SPS制备WC弥散强化铜触头材料的研究

通过金相分析和测定材料的密度,硬度的方法,研究了烧结温度和压制方式对SPS烧结所得纯铜试样以及WC含量对弥散强化铜的组织和性能的影响.结果表明:在本实验条件下,烧结温度选择在750℃时,所得纯铜试样的相对密度和硬度最高;采用压力机对粉体进行预压烧结和直接把混合粉体在放电等离子烧结装置上加压烧结这两种加压方式对烧结试样的组织和硬度,相对密度影响不大;WC含量为3%时,所得弥散强化铜的相对密度最高.     

不同增强相弥散强化铜的导电性

用高能球磨冷压烧结方法制备了Cu/Al2O3和Cu/WC弥散强化铜，检测和分析了其导电性能。结果表明：两种弥散强化铜的电阻率实验值均大于其计算值。同一增强相含量越高，弥散强化铜导电性越低。相同体积分数不同，增强相的Cu/Al2O3和Cu/WC的导电性能相近。     

WC含量对铁基气门阀座材料性能的影响

本文采用加入WC粉的方法，研究了WC的加入量对粉末冶金高（Cr,Nb,Mo)烧结钢气门阀座合金的硬度，密度，横向断裂强度的影响，以及合金在淬火，回火后硬度的变化，并用SEM研究了合金的组织结构。结果表明：随着WC含量的增加，阀座材料的硬度上升，强度稍有下降，WC的加入对合金淬火，回火后的硬度升高有较明显的作用。     

WC增强Fe基复合材料的组织与性能研究

以EXD602和EXDNi105两种Fe基预合金粉和WC粉为原料,采用热压烧结法制备WC增强Fe基复合材料,研究不同WC含量及基体合金对复合材料组织与性能的影响。结果表明:在硬度、致密度和耐磨性方面,WCEXD602试样明显高于WC-EXDNi105试样。随着WC含量的增加,WC-EXD602和WC-EXDNi105复合材料的硬度及致密度均先增大后减小,磨损量则先减小后增大;当WC含量为30%时,峰值硬度分别为HRA64.8和HRA48.6,孔隙率最低;当WC含量为45%时,复合材料的磨损量最低。在整个磨损过程中,WC与基体合金交替磨擦,磨损机制主要以磨粒磨损为主。WC-EXD602和WC-EXDNi105试样的腐蚀极化曲线均未出现明显的钝化现象,按耐蚀能力大小排序为15WC-EXD60215WC-EXDNi10575WC-EXDNi10575WC-EXD602。在3.5%NaCl溶液中,材料耐蚀性能随WC含量的增加而降低。     

WC/TiC增强Fe基复合材料制备与性能

在Fe基复合材料Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C和Fe-1.5Cu-0.7C中分别添加TiC和WC/TiC颗粒,采用常规混粉与网带烧结工艺制备颗粒增强复合材料,观察和测试材料的显微孔隙形貌、密度、硬度与抗弯强度等性能。结果表明,TiC与Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C和Fe-1.5Cu-0.7C之间的界面结合较WC差,仅添加TiC时,材料性能最差,性能随着TiC含量增加而下降;仅添加WC时,材料性能最优,性能随着WC含量增加而先增后降;同时添加TiC和WC时,材料性能居中,性能亦随着Ti C和WC含量增加而下降。本文试验条件下,在Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C和Fe-1.5Cu-0.7C中添加适量的WC作为增强颗粒是较佳的选择。     

镍与石墨含量对新型铜基粉末冶金受电弓滑板材料性能的影响

采用粉末冶金法,在N2和H2混合气氛保护下烧结,制备以石墨和镍等为主要合金元素的新型铜基受电弓滑板材料,研究石墨含量对该材料电阻率、冲击韧性、硬度、摩擦因数和磨损性能的影响,以及镍含量对其硬度和冲击韧性的影响,并分析烧结过程中形成的弥散相和固溶体对材料的增强增韧效果。结果表明:石墨对材料密度影响较明显,石墨含量越高,材料的电阻率越大,冲击韧性越小,并且摩擦因数越小,减磨和耐磨性越好,但石墨含量超过5%时材料性能下降;随镍含量增加,受电弓滑板材料的硬度和冲击韧性都提高,但电阻率增大。石墨和镍的含量(质量分数)均为3%时,材料的电阻率为0.22μΩ·m,硬度为HB60,冲击韧性为7.1J/cm2,摩擦因数为0.19,能满足铜基受电弓滑板的使用要求。     

SiC晶须增韧WC陶瓷刀具材料的研究

通过正交试验法对WC／SiCw陶瓷复合材料进行了成分和热压工艺参数优化，经优化制备的该类复合材料与纯WC材料相比，抗弯强度提高了约50％，断裂韧性提高了30％～40％，维氏硬度提高了10％～15％。切削试验数据证明，本试验制得的WC／SiCw复合陶瓷刀具材料的车削性能优于同类型硬质合金材料，表明通过SiCw替代金属粘结相来增韧补强WC陶瓷刀具材料的方法是可行的。     

WC增强Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织与性能研究

在三元硼化物Mo2FeB2基金属陶瓷的基础上添加不同量的WC进行真空液相烧结,并对烧成的试样进行表征。结果表明,添加WC颗粒不影响生成三元硼化物Mo2FeB2的原位液相反应过程,其可作为Mo2FeB2颗粒的形核中心,进一步促进材料烧结致密化,且WC颗粒与Mo2FeB2硬质颗粒形成结合良好的双硬质相,弥散分布在Fe基粘结相中,有效地增强了Mo2FeB2基金属陶瓷硬度及耐磨损性能。当WC添加量为20%(质量分数)时,材料硬度最高,达到HRA87.9,提高了7.2%,在砂轮对磨试验条件下其耐磨性最好,提高了10倍。     

WC系钢结硬质合金断裂过程与断裂机制的研究

用金相显微镜观察了WC系钢结硬质合金在三点弯曲载荷作用下的一断裂过程。试验结果表明,在外加载荷作用下,裂纹茵先在WC相粗大粒子和碳化物偏集区WC相粒子界面及碳化物偏集区的孔隙处萌生;随着应变量增大,已开裂WC相粒子中的解理裂纹张开粗化,与此同时较小的WC相粒子发生开裂;裂纹沿WC相与WC相粒子界面扩展,并穿过WC相粒子间的钢基体相薄层,然后裂纹沿WC相或二次碳化物粒子与钢基体相交界面扩展并撕裂钢基体相,最终导致试样完全断裂。作者根据对断裂过程的观察和断裂试样断口的分析结罘,讨论了WC系钢结硬质合金断裂的微观机制,并提出了提高材料抗脆性断裂能力和防止早期破裂的途径。     

WC含量对TiB_2基金属陶瓷微观组织与力学性能的影响

采用粉末冶金法制备w(WC)为0～20%的TiB_2-WC-0.8Cr_3C_2-20(Co/Ni)(质量分数,%)金属陶瓷,研究WC含量对TiB_2基金属陶瓷微观组织与力学性能的影响。结果表明,随WC含量增加,TiB_2在黏结相中的溶解度降低,TiB_2/黏结相界面减少,使得TiB_2基金属陶瓷晶粒细化,晶粒尺寸更加均匀。此外,添加WC可显著改善TiB_2基金属陶瓷的力学性能。当w(WC)为15%时,金属陶瓷的性能最佳,硬度(HRA)、抗弯强度以及相对密度分别达到92.6±0.2、(1256±30) MPa和(99.65±0.20)%。但添加过量WC(w(WC)=20%)时部分WC相发生团聚并生成脱碳相W_2C,使得TiB_2基金属陶瓷的力学性能降低。     

WC含量对TiCN-HfN金属陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响

采用热压烧结技术制备了TiCN-HfN-WC金属陶瓷刀具材料, 研究了WC含量(质量分数)对金属陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响。结果表明: TiCN-HfN-32%WC金属陶瓷刀具材料由TiCN、(Ti, Hf, W)(C, N)、WC和MoNi组成, 材料中还含有极少量的(Ti, Mo, W)(C, N)固溶体, 材料内部形成了网状骨架结构。随着添加WC质量分数的增加, 材料中晶粒粒度降低, 添加WC可抑制材料中TiCN晶粒的生长, 起到细化TiCN晶粒的作用; 材料的相对密度、硬度和断裂韧度都具有先增大后减小的变化趋势, 材料的抗弯强度逐渐增大。当WC质量分数为32%时, 材料具有相对较好的综合力学性能, 其硬度为20.2GPa, 断裂韧度为7.1MPa·m1/2, 抗弯强度为1581.3MPa。     

放电等离子烧结制备无粘结相SiCw/WC硬质合金

以碳化硅晶须(SiC whiskers,SiC_w)作为增韧相,通过放电等离子烧结制备了无粘结相SiC_w/WC硬质合金。考察了放电等离子烧结温度及SiC_w添加量对SiC_w/WC硬质合金组织性能的影响。结果表明,采用放电等离子烧结在1800℃下可获得相对密度高于99%的WC烧结体,其维氏硬度和断裂韧性分别达到25.99 GPa和4.99 MPa·m^1/2。添加适量的SiC_w可以改善SiC_w/WC烧结性能和断裂韧性,在SiC_w的质量分数为0.6%时,断裂韧性达到6.80 MPa·m^1/2,当添加过量的SiC_w时,增韧效果减弱。     

TC4钛合金表面激光熔覆Ni包WC复合涂层研究

为了提高钛合金的耐磨性能及使用性能,采用激光熔覆法在TC4钛合金基体上制备了Ni与WC混合粉末涂层,研究了不同WC添加量对熔覆层的物相组成、显微组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明,三组不同的熔覆材料经过激光熔覆后,都可以使材料表面硬度和耐磨性能较基材大幅度增加。但是随着WC含量的增加,熔覆层均匀性降低,出现小颗粒的WC团,并且组织开始多样化,且硬度分布均匀性也有所下降。     

WC质量分数对Ti(C0.7N0.3)基金属陶瓷组织和性能的影响

采用粉末冶金低压烧结方法制备Ti(C_0.7N_0.3)基金属陶瓷, 结合扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察、能谱(energy dispersive spectrum, EDS)分析、力学及磁学性能测试, 研究了WC质量分数从0增大到20%的过程中, Ti(C_0.7N_0.3)基金属陶瓷的显微组织、力学性能及磁学性能变化。结果表明, 经1420℃低压烧结1 h后, Ti(C_0.7N_0.3)基金属陶瓷显微组织有明显的芯/壳结构, 且随着WC质量分数增大, 黑色硬质相数量及体积减小, 环形相和黏结相体积增大。WC质量分数从0增大到20%的过程中, 硬度先增大后减小, 抗弯强度先增大后趋于稳定, 饱和磁化强度逐渐减小, 矫顽磁力逐渐增大。WC质量分数为15%时, 力学性能最佳, 其中HRA 91.6, 抗弯强度2160 MPa。     

三种热喷涂工艺制备WC/Co涂层性能比较

分析比较了常规大气等离子喷涂、爆炸喷涂和超音速火焰喷涂的WC/Co涂层的形貌、显微组织、孔隙率、硬度、结合强度及其耐磨性。结果表明,超音速火焰喷涂和爆炸喷涂层性能相当,涂层具有与粉末相近的相结构,与大气等离子喷涂相比,涂层具有高的致密度、硬度和良好的耐磨性,涂层与基体的结合情况也得到很大的改善。     

回收WC制备硬质合金过程中的碳量控制

通过化学成分分析和扫描电镜研究锌熔法回收的WC与钨粉碳化后的原生WC粉在化学成分、颗粒形貌和费氏粒度等方面的不同.以锌熔法回收的WC粉和Co粉为原料,经过调碳,制备不同含碳量的YG8混合料,再经相同的压制、真空烧结制度制得YG8合金,研究碳含量对该合金组织及力学性能的影响,并重点探讨在真空烧结过程中的控碳问题.研究表明,对回收碳化钨进行适当的碳量调配,并通过工艺控制,可以生产出综合性能良好的硬质合金制品.     

Structural disordering in WC thin films induced by SiC additions

An investigation has been conducted into the structural disordering in WC thin films induced by SiC additions. The effect of this disordering on film hardness is also reported. In this investigation, WC-SiC films with a SiC content varying from 11.6 to 38.2 pct were deposited using dual rf magnetron sputtering. The relative Si and W content in the films was determined using electron microprobe analysis. Analysis by X-ray diffraction (XRD) confirmed that, within this compositional range, the film structure transformed from crystalline to amorphous. The XRD patterns showed that the crystalline films consisted primarily of WC_1−x , along with a small amount of W₂C; no clear evidence for a separate crystalline SiC phase was found. High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) studies showed that with a lower Si content, the films consisted of crystallites 3 to 5 nm in diameter embedded in an amorphous phase. As the Si content increased, the amorphous phase content increased, both as interlayers between crystallites and as particles within the crystallites. Further Si increases led to a structure consisting of a high density of interconnected amorphous particles within well-defined semicrystalline domains separated by a thin amorphous interlayer. At the highest Si content, a clear two-phase morphology evolved, consisting of two nearly amorphous but distinct phases, which suggests a fine-scale partial-phase separation between the WC and the SiC. At the atomic level, it was found that Si decreased the coherence length within the crystalline phase, resulting in a structure of mixed crystalline/highly disordered phases scaled in the range of 2 to 4 nm. Despite the significant alterations in the film structures due to SiC additions, the hardness and modulus of the films were essentially constant within the compositional range of the transition, although films with SiC contents of less than ∼11 pct had significantly lower hardness levels. It is proposed that the effects of Si on hardness can be explained in terms of competition between the percolation threshold and the amorphization-inducing effect of Si.     

WC颗粒增强对Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C粉末冶金复合材料的影响

制备了含有不同质量分数WC增强颗粒（0%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%及10%）的Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C粉末冶金复合材料，分析了WC质量分数对复合材料显微组织、硬度与耐磨性能的影响。结果表明，在Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C材料中添加适量的WC颗粒可以提升复合材料的性能，尤其是耐磨性能。当WC颗粒的质量分数在1%~2%时，材料具有较好的组织结构与力学性能，相对于不添加WC增强颗粒的材料，含质量分数1%与2% WC增强颗粒的材料硬度（HRB）分别提升了12.9%和14.3%，磨损量分别降低了50%和52.1%。     

Comparison between ultrafine-grained WC–Co and WC–HEA-cemented carbides

The AlFeCoNiCrTi high-entropy alloy (HEA) powders were prepared by high-energy ball milling. The ultrafine-grained WC–HEA and WC–Co-cemented carbides were fabricated through planetary ball milling and heat-pressure sintering. The microstructures and properties of the sintered alloys were compared using scanning electron microscope, X-ray diffraction, mechanical property testing and electrochemical testing. It has been shown that the AlFeCoNiCrTi HEA can be used as a binder for the ultrafine-grained WC-based cemented carbide. The WC–HEA-cemented carbide has better performances than the WC–Co-cemented carbide. The suitable contents of HEA can inhibit the WC grain growth and improve the mechanical properties and corrosion resistance of cemented carbides.