N对无立方相层梯度硬质合金的影响

主要研究了N添加方式和N添加量对无立方相层梯度硬质合金结构和性能的影响。采用传统的粉末冶金方法,在氮气气氛下高温烧结制备表面无立方相层梯度硬质合金,然后对其微观结构和力学性能进行分析。研究发现,N的存在是形成表面无立方相层的必要条件,添加Ti(C0.7N0.3)比添加TiN更有利于梯度层的生成;随着氮含量的增加,梯度层的厚度呈减小趋势,合金的抗弯强度呈先增加后降低的趋势,硬度则呈上升的趋势。     

一种具有密度梯度的飞片材料的制备

本文作者使用Fe-Al烧结助剂,在1473 K的热压烧结条件下成功制备出了整体致密、密度沿厚度方向呈特定分布的W-Mo-Ti体系密度梯度飞片材料。研究表明,低熔点Al的添加,使部分烧结助剂Fe以液态形式存在,提高了Fe的活化烧结能力。W-Mo,Mo-Ti合金的烧结均为液相烧结过程,W-Mo合金主要通过形成少量粘结相和液相来粘结W,Mo晶粒,而Mo-Ti合金则通过形成部分Mo-Ti固溶体来实现致密化。     

Cr含量对WC-Co硬质合金显微组织和力学性能的影响

采用低压烧结技术制备了不同Cr含量的WC-8Co硬质合金,通过XRD、SEM和力学性能测试等手段分析了Cr含量对硬质合金物相、显微结构和合金的力学性能的影响。结果表明,当Cr含量<0.9%时,合金由WC+γ-(WC)相组成,添加量增至0.9%及以上时,组织中出现缺碳相Co3W3C;随着Cr含量的增加,WC晶粒不断细化,当添加量为0.6%时,合金的综合力学性能最佳,其抗弯强度、维氏硬度及断裂韧性分别为3885MPa、1632.4HV30、9.82MPa.m1/2。     

超细WC-Co硬质合金粉末的制备及其致密化研究

以超细碳化钨(WC)、氯化钴(CoCl2.6H2O)和柠檬酸钠(C6H5O7Na3.2H2O)为原料,水合肼(N2H4.H2O)为还原剂,使用液相还原法制备超细WC-Co硬质合金粉末,并通过低压烧结使其致密化,制得力学性能良好的WC-Co硬质合金。考察了反应体系温度对硬质合金粉包覆率、反应时间对包覆效果的影响,采用SEM、TEM、XRD等手段对硬质合金粉进行了表征,确定了制备超细WC-Co硬质合金粉的优化工艺条件,并对比了不同规格的WC-Co硬质合金烧结体的力学性能。结果表明,此方法制得的WC-Co硬质合金粉纯度高,粒径均匀,无团聚,低压烧结后所得硬质合金烧结体力学性能良好。     

原料粉末碳、氧含量对无粘结相硬质合金性能的影响

采用放电等离子(spark plasma sintering,简称SPS)烧结制备出了无粘结相硬质合金材料,并结合XRD、SEM、金相显微镜等分析测试手段,研究了原料粉末中碳、氧含量对无粘结相硬质合金的微观组织和性能的影响。结果表明,原料粉末中游离碳含量过高会造成烧结体晶粒的显著长大,氧含量较高会降低烧结体的致密度,从而导致烧结体的性能变差;采用纯度较高的原始粉末时,维氏硬度达到2566kg.f/mm2,断裂韧性为6.2MPa/m1/2。另外,在500℃对原料粉末进行氢气预处理可以明显降低氧含量,在1700℃下可制备出相对密度达98.8%,维氏硬度为2731kg.f/mm2,断裂韧性为6.16MPa/m1/2的无粘结相硬质合金材料。     

Cu含量对铝基结合剂及其金刚石工具性能的影响

以Al-Cu-Mg-Ti-Cr混合金属粉末为结合剂,利用热压烧结法制备金刚石工具,研究了Cu含量对铝基结合剂及其工具性能的影响。结果表明:随着Cu含量增加,结合剂烧结体的抗弯强度和相对密度先增大后减小,而硬度呈现逐渐增大的趋势。Cu粉的加入可以促进Al2CuMg强化相和Al3Ti、Al2Cr弥散相的形成,细化烧结体晶粒,阻碍晶粒位错运动,从而提高烧结体的力学性能。当Cu的质量分数为4.5%时,烧结体的综合力学性能最优,抗弯强度和硬度分别为334 MPa和98HRB,相对密度达到98.94%。此时,铝基结合剂对金刚石的包镶能力较好,金刚石工具试样强度损失率达到最低,为12.8%,磨削比提高9.7%,被磨削工件表面粗糙度达到0.092μm。     

烧结破碎法制备超细晶粒WC-17%Co热喷涂粉末

利用烧结破碎法,以超细晶粒WC粉、Co粉为原料制备了WC-17%Co热喷涂粉末。用X-射线衍射和扫描电子显微镜对粉末的形貌和结构进行了研究,讨论了烧结温度、有机粘结剂、碳粉对粉末特性的影响。实验结果表明:将有机粘结剂添加到粉末中后,可有效地阻止超细WC/Co粉烧结时η相(Co3W3C、Co6W6C)的出现;除极少量碳溶于粘结相Co中外,碳主要以游离态形式存在,可抑止粉末热喷涂时WC的分解;制备超细WC-17%Co热喷涂粉末适宜的烧结温度是在1250℃左右。     

冷压烧结Fe基金刚石超薄切锯胎体的组织和性能

为了降低金属基金刚石超薄切锯的厚度、提高强度,采用冷压烧结法,以Fe基混合粉末为原材料,通过改变冷压力,制备平均厚度为0.21 mm的Fe基金刚石超薄切锯胎体;用显微硬度仪、OM、SEM、XRD和万能力学试验机等表征松装粉末和压坯显微硬度、压坯组织、烧结胎体组织和力学性能,研究冷压坯致密化机理以及冷压力对烧结胎体组织和力学性能影响.结果表明:压力<205 MPa时Cu、Fe粉均发生了显著的加工硬化现象,Cu粉变形速率较Fe粉快,使Cu、Fe粉聚集、冷焊,阻碍致密化;压力>205 MPa时Cu、Fe粉发生大量塑性变形,组织致密,密度增大;烧结胎体以(Fe,Ni)、Fe1.3Sn、Cu40.5Sn11、Cu81Sn22和Fe为主相;拉伸断口形貌主要包括塑坑断口、解理和沿颗粒脆性断口,168 MPa烧结胎体力学性能最优.     

1400℃放电等离子烧结制备MgO-B_(2)O_(3)增韧无金属黏结相WC硬质合金EI北大核心CSCD

为了降低无金属黏结相碳化钨(WC)硬质合金的烧结温度并获得较高的断裂韧度,采用MgO和B_(2)O_(3)协同增韧WC硬质合金。通过放电等离子烧结技术(SPS)在1400℃的较低温度下制备出致密的WC-MgO-B_(2)O_(3)硬质合金块体材料,研究MgO-B_(2)O_(3)对无金属黏结相WC硬质合金的烧结机理、微观组织演变以及力学性能的影响规律。结果表明:MgO-B_(2)O_(3)的添加促进了WC的烧结致密化,显著降低了无金属黏结相WC硬质合金的烧结温度。随着MgO-B_(2)O_(3)添加量的提高,组织中的部分第二相形貌发生显著改变,逐渐由短杆状转变为长杆状,再转变为聚集时的块状。当MgO-B_(2)O_(3)添加量达到8%(质量分数)时,块体材料具有较好的断裂韧度,为(9.45±0.37)MPa·m^(1/2),同时其硬度为(18.16±0.17)GPa。     

碳热还原氮化法制备氮化钒合金的研究

以工业级V2O5和碳黑为原料，添加少量Fe粉为烧结助剂，经过混料，压制成块然后进行烧结，碳氮化同时反应最后制得高氮含量的致密化氮化钒合金。并利用XRD衍射仪，氧氮分析仪和密度测试等着重研究了反应温度对制备样品的相组成及其组成成分和块体密度的影响。结果表明：产品的氮含量在1100～1250℃温度范围内随着反应温度的升高而降低，而合金块体密度一直增大。     

硅对烧结M3∶2高速钢回火相及力学性能的影响

为研究硅对烧结高速钢力学性能的影响,采用真空热处理炉在1230℃对含0.4%碳粉及硅添加量在0～3.0%的M3∶2高速钢进行烧结,在500～600℃对烧结后的试样进行二次回火.采用X射线衍射仪,扫描电镜及能谱分析等手段研究了不同硅添加量对回火态高速钢的物相特征及力学性能的影响规律.物相分析结果表明,添加硅后,硅主要分布在回火马氏体及M6C碳化物中,而在MC碳化物中含量较低.回火马氏体组织中硅的含量随硅添加量的增加而增加,同时,硅的添加还显著影响回火马氏体组织中铁素体相的晶格常数,在硅添加量为0.7%时,铁素体相达到最大的晶格常数.力学性能测试结果表明,适量硅的添加可提高二次硬化效果,添加0.7%硅的高速钢在550℃二次回火后获得了最佳的硬度和弯曲强度.     

Fe粉量对真空烧结NiAl_2O_3电子材料组织及导电性能的影响

选择真空烧结工艺制备得到NiAl_2O_3电子材料,通过添加Fe粉的方式来使得试样获得优异的导电性能。采用实验测试的方式对该合金的物相成分、微观形貌与电磁性能进行了测试。研究结果表明:逐渐提高Fe含量后,形成了更强的Fe衍射峰,NiAl_2O_3衍射峰强度发生了降低。Fe和NiAl_2O_3形成良好的相容状态,制得具备优异高温稳定性的NiAl_2O_3/Fe试样。提高Fe加入量后,基体组织的孔隙率发生减小,使合金组织达到更致密的状态。加入较高比例的Fe时,试样呈现正的电抗值,具备明显感抗性,正电抗值和频率之间表现为递增变化的趋势。增大频率后,导致电阻明显增大,引起电导率减小。未添加Fe粉添加量的NiAl_2O_3合金未表现出明显磁性。加入Fe含量较低时,试样获得顺磁性。提高Fe加入量后,试样发生了明显频散。40%Fe添加量试样形成了明显的弛豫型磁谱,具备抗磁性,实现双负性。     

无粘结相硬质合金的发展及展望

无粘结相硬质合金与传统的WC-Co硬质合金相比有着更高的硬度、弹性模量,同时耐腐蚀性和耐磨性也有着大幅的提高。由于没有金属粘结相的存在,无粘结相硬质合金的致密烧结十分困难。但是随着热等静压烧结(HIP)、放电等离子烧结(SPS)等先进烧结技术的发明及亚微、纳米粉末制造技术的进步,纯WC、WC-Ti C-Ta C、WC-Si C、WC-Mo C-Si C等多种无粘结相硬质合金不断涌现。这些材料被逐步运用在精密光学模具、喷砂嘴、核工业密封件等要求高精度、高硬度、高弹性模量、高耐腐蚀性的领域。主要对各种无粘结相硬质合金的性能及应用进行简单介绍,并对未来的发展方向做简单的展望。     

Ti添加对WC-Ni3Al硬质合金微观组织与力学性能的影响

为提高WC-Ni₃Al硬质合金的力学性能，采用放电等离子烧结制备Ti掺杂的WC-Ni₃Al硬质合金，并研究不同Ti添加量对WC-Ni₃Al硬质合金微观组织和力学性能的影响。结果表明: Ti的添加减小WC-Ni₃Al块体样品中反应生成的少量Al₂O₃的尺寸，并且使Al₂O₃的分布更加均匀。一方面，小尺寸的Al₂O₃与原位生成的(Ti, W)C协同提高WC-Ni₃Al块体样品的硬度；另一方面，适量Ti的添加还提高WC-Ni₃Al硬质合金的断裂韧度，这是由于原位生成的(Ti, W)C与WC有较好的界面结合，增加对裂纹扩展的桥接与偏转作用。当添加3%(质量分数)的Ti时，WC-Ni₃Al硬质合金获得了优异的力学性能，硬度和断裂韧度分别为(19.29±0.18) GPa和(13.14±0.24) MPa·m^1/2。     

颗粒Al_2O_3增强环氧树脂复合材料的微波固化动力学及性能

利用Avrami法研究了Al_2O_3颗粒及其添加量对E51/DDS体系的微波固化表观活化能的影响,采用差示扫描量热、动态力学分析、力学性能测试和扫描电子显微镜等试验手段对产物的热性能、力学性能及微观形态进行研究。结果表明,Al_2O_3颗粒增强E51/二氨基二苯砜(DDS)体系可以显著降低其微波固化的反应活化能,其中相比于未添加的体系,添加量达到40%时,其微波固化活化能降低了19.3%;加入Al_2O_3颗粒可以提高体系的玻璃化转变温度,增加幅度与添加量正相关;且体系的损耗模量随着添加量的增加而降低。拉伸和弯曲模量随着Al_2O_3添加量的增加而增加,而拉伸和弯曲强度则呈现先增加后减小的趋势。断面分析表明Al_2O_3颗粒的存在阻止了微裂纹的扩展,消耗更多的能量,提高了浇注体的力学性能。     

复相铁氧体材料的的放电等离子体烧结合成

采用化学共沉淀法制备了名义组成为xFe+BaFe12O19(0≤x≤1,△x=0.2)的共沉淀前驱体,研究了该前驱体在放电等离子体烧结条件下形成复相铁氧体材料的结晶行为和烧结体的磁性能.结果表明,所有烧结体中均没有Fe2O3中间相形成,x=0时烧结体为单相M型钡铁氧体(BaM),0相似文献   

双连续TiC/Fe复合材料的制备和性能

以聚氨酯海绵为前驱体,以TiC微粉为原料并添加少量还原铁粉、羰基铁粉及钛粉为烧结助剂,用有机前驱体浸渍法制备具有三维网络结构的TiC多孔陶瓷,研究了聚氨酯海绵的孔径、浆料涂覆次数等因素对TiC多孔陶瓷的孔隙率和孔棱直径的影响。在此基础上采用无压浸渗工艺将Fe基体与TiC多孔陶瓷复合,制备出一种双连续结构的TiC/Fe复合材料。分析了复合材料的物相组成,观察了其宏观结构与微观结构,并测试了复合材料内的硬度分布。结果表明,TiC多孔陶瓷的结构完整,孔隙率和孔棱直径可控;复合材料具有双连续结构,TiC与Fe结合良好,两相结合区的硬度呈梯度变化。     

VC/Cr3C2添加剂与烧结温度对超细WC-12Co硬质合金的影响

为了有效控制烧结过程中WC晶粒的长大,获得高强度高硬度的超细硬质合金,采用扫描电镜、拉伸机和洛氏硬度仪研究了不同质量分数及配比的VC/Cr3C2晶粒长大抑制剂和烧结温度对超细WC-12Co硬质合金的显微组织及力学性能的影响,并结合试验结果分析了超细硬质合金中VC/Cr3C2晶粒长大抑制剂的作用机理.结果表明,添加适量VC/Cr3C2晶粒长大抑制剂的超细硬质合金中WC晶粒尺寸分布集中,不存在明显的组织缺陷,合金具有细而均匀的微观组织及优异的力学性能.当晶粒长大抑制剂(质量分数)为0.2%VC/0.5%Cr3C2,1450℃烧结制备WC-12Co超细硬质合金的抗弯强度为3710MPa,硬度(HRA)为91.5.VC/Cr3C2晶粒长大抑制剂的作用机理为:VC主要与WC反应生成(W,V)C固溶体聚集在WC/Co界面,降低WC/Co界面能,Cr3C2主要固溶在粘结相中,导致WC在粘结相中的溶解度降低,二者的综合作用减缓了粘结相中WC溶解-析出过程,从而抑制烧结过程中WC晶粒的长大.     

纳米W-Cu复合粉末的制备及其性能表征

采用蒸氨均相共沉淀法,即加热含有Cu2+和WO42-的氨络合物溶液,使氨蒸发,获得沉淀物,然后对沉淀物进行煅烧、还原,最终制得了含Cu量为20%的W-Cu复合粉.对沉淀物和W-Cu复合粉的组成和粒度等进行了表征.同时对于不同温度下烧结上述W-Cu复合粉压坯所得烧结体的微结构和物理、力学性能等进行了测试分析.试验结果表明,蒸氨均相共沉淀法制备的W-Cu复合粉体具有纳米粒度和均匀的化学组成,其烧结活性高,在较低温度下烧结即可达很高的致密化程度;所得烧结体具有良好的物理、力学性能.     

压制压力对Cu-Ni系粉末烧结行为的影响

将Cu、Ni混合粉末压制成形后,用固相烧结的方法制成块状试样,研究压制压力对Cu粉和Ni粉烧结行为的影响。研究表明,增大Cu粉和Ni粉成形中的压制压力,可以促进固相烧结过程中的界面扩散和迁移,有利于Cu Ni单相固溶体组织的形成;同时,Cu粉和Ni粉生坯和烧结体的致密度和硬度也都呈上升趋势。