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。     

矿用硬质合金WC晶粒均匀性及板状形貌异常长大的控制

针对矿用硬质合金对微观结构均匀性的要求,以WC-Co硬质合金为研究对象,研究了WC原料、球磨工艺、钴含量、碳含量、添加剂、烧结温度等因素对WC晶粒均匀性的影响,制备了14组合金试样,通过对烧结后合金的微观结构观察,分析研究了以上因素对WC晶粒均匀性的影响。其中重点分析了硬质合金微观组织中WC晶粒呈板状形貌异常长大的原因。研究结果表明:球磨过程中产生的细小WC数量越多,越易于出现板状晶;硬质合金中板状晶的出现与钴含量、烧结温度、抑制剂、球磨时间、WC原始粒度都有密切关系;WC粒度增加、钴含量降低、球磨时间减少、烧结温度降低和添加抑制剂均可提高WC晶粒的均匀性并降低合金中出现板状晶的可能性。     

TaC含量对板状WC晶粒硬质合金显微组织和力学性能的影响

本文以真空烧结法制备了显微组织中含有板状WC晶粒的WC-TaC-Co硬质合金,通过DSC、XRD、SEM、EDS等手段研究了TaC添加量对板状WC晶粒硬质合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明：随着TaC添加量的增加,WC硬质相平均晶粒尺寸先下降再增大,WC硬质相晶粒的平均长厚比先略有上升再减小。随着TaC添加量的增加,抗弯强度下降,硬度、断裂韧性先增加后下降。当TaC添加量为0.5%时,硬质合金具有较优的综合力学性能,其抗弯强度、硬度和断裂韧性分别为：2 617 MPa、91.5HRA、15.4 MPa·m^1/2。     

固相烧结阶段的升温速率对板状WC晶粒硬质合金的显微组织和力学性能的影响

采用真空烧结工艺制备板状WC晶粒硬质合金,在800~1 200℃条件下以不同升温速率升温。采用XRD、SEM、EDS研究了固相烧结的升温速率对其显微组织及力学性能的影响。研究结果表明:在800~1 200℃温度区间内,随着升温速率的降低,硬质合金的硬度、抗弯强度、断裂韧性均有所提高;其中,随着800~1 000℃的升温速率的降低,硬质合金最终烧结体的组织变得均匀,二维结构中硬质相的晶粒长厚比升高,材料硬度提高趋势较大;随着1 000~1 200℃的升温速率的降低,硬质相晶粒细化,粘结相中固溶合金元素含量增加,材料抗弯强度提高的幅度较明显;同时降低800~1 000℃和1 000~1 200℃的升温速率,可使裂纹长度减小,裂纹偏转增强,大幅提高材料的断裂韧性。在800~1 200℃以2℃/min升温得到的烧结体可获得较均匀的显微组织,硬质相颗粒大部分呈板条状且颗粒长厚比较大,烧结体具有较好的力学性能。     

不同细WC添加量对板状硬质合金显微组织和力学性能各向异性的影响

本文以真空烧结法制备了显微组织中含有板状粗WC晶粒的WC-Co硬质合金。用三点弯曲法、洛氏硬度计、压痕法分别测得试样的抗弯强度、硬度和断裂韧性,并通过XRD,SEM等手段研究不同细WC添加量对板状硬质合金显微组织及力学性能各向异性的影响。结果表明:随着细WC添加量的增加,板状硬质合金中板状粗WC晶粒定向排列程度越弱,板状硬质合金在垂直于压制方向和平行于压制方向的显微组织差异逐渐减小;当细WC的添加量为35%(质量分数,下同)和45%时,硬质合金中板状粗WC晶粒基本是随机分布,不同方向上的显微组织差异较小。随着细WC添加量增加,硬质合金垂直于压制方向和平行于压制方向上的强度和硬度增加,断裂韧性下降,并且两个方向上的力学性能差异逐渐减小;当细WC的添加量为35%和45%时,两个面上的力学性能基本一致;当细WC的添加量为35%时,硬质合金的综合力学性能较佳。     

板状WC晶种加入对硬质合金性能的影响

通过加入板状WC晶种制备含板状WC晶粒的WC-10%Co和WC-20%Co硬质合金,研究了加入板状WC晶种对两种硬质合金显微组织和性能的影响。结果表明,加入板状WC晶种后硬质合金中的WC晶粒具有明显的板状特征,WC-20%Co中的板状WC晶粒比WC-10%Co多且尺寸大。少量晶种的加入对WC-10%Co和WC-20%Co硬质合金密度基本无影响,但两者的硬度和抗弯强度都有所增加,特别是抗弯强度分别提高了12%和11%。     

具有“圆形”WC晶粒的硬质合金

<正>硬质合金是基于液相烧结过程进行生产的,在液相烧结时,溶解/再析出过程导致WC晶粒长大和低能棱柱界面形成,这样的棱柱形晶粒具有尖锐的棱角,在加载负荷时,导致了拉应力的集中,结果促进了裂纹的产生和扩展。烧结合金微观结构中的WC晶粒趋于“圆形”可减少裂纹(特别是由于热冲击产生的裂纹)的敏     

“圆形”WC晶粒的硬质合金

圆形WC晶粒是由原生球状金属钨粉获得的。在碳化过程中，晶粒保持其圆形粉末颗粒形状。原始WC、钴和晶粒长大抑制剂（VC和，或Cr3C2）通过球磨混合，以此均匀分布粘结剂，使最终得到的合金无残余孔隙度。球磨后，研磨介质蒸发，粉末混合物在Turbula混合器中成团。     

立方碳化物和La添加剂对WC-Co合金中WC晶粒形貌以及合金硬度与韧性的影响(英文)

研究了立方碳化物 Cr3C2、VC 以及稀土 La 添加剂对 WC-Co 合金中 WC 晶粒形貌以及合金硬度与韧性的影响。为了强化烧结过程中 WC 晶粒生长的驱动力,采用具有高烧结活性的纳米 W 和纳米 C 为原料。为了获得合金中 WC 晶粒的三维形貌,采用扫描电镜直接观察合金烧结体的自然表面。结果表明,合金添加剂对WC 晶粒形貌及其粒度分布特征以及合金的硬度与韧性有较大影响。由于均质三角棱柱形板状 WC 晶粒的形成,WC-10Co-0.6Cr3C2-0.06La2O3 合金具有极佳的硬度与韧性组合。讨论了合金中 WC 晶粒形貌的调控机制以及合金中 WC 晶粒形貌特征对合金性能的影响。     

NbC添加量对板状WC晶粒硬质合金显微组织及力学性能的影响

本文以真空烧结法制备了含板状硬质相晶粒的WC-NbC-Co硬质合金,通过DSC、XRD、SEM、EDS等手段研究了NbC添加量对硬质合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:随着NbC添加量的增加,板状硬质相晶粒硬质合金显微组织中硬质相晶粒尺寸先下降再增大后减小、平均长厚比逐渐减小、尺寸均匀性先增加后下降。随着NbC添加量的增加,板状硬质相晶粒硬质合金抗弯强度下降,硬度先增加后下降,断裂韧性逐渐下降。NbC添加量为1%时,所制备的板状硬质相晶粒硬质合金的抗弯强度、硬度和断裂韧性分别为:2 604 MPa、91.4 HRA、14.3 MPa·m~(1/2)。     

WC-Co硬质合金的弹性性能

综述了WC-Co硬质合金弹性性能的预测模型,并计算了硬质合金不同Co含量时的弹性性能参数值,并对不同的模型的预测值与文献中的测量结果进行了比较。采用引入WC晶粒邻接度C的Golovchan模型计算的WC-Co硬质合金的弹性模量值,相比Voigt-Reuss模型和Hashin-Shtrikman模型,更接近于实测值。而泊松比的值相对偏低,但可以采用Hashin-Shtrikman模型的泊松比上限确定泊松比的值。另外,给出了弹性模量的实验测定方法标准。这为硬质合金重要弹性参数值的确定提供了实验测定和理论计算的依据。     

WC-Co超细晶硬质合金晶粒长大抑制剂及其机理的研究

本文综述了近几年超细硬质合金中晶粒生长抑制剂及其机理的研究概况。分析了抑制剂的添加方式、添加数量和细化效果,介绍了一些新型抑制剂的研究成果,最后评述了当前的研究现状。     

碳含量对WC-Co硬质合金显微组织的影响及其控制

在硬质合金生产中,碳是影响硬质合金性能的关键因素,富碳时合金易出现游离石墨,缺碳时则易出现η相,这两种组织都会对合金的性能产生不利的影响,但即使合金处于正常组织,碳含量对性能也有很大的影响。文章对WC-Co硬质合金两相区的宽度、碳含量对其显微组织的影响以及在制备过程中如何控制碳含量进行了阐述。     

WC—Co硬质合金热处理后的TEM观察

对ＹＧ１１Ｃ和ＹＧ１３Ｃ两种牌号硬质合金热处理后的微观组织进行了ＴＥＭ分析，通过电子衍射花样的标定，确认了ＣｏｘＷｙＣｚ物相在淬火回火所得的面心立方钴（α－Ｃｏ）中的存在，并结合硬质合金热处理前后抗弯强度的测定，其该类物相在面心立方钴中的作用进行了初步探讨，结果表明：ε－Ｍ，Ｃｏ３Ｗ，Ｃｏ７Ｗ６，ｋ－Ｃｏ３Ｗ９Ｃ４等物相在热处理后的硬质合金中可起的强化作用，从而提高硬质合金的抗弯强度。     

WC-Co硬质合金精密级进模断裂失效研究

对精密级进模常用材料WC-Co硬质合金进行了研究,对高速冲裁过程中磨损断裂的硬质合金级进模样件进行了金相观测和能谱分析,对比了模具工作表面在断裂前后组织结构和Co元素含量的不同,分析了硬质合金级进模磨损断裂的微观过程,得出的结论是Co元素的丢失是造成高速冲裁中硬质合金级进模磨损断裂的重要微观原因.     

超细WC-Co硬质合金的组织与性能特征

综述了超细WC-Co硬质合金的组织与性能特征。超细硬质合金因其粉末原料细小,比表面积特别大,易氧化,含氧量高,氧在还原过程中对碳平衡产生了显著的影响,使碳含量的控制显得尤为重要。随着超细硬质合金粉末原料的细化,合金需要达到完全致密的烧结温度就越低。晶粒长大抑制剂的加入使超细硬质合金的收缩率曲线开始收缩温度相对要低,且收缩峰变宽;并且它对超细硬质合金的性能和组织产生重大的影响。超细硬质合金具有普通硬质合金难以达到的高硬度和强度,以及比同类普通硬质合金的高得多的矫顽磁力。     

HIP后续烧结对超细WC-Co硬质合金性能的影响

采用高能球磨法制备超细WC-Co硬质合金。研究了1 390℃真空通Ar常规烧结后再热等静压烧结(HIP),烧结温度1 320℃,80 MPa下保温60 min对WC-Co硬质合金组织和性能的影响。结果表明:1 390℃真空通Ar烧结,可获得组织细小、综合性能好的YG8、YG10超细硬质合金。其中YG8超细硬质合金硬度达93.8 HRA,抗弯强度达2 290 MPa,YG10超细硬质合金硬度达93.3 HRA,抗弯强度达2 250 MPa。真空通Ar常规烧结再HIP能提高合金的致密度,但会使WC晶粒长大,硬度、抗弯强度、矫顽磁力等性能均下降。