中颗粒钨粉高温碳化制取粗晶碳化钨粉的研制

本文叙述采用中颗粒钨粉高温碳化制取粗晶WC粉的过程,探讨碳化和球磨破碎工艺对WC的性能影响,并对用中颗粒钨粉高温碳化制取的粗晶WC粉与传统工艺制取的粗晶WC粉生产的合金性能进行比较。     

以蓝钨为原料制取的粗颗粒W粉、WC粉特性的研究

本文从粉末粒度分布、微观结构以及对合金性能的影响等三方面探讨了以蓝钨为原料制取用颗粒W粉、WC粉的特性。结果表明，从W粉、WC粉的粒度分布曲线来看，蓝钨原料与黄钨原料没有什么本质区别，要制取粒度分布比较平坦、没有尖峰的粗颗粒W粉和粒度分布曲线不出现双峰的粗颗粒WC粉不能靠选择原料种类来解决；用扫描电镜观察W粉、WC粉的微观形貌时发现，用黄钨为原料制的W粉、WC粉颗粒表面存在明显微孔，而这一现象在以蓝钨为原料制得的W粉、WC粉中没有发现；与黄钨相比，以蓝钨为原料制得的WC－Co、WC－Co－Ni硬质合金具有较好的综合性能。     

含板状WC晶粒硬质合金制备方法的研究

以市售W粉,Co粉和石墨粉末为原料,采用普通工艺制取WC-12wt%Co合金。合金显微组织正常,含有大量板状WC晶粒。研究表明,使用板状W颗粒粉末、提高烧结温度和延长烧结时间都有助于合金中板状WC晶粒的形成。     

电溶WC的重碳化处理工艺研究

通过对电溶WC粉重碳化前后粉末化学成分的变化及其制取的WC-8%Co合金物理机械性能及金相组织结构的对比研究,证示重碳化后电溶WC粉中的杂质含量大为降低,氧含量由0.21%下降至0.074%,Mg、Cd、Ca、Na等均呈数量级的下降。WC颗粒比碳化之前要明显地长粗,生产的合金的密度比普通电溶WC制取的合金要高,孔隙度明显降低,宏观孔洞消除,抗弯强度提高达14%。     

“高温粉末”WC和气压烧结对YG8硬质合金性能的影响

选择高温碳化和普通碳化两种WC粉为原料制备YG8硬质合金试样,同时对比了不同的烧结工艺,结果表明采用高温碳化的WC粉制备的合金性能有明显的提高,低气压烧结工艺对合金性能的提高也是十分有益的。     

不同粒度WC配比对粗晶硬质合金显微组织和性能的影响

分别采用单一WC粉球磨和采用两种粒度不同WC粉混合球磨的制备工艺制取3批相同配碳量、WC平均晶粒度相近的WC-6%Co粗晶硬质合金，通过分析合金WC晶粒的粒度分布，以及合金的矫顽磁力(H_c)和断裂韧性(K_IC)，研究不同制备工艺对合金WC晶粒的粒度分布、矫顽磁力、断裂韧性的影响。结果表明：不同制备工艺对合金的WC晶粒的粒度分布、钴相分散均匀性及断裂韧性有明显的影响。WC平均晶粒度相近时，采用两种WC粉末混合球磨工艺与采用一种WC粉末球磨工艺制取的合金相比，WC晶粒的粒径离差系数分别降低8.9%、15.6%,WC晶粒分布更均匀，合金矫顽磁力提高0.2、0.4 kA/m，合金韧性提升2.5%、10.8%。     

WC/Co纳米复合粉质量特性的研究

本文探讨了喷雾转换法制备WC/Co纳米复合粉的生产工艺特点、粉末的物理化学特性以及在超细合金中的应用效果。各方面的实验数据表明:WC/Co复合粉中WC碳化完全、粒度细而均匀,钨钴元素达到分子级均匀混合,Co对WC形成纳米级包覆,粉末颗粒外形多呈球状,球体由部分合金化的WC/Co粒子聚合而成,粒子之间存在明显的烧结颈,其亚晶尺寸在100nm以下。复合粉经强化球磨后制取的超细合金较传统工艺制备的合金的WC相晶粒更加均匀,具有更好的物理力学性能和更高的使用寿命。即使不添加抑制剂,复合粉制备的合金仍具有晶粒细而均匀的特点。     

硬质合金高温处理回收工艺研究

通过对硬质合金高温处理工艺的研究 ,获得了 WC晶形完整、晶粒粗大的可用于制取粗晶硬质合金的合金粉末。利用高温处理回收物料制取的粗晶硬质合金 ,其性能和使用效果可达到甚至超过正常的粗晶硬质合金。     

再生料制备的硬质合金组织与性能研究

以电解法回收的WC粉和Co粉为原料,通过高能球磨、压制成型和1400℃真空烧结制成YG6、YG8、YG11三种合金,检测了合金的硬度、密度、抗弯强度、金相等力学性能及微观组织。分析讨论了回收WC粉、Co粉与原生WC粉、Co粉在化学成分、颗粒形貌等方面的不同,通过断口观察测量断裂源缺陷尺寸,分析讨论再生料制备的硬质合金缺陷尺寸与强度的关系。     

WC粉粒度特征与硬质合金WC晶粒粒度关系的定量研究

本文研究了粒度接近的5个批次原料WC粉及对应合金的特性。利用扫描电镜分析原料WC粉的整体特征及WC颗粒聚集体构成特征,用激光粒度分析仪分析了各批次原料WC粉的粒度分布,用定量金相软件分析了合金成品WC晶粒粒度分布。结果表明,粒度接近的各批次的原料WC粉颗粒粒度分布不尽相同。在相同的球磨时间下,WC粉末粒度分布相同的批次,合金WC晶粒粒度分布曲线不尽相同,原料WC粉末中单晶WC颗粒的粒度对合金WC晶粒粒度分布有直接影响。评价WC的质量应从Fsss粒度、粒度分布、电镜形貌和球磨实验合金的晶粒分布进行综合分析。     

纳米WC—Co复合粉的烧结特征

对纳米 WC— Co复合粉的烧结特征以及怎样充分利用这一特征来控制合金晶粒长大进行了介绍。指出 ,由喷雾转化法生产的纳米 WC— Co复合粉是一种预合金粉 ,它的烧结应该属于超固相线液相烧结范畴。与传统的液相烧结相比 ,超固相线液相烧结时 ,合金的微观结构和性能对烧结温度、工艺参数及合金成分更为敏感 ,因此必须对这些参数进行严格控制     

添加Cr_3C_2对WC-Co硬质合金微观组织和性能的影响

本文以WC粉、Co粉及Cr_3C_2粉为原料,采用粉末冶金方法制备了不同WC晶粒度、不同Cr_3C_2含量的WC-15%Co硬质合金,通过显微硬度、电化学极化曲线测试,以及金相、扫描电镜观察等试验手段研究了Cr_3C_2含量对不同晶粒度WC-Co合金微观结构和抗腐蚀等性能的影响规律。结果表明,在细颗粒WC-15%Co合金中添加Cr_3C_2后,合金的硬度升高,强度降低;而在粗颗粒WC-Co合金中添加Cr_3C_2后,合金的硬度和强度都将升高。通过Tafel极化曲线测试可以看出WC晶粒度对相同钴含量合金的耐腐蚀性能没有明显线性关系;无论是细颗粒合金还是粗颗粒合金,添加Cr_3C_2均可提高其抗腐蚀性能和细化晶粒。     

双晶硬质合金WC晶粒分布特征的研究

本文选用4种不同粒度的WC粉,采用典型硬质合金制备方法制备出4批普通合金样品,在4种WC粉中选两种不同粒度的WC粉按照一定的质量配比制备出4批双晶硬质合金样品,用LAMOS Master金相分析软件计算样品金相照片上的WC晶粒截面面积并进行升序排序并得出面积差曲线。结果表明,普通合金样品的面积差曲线无特征峰,双晶粒度样品有特征峰。特征峰的中间位置为粗细WC的分界点,用截线法测出的粗WC与细WC的平均晶粒度与样品所用WC粉对应普通合金样品的WC平均晶粒度一致。将双晶硬质合金样品的显微组织、粗细WC平均晶粒度、粗细WC颗粒数量比及WC粉质量比等数据建立双晶硬质合金的WC组织特征参数。     

WC粒度分布对WC-Co硬质合金力学性能影响的模拟分析

本文旨在建立基于WC-Co硬质合金真实微观组织的力学性能预测有限元分析方法,进而分析WC颗粒粒度分布对微区变形和力学行为的影响。实验设计和制备了具有Co含量相同,WC晶粒分布均匀和非均匀的两种WC-Co硬质合金,并进行维氏硬度测试和用SEM进行组织观测。通过对合金组织的SEM形貌照片进行WC颗粒边界的重构,建立WC和Co两相真实组织的二维有限元模型。通过有限元模拟对两种合金的弹性模量、泊松比和强度等力学性能进行预测和微观变形机理分析。有限元模拟结果表明均匀合金强度高于非均匀合金,与实验测试的硬度所揭示的规律相吻合。对微观变形机理分析揭示了均匀合金应力分布更均匀是强度较高的主要内在机理,而WC/WC邻接界面的应力集中是弱化力学性能的主要机制。     

APT晶型与粒度组成对碳化钨粉粒度及硬质合金晶粒异常长大的影响

选择单晶和多晶两种晶型的APT为原料，对粒度组成进行了筛分控制，通过对比以不同晶型与粒度组成的APT为初始原料制备的WC粉的形貌与粒度、硬质合金的粗晶数量，研究了APT晶型与粒度对WC粉和硬质合金物理性能与微观结构的影响。结果表明：相较于多晶APT，采用平均粒度接近的单晶APT制备的WC粉具备相对较小的平均粒度和更集中的粒度分布。同时，在不同碳含量和烧结温度下，以单晶APT为初始原料生产的WC所制备的硬质合金具备明显较少的异常长大晶粒，并且随烧结温度的升高和碳含量的增加，异常长大WC晶粒数量增加显著低于多晶APT生产WC所制备的合金；另外，无论是单晶还是多晶APT粉末中，控制200目以上粗大颗粒的存在，都会明显降低WC粉的平均粒度和离散度，并获得异常长大晶粒较少的硬质合金。     

球磨时间对超细硬质合金钴相均匀性及钻削性能的影响

本文主要研究了球磨时间对超细硬质合金钴相均匀性的影响。采用纳米WC粉和超细钴粉配制WC-9%Co-0.3%Cr3C2-0.5%VC(质量分数)合金,对不同球磨时间的混合料及其后续制备的合金进行微观组织观察和钻削性能测试。结果表明过短或者过长的球磨时间都会造成混合料中钴元素的分布不均匀,引起烧结后的合金中出现钴聚集。这些存在钴聚集的合金在制备成PCB微型钻头进行钻孔加工时出现了孔位精度下降较快的情况,这主要是由于合金钴聚集区域易优先磨损,进而引起钻头受力变化造成的。     

基于高温再生原料的WC-Co硬质合金烧结体表面CaS物相的研究

采用基于高温煅烧-破碎法、S含量为0.004 3%的WC-Co再生复合粉末为原料,制备脱碳(含η相)与正常碳含量2种控碳水平的WC-12%Co和WC-12%Co-0.05%Y_2O_3的合金。扫描电镜与X射线衍射分析与观察结果表明,在合金烧结体表面均观察到了明显的CaS杂质富集相。合金烧结体表面CaS物相的形成,可以抑制稀土的表面迁移,不会破坏WC晶粒的结晶完整性,不会对合金抗弯强度产生不利影响,正常控碳水平的合金具有高强度特征。烧结过程中杂质的迁移不会对合金微观组织结构产生不利影响,合金微观组织结构为典型的粗细随机搭配非均匀结构,WC晶粒结晶完整。0.05%Y_2O_3的添加,有利于WC晶粒邻接度的降低,有利于合金中WC晶粒结晶完整性的进一步改善,使合金硬度提升0.6 HRA。     

化学包裹粉工艺制备粗晶粒WC-Co硬质合金

以费氏粒度为8.06μm的WC粉与Co(NO3)2·6H2O为原料,采用N(CH2CH2OH)3(TEA)为还原剂制备WC-12%Co(质量分数)包裹粉,以包裹粉为原料制备WC-12%Co硬质合金。采用扫描电镜观察包裹粉与合金中WC晶粒的立体形貌,采用X射线衍射仪分析粉末的物相组成,采用比表面积分析仪分析TEA还原产物多孔泡沫Co的比表面积,采用金相显微镜观察合金的组织结构。结果表明:包裹粉中Co为纯fcc高温相结构,呈多孔泡沫状纳米组装结构形式包裹在WC粉末表面;WC-12%Co合金组织结构均匀,平均晶粒度为4.8μm,WC晶粒结晶完整、呈规则多面体形状。     

YT15非均匀结构硬质合金的试制

通过改变原料 WC的晶粒度及组成来制取非均匀结构硬质合金。结果表明 :原料 WC以 80 %的 2 μWC+2 0 %的 7μWC组合的合金具有合理的结构和良好的综合性能     

自贡厂研制成超细WC粉和超细硬质合金牌号

自贡硬质合金厂承担了作为“八五”国家级重点开发项目之一超细WC粉及4个超细硬质合金牌号的研制。该厂的科技人员与中南工大粉冶所紧密合作，在研制过程中解决了两大难题。一是制粉问题，采用一种较为特殊的，称之谓“气相还原──—碳化法”，即以高纯鹤的化合物为原料，添加少量Cr、V等为抑制剂，能工业生产BET平均粒度＜0．15μm，小角度X射线散射测定＜0．1μm，粒度分布窄的超细WC粉。与此同时还研制成超细Co粉，平均粒度（朋T）＜0.4μmm；二是解决了利用上还超细WC粉和钴粉配制的超细合金在烧结过程中的晶粒长大问题。该厂研…