气压烧结无粘结相超细硬质合金WC-0.27VC-0.53Cr3C2的配碳研究

无粘结相WC基硬质合金具有WC-Co合金无可比拟的优异的耐磨性和抗腐蚀性,目前是硬质合金重要的研究领域之一.研究了纳米配碳对高能球磨WC-0.27VC-0.53Cr3C2纳米复合粉气压烧结制品的致密化及相结构的影响,初步探讨了合金的硬度、断裂韧度等性能.研究结果表明:球磨时间达到15h时,粉末BET粒度和晶粒尺寸分别为77nm、20nm,粉末碳含量下降约0.2％(质量分数,下同),氧含量增加约0.5％(质量分数,下同).随配碳量的增加,合金的致密度先增高后减低;配碳量为0.6％时,合金的相对密度最高,约为99.5％;配碳量＜0.6％时,合金中产生了W2C相,但W2C含量随配碳量增加而逐渐减少.本研究中粉末适宜配碳量为0.6％,此时合金的晶粒度为204.5nm,硬度(HV0.5)和断裂韧度分别为29.6GPa和7.07MPa·m1/2.     

钨/钴氧化物SPS直接碳化原位合成超细WC-Co硬质合金

利用放电等离子烧结（SPS）技术将WO3、Co3O4和炭黑的混合粉原位合成为致密的WC—Co硬质合金栩种。研究了合成工艺和配碳量对合金物相、致密度及显微组织的影响，结果表明：在970℃以下的一定温度范围内，碳能快速地将Co3O4还原为Co，将WO3还原碳化为WC，温度继续升高发生烧结。含碳量低时．合金中存在Co3O4，C4和C铂Co3W3等缺碳相；只有碳量合适时，合金的物相为WC-Co，密度达到其理论密度范围，晶粒度在0．5μm左右。     

一种新型晶粒长大抑制剂对纳米硬质合金烧结行为的影响

研究了一种新型晶粒长大抑制剂对纳米硬质合金真空烧结行为的影响，探讨了其影响机理。结果表明．新型晶粒长大抑制剂有利于烧结致密化；在传统抑制剂——过渡族元素碳化物中添加新型晶粒长大抑制剂，即获得复合抑制剂，其抑制晶粒长大的效果显著，并明显使WC晶粒在烧结过程发生定向生长；含0．1％新型晶粒长大抑制剂的WC—10Co-0.8VC/Cr2C3纳米晶复合粉末压坯在1375℃烧结30min后，密度为14．48g／cm^3,晶粒尺寸为160nm。显微硬度为2150MPa。     

高能球磨和放电等离子体烧结制备超细WC-8Co硬质合金

以0 .8 1μm的WC粉和1.3 5 μm的Co粉为原料,采用高能球磨制备了粉末比表面积为6.82m2 ·g- 1 ,粉末粒度为5 9.4nm的WC 8Co混合粉末。将此纳米粉末采用放电等离子体烧结(SPS)制备了WC晶粒度为0 .5～0 .6μm、硬度为HRA93 .5的超细硬质合金。研究了SPS烧结温度和添加晶粒抑制剂对显微组织与HRA硬度的影响。     

矫顽磁力在纤维状WC晶粒硬质合金研究中的应用

利用高能球磨制备的纳米晶W(Co,C)过渡相粉末制备了纤维状WC硬质合金。采用X射线衍射(XRD)分析球磨粉末及不同温度烧结样品的相组成,并计算WC晶粒尺寸;通过矫顽力研究高能球磨粉末Co的存在方式以及固相烧结阶段粉末相转变和晶粒长大行为。结果表明:球磨粉末中矫顽力由0(球磨时间22h)逐渐增加,Co先固溶在W晶格中,随球磨时间增加析出;烧结温度为700~900℃时,矫顽力由0急剧增加,η相分解析出单磁畴的Co,WC晶粒长大较慢;烧结温度为1 050~1 250℃时,矫顽力下降,大量多磁畴Co出现,WC晶粒长大速度加快;烧结温度为900~1 050℃时,矫顽力几乎不变,WC晶粒长大缓慢;烧结温度超过1 250℃时,矫顽力缓慢增加,Co相晶型发生改变。     

梯度硬质合金的研制

采用正碳烧结工艺研制梯度硬质合金，合理选择配方中的缺碳量以及正碳烧结工艺参数时，可生产出表面硬度高、耐磨性好，内部强度高、韧性好的梯度硬质合金。实验中，钴含量相同的梯度硬质合金比钴相均匀硬质合金的抗弯强度和耐磨性分别提高了５．５％和２５．６％。     

碳含量对微波烧结亚微米硬质合金组织与性能的影响

采用微波烧结工艺制备WC-Co亚微米级硬质合金。由于微波烧结硬质合金脱碳现象严重,采用添加活性炭的方式加以改善。实验采用的总配碳量质量分数为8.84%、9.28%、9.71%、10.14%。结果表明:总配碳量为9.28%～9.71%时,微波烧结硬质合金组织性能较理想。微波烧结与常规烧结WC-Co亚微米硬质合金相比烧结温度低,保温时间短,实现了瞬时烧结,WC晶粒尺寸在烧结过程中长大不明显。微波烧结试样硬度平均值为91.8 HRA,最高为94.5HRA,均高于常规烧结结果(89.5 HRA、90.7 HRA)。但是强度、密度较常规烧结低。     

纳米级超细晶粒硬质合金烧结收缩动力学曲线特征的研究

利用高温膨胀仪在氢气气氛下首次测定和研究了WC (Ni·Fe) 8%、WC VC (Ni·Fe) 8%纳米级超细晶粒 (WC平均晶粒 2 0 0～ 30 0nm)硬质合金与常规细颗粒 (WC平均晶粒≤ 1 5μm)硬质合金压坯在烧结过程中的膨胀收缩动力学曲线特征、起始收缩温度、剧烈收缩温度随温度变化的收缩速率与WC粉的总碳含量、WC粉的平均粒径以及压坯密度的关系。结果发现 ,超细晶粒硬质合金 (WC粉总碳 6 0 1% )在烧结过程中物理膨胀现象较弱 ,开始收缩温度与剧烈收缩温度均较低 ,分别为 80 0℃ ,1150℃ ,最大收缩速率高达 10 50× 10 -6mm ℃ ,常规细晶粒合金的物理膨胀严重 ,在 62 0～ 130 0℃范围内相对膨胀 1 7% ,开始收缩温度与剧烈收缩温度分别为 132 0℃和 1390℃ ,最大收缩速率为 60 0× 10 -6mm ℃ ,远低于纳米级超细晶粒合金。WC粉总碳含量增加 ,合金的开始收缩温度及剧烈收缩温度均明显降低。压坯密度提高 ,合金的最终收缩率降低。在压坯密度一定的情况下 ,随着烧结温度提高 ,合金收缩率增加。     

微波烧结制备WC-12Co硬质合金

以88%WC+12%Co混合料粉为原料,采用微波烧结制备WC-12Co硬质合金,研究烧结温度与保温时间对合金密度和硬度以及显微组织的影响。结果表明,在1400～1475℃范围内,随烧结温度升高,WC晶粒长大不明显,合金密度和硬度增大。在1475℃的烧结温度下保温0min,烧结周期1.5～2h,烧结合金的相对密度达99.8%,硬度为87.5HRA,烧结样品显微组织结构均匀,但保温时间超过30min后由于晶粒异常长大以及钴相分布不均匀,导致合金的密度和硬度急剧下降。采用辅助加热材料和保温材料以及设计合理的样品摆放,可降低样品中不同部位的温度梯度,从而获得形状良好的合金样品。     

Co含量与烧结温度对纳米晶WC-Co硬质合金结构与性能的影响

WC晶粒并合生长与WC原料特性以及合金中的Co含量密切相关。以比表面平均径为70 nm的WC粉末为原料,采用VC+Cr3C2作为晶粒生长抑制剂,探讨Co含量与烧结温度对WC-Co合金结构与性能的影响。结果表明,Co含量增加能降低纳米晶WC晶粒的邻接度,进而有效抑制烧结过程中WC晶粒的并合长大。在1 330℃下加压(0.9 MPa)烧结制备WC-15Co-0.7Cr3C2-0.6VC合金,WC平均晶粒尺寸为160 nm,合金硬度为93.6 HRA,抗弯强度为4160 MPa(C型样品),Palmqvist断裂韧性KIC为10.1 MPa m0.5。热分析结果表明,合金液相出现温度在1 322~1 345℃之间,没有出现液相温度的纳米尺寸效应。     

废残硬质合金的回收再生及应用

综述废残硬质合金的回收再生和应用。目前主要有工艺：锌熔法、电溶解法和机械粉碎法。介绍了这工艺的基本原理：回收再生的ＷＣ粉和Ｃｏ粉质量优良；可用作制造硬质合金刚石－金属工具材料，使用效果良好。     

略论我国硬质合金行业的技术引进方向

介绍了“七五”期间我国硬质合金行业技术引进的情况、技术经济效果及不足之处,提出了今后引进的方向及建议。     

烧结碳化新工艺硬质合金的切削试验

对采用烧结碳化新工艺制取的硬质合金刀片进行了切削试验，结果表明，该刀片在车削奥氏体不锈钢，球磨铸铁和冷硬铸铁时，其耐磨性较好，与常规工艺生产的ＹＧ６刀片相当。     

（W，Ti，Ta）C复式碳化物对WC-（6％-8％）Co超细硬质合金性能的影响

以WC-6％Co和WC-8％120为研究体系,在1390℃压力烧结下制备不同配比复式碳化物的超细硬质合金。分别采用洛氏硬度检测、抗弯强度检测、钴磁检测、矫顽磁力检测等方法,通过扫描电镜和电子衍射分析,研究了不同量的（W,Ti,Ta）C复式碳化物对超细硬质合金性能的影响。结果表明：WC-6％Co-2％（W,Ti,Ta）C超细硬质合金的矫顽磁力为45．39kA·m^-1,硬度为94．0HRA,抗弯强度为2280MPa;WC-8％Co-2％（w,Ti,Ta）C超细硬质合金的矫顽磁力为37．4kA·m^-1,硬度为93．4HRA,抗弯强度为2670MPa;WC-8％Co-2％（w,Ti,Ta）C-0．5％（Cr3C2/VC）的矫顽磁力为38．2kA·m^-1,硬度为93．6HRA,抗弯强度为2780MPa;它们具有较高的综合性能。     

纳米级W-Ni-Fe-Y系硬质合金复合氧化物粉末的制备

用Ｈ２ＷＯ４和ＮｉＣｌ２碱性水溶液与ＦｅＣｌ２和Ｙ２Ｏ３的酸性水溶液快速混合方法，在超声喷雾热转换装置中制备ＷＮｉＦｅＹ系纳米级复合氧化物粉末。通过Ｘ射线衍射及透射电镜分析，研究了复合粉末的物相组成、颗粒形貌及粒径范围．结果表明，采用上述两种溶液快速混合及超声喷雾热转换的方法，可以制备成分均匀的复合氧化物粉末。其物相组成为ＷＯ３，ＮｉＯ，Ｙ２Ｏ３，粉末的千粒平均粒径为３２ｎｍ，颗粒形貌近似球形，用ＢＥＴ法测定的粒径为３０ｎｍ。     

梯度聚晶金刚石(PCD)增强楔形复合齿的制备

评述了梯度聚晶金刚石（PCD）增强楔形复合齿的优点,详细介绍了其制备工艺过程并给出了成分梯度变化的电子探针图谱。     

烧结方法对WC-Co硬质合金性能的影响

以原位还原碳化反应法制备的超细WC-Co复合粉为原料,分别采用放电等离子烧结、低压烧结和真空烧结工艺获得块体硬质合金,系统研究烧结方法对合金的显微组织、密度及力学性能的影响。结果表明:放电等离子烧结的合金中,主相为WC和Co,有少量η相(Co6W6C),低压烧结和真空烧结获得的合金中物相为WC和Co;所用3种不同的烧结方法均能获得细晶块体硬质合金,其中放电等离子烧结的晶粒最细为0.35μm;低压烧结合金具有优异的综合性能,HV30为15 121 MPa,断裂韧性为13.6 MPa.m1/2,横向断裂强度为4 210 MPa。     

硬质合金断裂韧度的测试研究现状

断裂韧度是用来衡量硬质合金在实际工况条件下使用寿命最为重要的力学性能指标之一,因而有关硬质合金断裂韧度的研究一直备受硬质合金领域研究者和使用者的关注。评述了国内外有关硬质合金断裂韧度测试方面的研究成果,重点介绍几种常用的硬质合金断裂韧度测试方法的特点及研究现状,同时对硬质合金主要断裂力学模型的研究工作进行简要介绍。     

WC-Co梯度结构硬质合金的研究进展

概述了国内外梯度硬质合金的进展,介绍了采用正碳烧结工艺来制备WC-Co梯度结构硬质 合金的工艺和基本原理,列举了合金的实际应用领域,指出了该合金的应用开发前景。     

WC-10Co-1TaC硬质合金异形刀片注射成形与合金性能的研究

采用粉末注射成形工艺制备了合金成分为WC-10Co-1TaC的硬质合金抗弯试样和可转位异形刀片。采用电子扫描显微镜、光学显微镜、万能电子力学试验机、钴磁测量仪等对样品的形貌、组织以及力学性能进行研究分析。研究结果表明:采用溶剂脱脂+热脱脂的脱脂方式,可以很好地控制脱脂过程产生的开裂、变形;理想的溶剂脱脂温度为40℃,溶剂体积与样品体积比为7∶1,脱脂时间为6h,脱脂率为50%;理想的热脱脂工艺为:以2℃/min的升温速率从室温升到420℃并保温45min。烧结样品的抗弯强度为2200MPa,硬度(HV30)为1350MPa,矫顽磁力(Hc)为10.7kA/m,钴磁(Com)为9.4,达到制品的性能要求。