超细WC-Co硬质合金研究综述

从超细WC-Co硬质合金的原料、晶粒长大抑制剂、制备工艺和过程机理等方面,综合评述了近年来国内外关于超细WC-Co硬质合金的研究成果。     

中国超细晶粒WC-Co硬质合金研究进展

概述了我国超细晶粒WC-Co硬质合金的研究开发现状与进展。我国在制备超细晶粒硬质合金主要粉末原料的批量化生产技术及烧结过程中抑制WC晶粒长大等关键技术方面已取得重要进展，可制备出超细和纳米晶粒硬质合金，获得优异性能。在此基础上推动我国超细晶粒硬质合金向产业化发展的基础条件已趋于成熟。对超细晶粒硬质合金工业化技术开发的重点方向提出了建议。     

超细晶WC-Co硬质合金用纳米钴粉的研究现状与展望

粘结剂原料钴粉在制备超细晶WC-Co硬质合金中的作用至关重要.采用超细/纳米级粒度的球形钴粉不仅可以降低合金的烧结致密化温度从而抑制WC晶粒异常长大,同时能够减少球磨混合时间、改善合金中的钴相分布,有助于获得高性能的超细和纳米晶WC-Co硬质合金.总结了近年来超细和纳米晶WC-Co硬质合金用钴粉的国内外研究开发状况,介绍了采用液相沉淀-氢还原法制备球形纳米钴粉的取得的实验成果,指出该法是生产超细和纳米晶WC-Co硬质合金用纳米钴粉的一种行之有效的新工艺路线.     

纳米/超细晶WC-Co类硬质合金的研究进展

制备纳米/超细晶WC-Co类硬质合金的两大关键因素是优质纳米/超细晶WC-Co复合粉末的制备和烧结过程中晶粒长大过程的控制。从纳米/超细晶WC-Co复合粉末的制备技术和纳米/超细晶硬质合金的烧结技术两方面,综合评述了近年来国内外的研究进展,并展望了纳米/超细晶硬质合金的发展前景和今后研究开发的重点。     

中国超细和纳米晶WC-Co硬质合金的研究开发概况

概述了我国超细和纳米晶W C-Co硬质合金的研究开发现状。我国在制备超细晶硬质合金100nm左右的纳米级粉末原料(W C,W C-Co复合粉末)的批量化生产技术及烧结过程中抑制W C晶粒长大等关键技术方面已取得重要进展,可批量生产0.4～0.6滋m级超细晶硬质合金。添加新型VC基二元晶粒生长抑制剂可实验室制备W C平均晶粒度70nm的纳米晶硬质合金并获得优异性能。在此基础上,对生产技术的重点方向进行研究开发,推动我国超细晶硬质合金向产业化发展的基础条件已趋于成熟。     

超细硬质合金中添加抑制剂的研究进展

生产超细硬质合金的关键是粉末的制备和压坯的烧结，并且超细硬质合金在烧结过程中容易引起晶粒长大。有关研究表明在超细硬质合金中添加抑制剂可以有效地控制硬质合金中晶粒的长大。近几年以来国内外对超细硬质合金中添加抑制剂进行了大量的研究。所以，本文就超细硬质合金中添加抑制剂的作用机理、种类、方法，以及抑制剂对超细硬质合金组织和性能的影响进行了综述。     

纳米硬质合金的研究进展

概述了纳米晶WC-Co硬质合金的研究开发现状与进展。重点介绍了纳米硬质合金粉末常用的制备方法和烧结技术。同时，对我国超细晶粒硬质合金工业化技术开发的重点方向提出了具体看法。     

超细及纳米WC-Co复合粉的低成本短流程制备及应用

综述了在超细及纳米WC-Co粉末的制备研究方面国内外的相关研究进展,系统介绍了北京工业大学硬质合金研究组在研究开发超细及纳米WC-Co复合粉的原位反应合成技术、超细及纳米复合粉在金属陶瓷防护涂层及烧结硬质合金块体材料中的应用等方面开展的系列工作和取得的研究结果。以合成的WC-Co复合粉为原料,制备的超细结构硬质合金涂层、超细晶及纳米晶硬质合金块体材料均具有优良的综合性能。     

超细晶WC-Co硬质合金制备技术的研究

以经喷雾转化、煅烧、低温还原碳化工艺制备出的纳米晶WC-6%Co复合粉末为原料,不添加晶粒长大抑制剂,经湿磨、成形和压力烧结工艺,成功制备出WC晶粒度在400nm左右的超细晶WC-Co硬质合金,并与传统工艺制备的合金进行性能对比。结果表明:复合粉末制备的合金中WC晶粒大小、组元分布更加均匀,晶粒无异常长大现象,强度和硬度均高于传统工艺制备的合金。     

超细硬质合金研究综述

综述了超细硬质合金WC粉末的制造方法、晶粒长大抑制机理及抑制剂对合金性能的影响。     

Effects of cobalt additions on WC grain growth

Abstract

Inhomogeneity in the particle size of the tungsten carbide raw material can result in abnormal WC grain growth in WC–Co cemented carbides. For the preparation of ultrafine tungsten carbide powders and ultrafine cemented carbides, abnormal WC grain growth is the most troublesome issue. This paper deals with the effects of cobalt additions on WC grain growth during the carburisation process of nano- and coarse tungsten powders and the sintering process of ultrafine tungsten carbide powders. For the preparation of tungsten carbide powders, it was shown that through the incorporation of 0·035 wt-%Co into W+C mixtures, a dramatic change in WC grain morphology took place for coarse tungsten raw material, while for nanotungsten raw material, a pronounced WC grain growth took place. Plate-like truncated trigonal and hexagonal WC grains were formed during the carburisation process of coarse tungsten raw material containing 0·035 wt-%Co. For the sintering of ultrafine tungsten carbide powders containing 0·3 wt-%Co, an anisotropic and abnormal WC grain growth took place. The mechanisms for WC grain growth were discussed, and suggestions were made for the quality improvement of nano- and ultrafine tungsten carbide powders and ultrafine cemented carbides.     

抑制剂对超细WC-Co硬质合金性能的影响

采用高能球磨、真空烧结工艺制备超细WC-Co硬质合金。研究了抑制剂的预磨时间对WC-10Co硬质合金粒度及烧结试样性能的影响。对比了相同抑制剂配比对Co含量不同的硬质合金性能的影响以及稀土对硬质合金性能的影响。结果表明:通过对晶粒长大抑制剂的预磨,其粒度明显细化。加入预磨时间为120 h的抑制剂,WC-10Co硬质合金的平均粒度为0.3μm,硬度达到92.1 HRA。相同抑制剂配比的硬质合金,硬度和致密度随Co含量的降低而增大。稀土氧化物Y2O3的加入,有利于改善硬质合金的性能。     

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。     

纳米钨和WC-Co粉末制备技术的现状与发展趋势

综合介绍了近20年来美、中、俄等国纳米钨和WCCo粉末制备技术的发展与现状,结合对一些主要工艺、方法如喷雾转化法、溶胶-凝胶法、气固相反应法、机械合金化法、离子化学法、直接还原碳化法等的详细介绍,着重展示了中国在最近10年内的有关进展,并指出了这些方法的优势与不足。还对国内外用各种方法制备的纳米钨和WC-Co粉末的粒度与性能进行了分析与比较。指出无论是国内还是国外,真正实现纳米钨和WCCo粉末的大规模生产与大批量应用尚有一定的路程。     

放电等离子烧结制备超细晶WC-3Co硬质合金的组织和性能

采用高能球磨制备纳米WC-3Co粉末,再通过放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)制备超细晶WC-3Co硬质合金。研究SPS工艺参数对合金致密度、显微组织和力学性能的影响,并对SPS和热压工艺(hotpressing,HP)进行对比。结果表明:SPS可实现WC-3Co粉末的低温快速致密化。升高温度或提高压力都使得合金的致密度提高,同时导致WC晶粒长大。SPS较HP升温速率快且烧结时间更短,合金组织更加均匀,在1 300℃保温5 min、烧结压力为40 MPa的条件下所制备的合金具有最佳综合性能,其平均晶粒度为0.32μm,相对密度、硬度、抗弯强度、断裂韧性分别为99.3%、2257 HV30、1 906 MPa、10.36 MPa.m1/2。而在1 450℃、压力为50 MPa、保压5 min条件下,热压合金的致密度、硬度和断裂韧性分别为99.6%、2 264 HV30和11.01 MPa.m1/2,但抗弯强度只有1 301 MPa,平均晶粒度为0.47μm。     

超细WC-Co复合粉热压烧结制备亚微米硬质合金

以原位还原所得超细WC-6%Co复合粉为原料,研究了热压烧结制备硬质合金材料的工艺过程,并分析了材料的物理性能及力学性能。结果表明:将平均粒径约300nm的超细WC-Co复合粉在热压炉中于1 370℃烧结1.5h,可得到平均晶粒度为600nm、相对密度99%且具有良好综合力学性能的亚微米WC-Co硬质合金。     

超细晶粒硬质合金的研究与应用

硬质合金是目前最重要的刀具材料之一，本文着重介绍和分析了超细品粒WC-Co硬质合金研究中的几个热点领域：超细WC粉末制备，晶粒长大控制，烧结技术以及超细品硬质合金的应用。