微波烧结WC-Co硬质合金致密化与晶粒生长

分别采用微波烧结和常规烧结制备WC-8Co硬质合金,通过1 000~1 400℃温度范围烧结以及1 400℃保温0~240 min的微波和常规烧结实验,测量各样品的收缩率、密度和晶粒尺寸,分析其致密化行为和晶粒生长,研究烧结温度和保温时间对合金致密化和晶粒生长的影响。结果表明,与常规烧结比较,微波烧结促进YG8硬质合金的致密化,且获得的合金组织均匀,晶粒细小。另外,保温时间对微波烧结YG8硬质合金的晶粒生长几乎没有影响。     

HIP后续烧结对超细WC-Co硬质合金性能的影响

采用高能球磨法制备超细WC-Co硬质合金。研究了1 390℃真空通Ar常规烧结后再热等静压烧结(HIP),烧结温度1 320℃,80 MPa下保温60 min对WC-Co硬质合金组织和性能的影响。结果表明:1 390℃真空通Ar烧结,可获得组织细小、综合性能好的YG8、YG10超细硬质合金。其中YG8超细硬质合金硬度达93.8 HRA,抗弯强度达2 290 MPa,YG10超细硬质合金硬度达93.3 HRA,抗弯强度达2 250 MPa。真空通Ar常规烧结再HIP能提高合金的致密度,但会使WC晶粒长大,硬度、抗弯强度、矫顽磁力等性能均下降。     

叠层加压SPS烧结制备梯度硬质合金

采用叠层加压SPS烧结法制备致密的YG10/YG20梯度结构硬质合金。通过调整WC粒度和添加微量元素B来调整烧结温度,使含钴量低的粉末与含钴量高的粉末的烧结温度相近。研究了烧结温度对致密度、组织形貌、显微硬度和断裂韧性的影响,分析了沿梯度截面上C,Co,W等成分、显微硬度的变化及YG10/YG20界面的结合情况。结果表明:原始WC粒度为1μm的YG10+0.05%B混合粉末和9μm的YG20混合粉末都能在1100℃~1160℃烧结致密,相对密度达到99%以上,晶粒尺寸均匀,梯度界面结合良好,没有开裂现象。低钴端的硬度达到了15500MPa~16000MPa,高钴端的硬度为11100MPa;在294N载荷的作用下低钴端的断裂韧性为12.62MPa·m1/2,而高钴端在这一载荷的作用下没有出现裂纹,断裂韧性较高,从而实现了硬质合金一端具有高硬度,另一端具有良好的韧性的有机结合。     

烧结温度对超细YG6硬质合金性能的影响

在相同的烧结工艺下,研究了烧结温度(1380、1390℃)对YG6超细硬质合金各项性能的影响。结果表明:1380℃加压烧结温度下,YG6硬质合金综合性能均优于1390℃加压烧结制备的YG6硬质合金。当抑制剂中添加0.2%Y2O3时,烧结温度对YG6的抗拉强度影响明显,在1380℃时其抗拉强度为1770 MPa,而在1390℃时其抗拉强度为1430 MPa。     

Ti-Cu固相相界面的扩散研究

采用铆钉法制备了Ti-Cu扩散偶,即将预处理后的铜丝嵌入到块状钛基体中,制备包含准相界面的样品。观察在600～700℃真空烧结不同时间时的钛铜界面的扩散情况,研究了烧结温度和保温时间对扩散层厚度的影响。结果表明,扩散层的厚度随烧结温度的提高和保温时间的延长而增厚。     

烧结温度和保温时间对钴基合金组织与性能的影响

配制一定比例的钴基合金粉末,利用光学显微镜、布洛硬度仪等分析手段研究烧结温度和保温时间对钴基合金微观组织和硬度的影响。结果表明,烧结温度为1 290℃,保温时间为2.5～3.0 h时,钴基合金具有最佳的微观组织且硬度最高。     

低压烧结温度对YG15粗晶硬质合金性能的影响

采用低压烧结方法制备YG15粗晶硬质合金,研究了烧结温度对硬质合金组织和性能的影响,采用扫描电子显微镜观察硬质合金显微组织,固体密度测量组件测试合金致密度,采用洛氏硬度计、万能试验机、矫顽磁力计分别测试合金的洛氏硬度、抗弯强度和矫顽磁力。对不同烧结温度下的性能比较分析得出:YG15粗晶硬质合金的孔隙度A02B00C00,硬度86.0~88.1 HRA,抗弯强度3 018~3 426 MPa,矫顽磁力5.45~6.20 k A/m,1 360、1 375℃低压烧结时,合金的密度、硬度和抗弯强度都较高,而1 390、1 400℃低压烧结时性能下降,1 375℃是YG15粗晶硬质合金的最佳烧结温度。     

硬质合金与钛合金真空扩散焊工艺研究

通过对硬质合金(YG8)与钛合金(TA15)异种材料焊接工艺问题的分析,采用塑性较好的Cu作为中间层来缓解TA15/YG8的接头热应力.在焊接温度为860 ℃,压力为5MPa,扩散焊接时间分别为10,20,30,50,50 min的条件下,研究YG8与TA15的扩散焊工艺,分析了YG8与TA15连接界面的原子扩散机制、反应相生成及其分布规律.结果表明,YG8/Cu界面呈一条亮线,结合良好,而TA15/Cu界面由于生成层状分布的脆性金属间化合物而出现裂纹,剪切试验时接头也是在此界面断开.在扩散焊接时间为60 min时接头抗剪强度达到116 MPa,为硬质合金与钛合金复合构件的生产应用提供了理论研究基础.     

YG硬质合金的微波烧结与传统烧结

传统烧结和微波烧结YG硬质合金有一个相似之处都是以带棱角的WC晶粒为骨架镶嵌在以Co为粘结相的基体中。通过扫描电镜观察，结果显示采用微波烧结技术烧结的YG硬质合金钴粘结相中几乎没有钨，而采用传统方法烧结的YG硬质合金钴粘结相中钨含量高达20％（重量），同时，采用微波技术比传统方法得到组织：WC颗粒更小，钴粘结相细小而均匀。这样材料的硬度更高，同时展示出更好的耐腐蚀和耐侵蚀性能。微波烧结样品在抗腐蚀性能方面比传统烧结样品提高约6倍。微波烧结样品在耐侵蚀性能方面比传统烧结提高约2倍。微波烧结样品在各个方向均匀收缩，而采用传统方法烧结的样品在垂直方向收缩更大。在达到同样致密度的情况下，采用微波技术比传统方法烧结的YG硬质合金烧结的表面温度更低，保温时间更短。微波烧结与传统烧结主要的不同点是产物中几乎没有WC晶粒的长大和没有在传统烧结中出现的晶粒异常长大和出现的大范围的Co粘结相区域。几乎相同Co含量的两样品的磁性能测量证实，微波烧结样品组织分布更加均匀。微波烧结样品尺寸接近三维均匀收缩，特别是超细颗粒WC更加明显。     

真空烧结烧结温度和保温时间对WC-6%Ni细晶硬质合金组织及性能的影响

本文采用雾化干燥,氢还原碳化法,真空烧结等工艺制备WC-6%Ni细晶硬质合金,主要讨论了不同的烧结温度和保温时间对WC-6%Ni细晶硬质合金致密化,显微组织及性能的影响。采用扫面电镜(SEM),XRD,维氏硬度计等分析设备对样品进行检验。结果表明:随着烧结温度的提高,该样品的密度和硬度显著提高,当真空烧结温度1 420℃,保温1 h,WC-6%Ni硬质合金的密度为14.764 g/cm~3,硬度1 609 HV。在烧结温度1 420℃条件下,改变保温时间。保温时间过短,溶解和析出进行的不充分,导致少部分孔洞没有被液相完全填充,保温时间过长会导致粘结相Ni、元素C等损失,形成大量孔洞和Ni池等缺陷。