硬质合金-超高锰钢复合材料的组织及结合情况研究

采用固-液结合的方法,生产硬质合金增强超高锰钢复合材料。通过SEM对超高锰钢-硬质合金复合材料的结合情况、基体的组织及性能进行了研究,并探讨超高锰钢-硬质合金的结合机理。结果表明：复合材料基体组织细化;硬质合金与基体结合较好,为冶金结合。     

铝基铸造复合材料的组织特征

对用流变铸造方法制备的含石墨、SiC及SiO_2的铝基复合材料的金相组织、断口形态及磨损表面特征进行了观察和研究。复合料浆在凝固过程中,α固溶体,Si,CuAl_2及它们的共晶在外加粒子表面形核并长大。由于采用对复合料浆在浇注前迅速升温工艺,粒子短距离运动就可达到均匀分布。复合材料中外加粒子周围有一过渡层与基体连接,同时粒子表面又不同程度富集着活性元素Mg,因而粒子与基体之间结合良好,断裂及磨损后,粒子与基体之间无间隙,无裂纹。     

STRUCTURAL FEATURE OF CAST Al-BASE COMPOSITE

对用流变铸造方法制备的含石墨、SiC及SiO_2的铝基复合材料的金相组织、断口形态及磨损表面特征进行了观察和研究。复合料浆在凝固过程中,α固溶体,Si,CuAl_2及它们的共晶在外加粒子表面形核并长大。由于采用对复合料浆在浇注前迅速升温工艺,粒子短距离运动就可达到均匀分布。复合材料中外加粒子周围有一过渡层与基体连接,同时粒子表面又不同程度富集着活性元素Mg,因而粒子与基体之间结合良好,断裂及磨损后,粒子与基体之间无间隙,无裂纹。     

埋弧自动堆焊法制备硬质合金／钢双金属复合材料

提出了一种制备硬质合金-钢复合材料的新工艺--埋弧自动堆焊工艺.应用该方法成功制备了硬质合金增强钢基复合材料.利用SEM、EDS、XRD等检测手段对复合材料结合界面的显微组织、物相组成进行了分析,并对复合材料的宏观硬度进行了测试.通过常温三体磨料磨损实验研究了复合材料的磨损性能.研究表明:硬质合金与钢基体为明显的冶金结合;硬质合金与钢基体间硬度过渡均匀;复合材料的相对耐磨性达正火态45钢的3.7倍.     

电磁感应熔渗法制备硬质合金-铸钢双金属复合材料

提出一种新的硬质合金/·铸钢复合材料的制备方法,电磁感应熔渗法.利用电磁感应加热的特点,成功制备了以铸钢为基材,以硬质合金作为增强相的耐磨复合材料.对复合材料的显微组织及物相进行了分析,测试了复合材料的硬度,并与ZG45进行了三体磨料磨损性能对比实验.结果表明,所得复合材料铸造质量良好,硬质合金与钢基体间存在明显过渡区域,形成良好的冶金结合;复合材料硬度由硬质合金心部到钢基体过渡均匀;相对于ZG45标样,复合材料的三体耐磨性能提高了0.75倍.     

煤矿工业用耐磨复合材料的制备与性能研究

针对采用整层复合的陶瓷增强铁基表层复合材料存在的复合层易开裂、剥落的问题,提出采用局域化增强结构的设计方案,制备了钴基硬质合金局域化增强高铬铸铁铁基表层复合材料,并对复合材料的组织、界面、磨损性能和磨损机理进行了研究。结果表明:该复合材料具有增韧效果较好,裂纹不易扩展,增强区域分布均匀等优点;钴基硬质合金/高铬铸铁复合材料相对耐磨性是基体材料的8.24倍,具有优异的耐磨性。随着磨损阶段的进行,复合材料的磨损率下降更为明显,反映了高硬度硬质合金在磨损后期充分发挥了抗磨作用。磨粒磨损过程中,复合材料组织中硬质合金增强区域凸出于高铬铸铁基体,且其间具有良好的冶金结合界面,因此增强体保护基体材料和基体材料支撑增强体的协同效应使复合材料具有了优越的耐磨性。     

n?SiO2的表面改性及其增强环氧树脂复合材料的性能

纳米粒子在聚合物中均匀、稳定分散,是纳米复合材料具有优良性能的前提。文中通过选择表面活性剂改性纳米SiO2,提高纳米粒子在环氧树脂中的分散性,制备出不同含量的n–SiO2/环氧树脂聚合物复合材料,探讨了纳米SiO2对复合材料强度的影响规律。研究结果表明:改性后的纳米SiO2粒子在聚合物体系中呈单分散状态,均匀分布的纳米粒子与基体结合紧密,其在基体中起到了物理交联点的作用,对剪切力的抵抗能力增强,提高了复合材料的综合性能。加入6%质量分数的纳米粒子,复合材料的拉伸剪切强度可提高35.1%。     

硬质合金/钢双金属复合材料的组织与性能研究

通过合理调整工艺参数,应用电磁感应熔渗法成功制备了性能良好的硬质合金/钢双金属复合材料。利用SEM、XRD等检测手段对复合材料的显微组织和元素的扩散情况进行了分析,并测试了复合材料的宏观硬度。通过常温三体磨料磨损实验研究了复合材料的磨损性能。研究表明:复合材料中,硬质合金与钢基体冶金结合良好;硬质合金与钢基体间硬度过渡均匀;复合材料的相对耐磨性随着载荷的增加而明显提高,载荷为5.25kg时,相对耐磨性达到45钢的4.88倍。     

CVD金刚石硬质合金基体的表面预处理方法

开发硬质合金基体上沉积高结合强度、低粗糙度的金刚石涂层是人们非常关注的问题。制约CVD金刚石涂层工具产业化的主要因素是其与硬质合金基体间的附着力。大量实验显示,通过对硬质合金基体表面的预处理,可以提高金刚石涂层与硬质合金基体之间的附着力。本文从物理预处理法、化学预处理法和中间层法等,对硬质合金基体表面预处理后的效果做了较为系统的阐述。指出,不同的预处理方法对硬质合金基体与金刚石涂层之间的附着力影响是不一样的。     

WC硬质合金颗粒复合耐磨材料的韧性与断裂

采用不同类型的WC硬质合金颗粒及不同成分的金属基本组成的两种复合耐磨材料，研究了复合材料的韧性及其影响因素，观察分析了其断口形貌及断裂机理．结果表明，复合材料的韧性与断面上WC硬质合金颗粒及金属基体的面积分数有关，主要取决于金属基体的成分、组织状态、韧性和含量，基体的韧性越好，含量越多，则复合材料的韧性越高．在冲击载荷作用下，WC硬质合金的断裂为脆性解理断裂，而金属基体则为具有少量塑性变形的准解理断裂。     

超细WC-Co硬质合金及其磨损性能研究

采用低温化学镀方法在超细WC颗粒表面进行金属钴包覆,烧结包覆后的复合粉体制备新型硬质合金NYG（WC-3%Co）.研究了超细WC-Co硬质合金的力学性能、断口形貌和显微结构,在销盘式磨损试验机上进行干滑动磨损实验.结果表明,在硬质合金烧结过程中,沿WC晶界均匀分布的金属钴不仅起粘结剂作用,也起抑制剂作用阻碍晶粒的长大;新型硬质合金的抗弯强度、断裂韧性、硬度和耐磨性能均得到较大提高;在干滑动摩擦条件下,新型WC-Co硬质合金的失效以塑性变形及细小碳化钨相颗粒脱落为特征.     

Mechanical properties of a hybrid cemented carbide composite

Microstructural effects on the mechanical properties of a hybrid metal matrix composite, double cemented (DC) carbide, have been investigated. DC carbide contains granules of WC/Co cemented carbide in a matrix of cobalt. Overall composite hardness increases with decreased granule cobalt content as well as with decreased intergranular matrix fraction of cobalt. High-stress abrasive wear resistance also increases with decreased granule cobalt content and matrix fraction. Fracture toughness of the composite increases with increased cobalt matrix fraction and to a lesser extent with increased granule cobalt content. Increased granule size increases both fracture toughness and wear resistance. DC carbide exhibits a superior combination of fracture toughness and high-stress wear resistance than conventional cemented carbide. The combination of toughness and wear resistance in the composite improves with increased granule hardness.     

金刚石增强稀土纳米硬质合金复合齿研究

以液相复合—连续还原碳化方法制备的纳米复合WC-Co粉末、共沉淀法制备的Ni-Ce粉末和真空蒸镀W膜金刚石为原料,采用热压活化烧结,在1050℃的烧结温度、70MPa烧结压力、保温(3～5)min烧结条件下,制取了具有良好抗冲击性能和耐磨性的金刚石增强稀土纳米硬质合金复合齿。复合齿基体的维氏硬度HV1≥1800,抗弯强度TRS≥2800MPa,合金晶粒度在(200～400)nm之间,复合齿超硬部分的磨耗比≥80。结果表明共沉淀法制备的Ni-Ce粉末显著降低了合金中微孔和杂质等组织缺陷,大大提高了金刚石增强纳米硬质合金复合齿的整体性能。     

铸铁-硬质合金复合铸造的机理

介绍了铸铁—硬质合金的复合铸造试验。通过对过渡区的形貌结构和成分分析探讨了铸铁—硬质合金的复合机制。发现在复合过程中 ,由于界面作用和扩散反应及新相的产生 ,发生了铸件—硬质合金的冶金复合     

电冶稀土WC钢结硬质合金中碳化物特征的研究

采用电渣熔铸冶金工艺，用回收的碳化钨钢结硬质合金作原料，再加入微量的稀土，制备了新型的钢结硬质合金。用透射电镜、扫描电镜、金相显微镜及X射线衍射等测试手段研究了新材料中的碳化物的特征。结果表明：在该材料的显微组织中存在原始颗粒区和扩散区。原始颗粒区组织中碳化物的特征是存在大量变化甚微的角状大尺寸原始WCp及具有明显反应层的长椭圆状WC颗粒，界面反应产物为Fe3W2C。在粗大碳化钨颗粒附近能够原位生成先共晶析出相（WC和W2C），在较远处的钢基体中分布着细网状碳化物，同时有（Cr，Fe）7C3等条状复式碳化物生成；而扩散区主要细小W2C小颗粒、WC颗粒及再结晶W-Fe-C小颗粒组成。稀土的加入可提高WC颗粒分散性。     

中国超细晶硬质合金及原料制备技术进展

超细晶硬质合金是WC晶粒度≤0．5μm的硬质合金,这类合金具有高强度和高硬度的优异性能。目前由超细晶硬质合金制备的高效刀具已经广泛用于航空航天、核能、汽车、发电设备、新能源和电子通讯等现代制造业。主要对中国超细晶硬质合金原料（例如超细碳化钨粉、钴粉、复合粉）和超细晶硬质合金制备技术、性能及表征方法作了系统的阐述。最后对超细晶硬质合金制备技术进行了展望。     

线切割加工硬质合金模具的WC浸出机理及抑制研究

快走丝线切割工作液组成包括水、基础油、表面活性剂、爆炸剂、防锈剂、缓蚀剂、极压剂、防腐剂等,而碳酸钠是一种常用的防锈剂。本文采用实验研究与理论分析相结合的方法,通过硬质合金的浸泡实验与实际切割实验,借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDX)等设备,研究了碳酸钠对硬质合金中WC浸出的影响。研究结果表明:在硬质合金的线切割加工过程中,由于高温的作用,硬质合金表面的WC会由于氧化作用而生成三氧化钨,加入碳酸钠后,溶液为碱性环境,易生成钨酸根离子,三氧化钨的氧化溶解程度加剧。三氧化钨脱落之后,内层的WC继续氧化溶解促使了W的浸出,从而降低了硬质合金的硬度、耐磨性和使用寿命。在工作液中添加硼砂、油酸三乙醇胺和苯并三氮唑能够有效抑制WC的氧化溶解,减少W的浸出。     

WC硬质合金颗粒堆焊烧损的机理

采用扫描电镜、X射线衍射及电子探针等测试分析手段,研究了WC硬质合金堆焊过程的熔化烧损特征和机制。试验结果表明,堆焊过程中不可避免WC硬质合金的烧损,烧损的基本特征是硬质合金边缘的粘结相熔化、碳化物颗粒的增大、单晶WC之间的间距增加。硬质合金烧损形式主要有颗粒边缘熔化、溶解烧损、合金元素的扩散和反应烧损。硬质合金烧损的机理为硬质合金边缘的碳化物产生分解,与胎体金属之间发生元素扩散。形成具有一定浓度梯度的扩散层,扩散层外沿原子浓度高的区域发生组织变化,形成新的化合物,降低硬质合金的性能,烧损的程度与硬质合金的种粒、粒度、含量以及堆焊方法等因素有关。     

硬质合金表面覆钴状态的研究

研究了化学浸蚀、微量添加剂以及烧结气氛对硬质合金表面覆钴状态的影响。结果表明:采用化学浸蚀方法改善硬质合金表面的覆钴状态在生产中不易控制,而添加微量TaC以及调节烧结气氛能够有效的改善硬质合金的表面覆钴状态。