在钨冶金工业上,砷和磷通常作为钨矿原料中的主要杂质元素而被同时去除。通过研究发现,As元素对钨粉具有显著的细化作用,可制备出粒度均匀、分散性良好的纳米钨粉。而在钨冶金除杂过程中,P与As元素是伴生关系,很难通过“去磷、留砷”制备纳米钨粉。为实现钨冶金过程中共同保留As、P元素制备纳米钨粉及高性能WC-Co硬质合金,就必需弄清As和P共同存在时对WC-Co硬质合金制备过程中的影响机理。本文采用向前驱体粉末中复合添加一定量的As和P元素,通过煅烧、氢还原、碳化等工艺,制备出粒度均匀的纳米W-As-P复合粉末及超细WC-As-P复合粉末。研究过程中采用XRD、SEM、TEM、ICP等方法系统分析了As和P元素对钨粉及碳化钨粉形貌及相结构的影响,并探讨P辅助As致W粉细化机理;此外,通过分析As和P元素对WC粉颗粒形核和长大过程的影响,建立了WC的生长模型。研究获得的主要结论如下:1.通过复合添加0.3 wt%P和0.3 wt%As,在800^oC还原氧化钨后得到了颗粒大小均匀,分散性良好,平均粒径为79 nm的W-As-P复合粉末。APT-As-P煅烧过程中,P、As元素的共同存在会使APT热分解反应提前并加速进行,同时As₂O₃和P₂O₃气体的大量释放会使氧化钨粉末结构更加疏松多孔,这种多孔结构有利于氧化钨的氢还原。在WO₃-As-P氢还原过程中,更多气态P₂O₃的释放会进一步降低炉内的水分压,阻碍钨颗粒通过化学气相沉积而长大,而更多的砷元素以WAs₂的形式残留下来。因而同时添加P、As元素比单独添加As元素对钨粉的细化作用更显著,且能消除P对钨粉形貌的不利影响。2.W-As-P复合粉末在1400^oC碳化2h后可以得到粒度均匀,分散性良好,平均粒径为210 nm的WC-As-P复合粉末。WAs₂和WP₂二元相以及W₅As_2.5P_1.5三元相存在于碳化钨粉末中,并且附着在WC粉末颗粒边缘,阻碍WC颗粒通过晶界迁移而长大。超细WC-As-P和WC-As的生长方式与纯WC的不同,WC-As-P和WC-As颗粒都是以直接合并的方式长大,与粗颗粒的WC粉先破裂后合并的长大方式不同。本课题系统研究了P和As共同存在时对WC-Co硬质合金制备过程中的影响机理,并通过传统方法制备得到了均匀的纳米钨粉和超细碳化钨粉,烧结后得到的YG6-As-P合金的抗弯强度和空白样相比提高了11.5%。可为今后钨矿内P、As元素的资源化利用及大规模制备高性能超细晶WC-Co硬质合金奠定理论基础与实际依据。