2O3可显著降低反应温度，在1573 K下焙烧6 h碳化率即达到98.20%；Cr3C2粉末的游离碳含量随配碳量增加而显著提高，配碳量(质量分数)为理论配碳量的1.05倍时制得游离碳含量为0.23%、氧含量为0.91%(均为质量分数)、平均粒度为1 μm的Cr3C2粉末，该粉末达到硬质合金及热喷涂应用的要求。

纳米Cr2O3；还原碳化；超细Cr3C2；游离碳；粒度

Cr3C2的熔点高，化学性质非常稳定，耐酸碱腐蚀，并且常温硬度和热硬度均较高，耐磨性好，在Co，Ni等粘结金属中的溶解度高，从而抑制其它碳化物的溶解，在冶金、材料、表面工程等领域得到广泛应 用[1−3]，尤其在合金涂层[4−5]及硬质合金[6−7]领域的应用最为广泛。超细Cr3C2粉末(Fsss≤1 μm)具有更优良的性能，在作为热喷涂原料时，可得到更薄、更均匀的涂层；作为晶粒长大抑制剂时可更均匀地分散于基体中，使硬质合金具有均匀的微观组织和优良的力学性 能[8]。Cr3C2粉末最常用的生产方法是将微米级的Cr2O3与碳粉混合，经高温还原碳化而得。由于碳化温度高(1673~1773 K)，碳化过程中生成的Cr7C3，Cr23C6等低熔点中间碳化物极易产生熔体，造成Cr3C2晶粒过分长大，较难生产出粒度小于1 µm的超细Cr3C2粉末产品[9−10]。……