WC-Co硬质合金冲击疲劳行为的研究

利用实验室自制的调温、调频、调载冲击实验机对3种组织成分的WC-Co硬质合金进行了不同实验条件下的冲击疲劳试验,研究了组织成分及实验条件对硬质合金冲击疲劳寿命的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)及透射电镜(TEM)重点分析了疲劳过程中硬质合金微观组织的变化。结果表明:硬质合金的冲击疲劳寿命随试验温度和冲击能量的升高而下降,且随着冲击能量和试验温度的提高其疲劳敏感性增大。WC-Co合金的冲击疲劳断裂主要是以WC/WC界面和粘结相开裂为主,裂纹沿WC/WC和WC/Co界面及在Co相中扩展。随冲击次数的增加WC中位错数量增多并相互缠结,同时Co相发生面心立方-堆垛层错-密排六方的马氏体转变。     

WC-11Co硬质合金与不同岩石的摩擦磨损特性

在MMU-10型多功能摩擦磨损试验机上采用销盘湿式摩擦方式,研究WC-11Co硬质合金与两种花岗岩摩擦副的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜观察硬质合金的磨损表面形貌。结果表明:在同一摩擦条件下,硬质合金/高硬度花岗岩摩擦副的摩擦因数较低;当载荷为700 N时,硬质合金/高硬度花岗岩摩擦副的硬质合金磨损质量损失较高,与硬质合金/低硬度花岗岩摩擦副的硬质合金磨损质量损失差约为4%;而在其他低载荷摩擦条件下,两摩擦副的硬质合金磨损质量损失差均在12%左右,这表明在较低载荷作用下,配副材料对硬质合金磨损的影响相对增大;硬质合金/高硬度花岗岩的磨损机理主要为Co粘结相塑性变形、WC晶粒脱落,硬质合金/低硬度花岗岩的磨损机理主要为硬质合金表面的刮擦。     

硬质合金发展前景广阔

2011年我国硬质合金行业得到了稳步较快地发展,生产经营总体向好,产量2.35万吨,同比增长6.82%,硬质合金深加工产品产量达到6600吨,约占硬质合金总产量的三成,比例明显提高,产品结构进一步改善;高端产能投资增大,产业升级速度加快,创新平台建设取得新进展;大型企业集团强强联合,行业内企业兼并重组步伐加速,上下游企业加强联合。国家新材料"十二五"产业规划业已出台,指明了硬质合金未来产业发展方向,今后要坚持科技创新,实现重点突破,提升企业核心竞争力,深化企业改革,实施大集团战略,推进规模经营和专业分工,努力营造企业和谐发展环境,合理开发利用钨资源,实现行业可持续发展。     

硬质合金渗硼层组织及厚度的研究

本文以WC-Co硬质合金为渗硼研究对象,研究开发出一种感应加热密闭容器气-固渗硼工艺方法 ,借助于金相显微镜对渗硼层厚度实现了直接观察,应用SEM、EDS能谱、XRD、场发射电镜等对合金的组织进行了分析。实验结果表明:渗硼层厚度可达0.1～0.5 mm,渗硼层Co粘结相中弥散分布羽毛状W-C-Co-B析出相;感应加热、密闭容器中气相的作用和渗硼剂中的稀土促进了渗硼过程的进行;硬质合金Co含量、渗硼温度、渗硼时间增加有利于渗硼层厚度增加;应用数据拟合得到了YG11合金渗硼层厚度与渗硼温度、渗硼时间关系表达式。     

硬质合金复合轧辊的制造与应用

本文主要介绍了机械组合式、铸造式、冶金复合式、粘结式等复合轧辊的特点、国内外生产厂商、工艺流程等,并对几种复合方案进行了对比,其中机械组合式复合轧辊是目前国内外采用较多的一种复合轧辊的组合方式。重点分析了复合轧辊的轴向预应力、液压螺母组合方式、轴向顶紧力、辊环与芯轴的配合间隙等几个关键参数的计算与设计。轴向预应力在一定程度上可以阻碍裂纹的形成和发展,保护辊环端面;采用液压螺母组合方式压紧辊轴上的辊环;通过力矩平衡方程求出装配所需要轴向顶紧力,保证辊环的正常工作;复合轧辊辊环与芯轴的配合间隙应根据现场条件来确定。     

考虑多间隙影响的轧机主传动系统扭振分析

打滑是大多数轧机传动系统产生扭转振动的主要因素,是导致轧机主传动系统异常破坏的原因之一。基于理论建模和数值模拟方法,针对5 000 mm厚板轧机,研究打滑状态下主传动系统含多个间隙及不同间隙简化形式对系统振动特性的影响规律。根据该轧机主传动系统的实际结构形式,将主传动系统简化为四自由度含多间隙非线性扭振模型,采用龙格-库塔方法进行数值计算,并利用Matlab软件编程进行仿真,得到考虑多间隙影响的系统动态响应数值计算结果。比较分析不同间隙简化形式对系统动态响应及各轴段扭矩放大系数的影响,以及不同间隙大小和位置对系统扭矩放大系数的影响。研究结果可为控制和分析工程实际中轧机间隙的影响提供理论参考。     

中国硬质合金产业的技术进步

简要介绍了中国硬质合金产业技术进步的历程,阐述了在超细硬质合金、涂层硬质合金、CAD/CAM技术、喷雾干燥和气压烧结方面取得的长足进步。指出了中国硬质合金产业与国外先进水平的四大差距,提出了组建国家硬质合金工程研究中心,加强宏观调控,快速提升应用技术水平和培育高水平人才等重要对策。     

磷酸锂陶瓷靶材的研究进展

全固态薄膜锂电池利用固态电解质替代传统电解液,属于新一代的锂离子电池,因体小质轻、高比容、高功率密度、低自放电率、优异充放电循环性能、形状和尺寸可任意设计、使用安全等优点受到广泛关注,在可穿戴设备、便携式移动电源、汽车和航空动力电池等领域应用前景广阔.LiPON薄膜电解质作为全固态薄膜锂电池的重要结构,其制备过程中所需的磷酸锂陶瓷靶材以及其制备的LiPON薄膜电解质,自然是研究的热点.文章介绍了磷酸锂以及磷酸锂陶瓷靶材,并对LiPON薄膜电解质的研究现状进行了概述,最后对磷酸锂陶瓷靶材以及LiPON薄膜电解质的研究方向进行了展望.     

研发硬质合金的集成计算材料工程

用于研发硬质合金的集成计算材料工程是将微观(10~(-10)10~(-8)m)、细观(10~(-8)10~(-4)m)、介观(10~(-4)10~(-2)m)和宏观(10~(-2)10 m)等多尺度计算模拟和关键实验集成到硬质合金设计开发的全过程中,通过成分-工艺-结构-性能的集成化分析,把硬质合金的研发由传统经验式提升到科学设计,从而大大加快硬质合金材料的研发速度,降低研发成本.本文详细阐述了第一性原理计算、CALPHAD方法、相场模拟和有限元模拟等计算模拟方法及各种微结构表征和性能测定的实验方法,论述了其在硬质合金研发中所发挥的具体作用.基于集成计算材料工程,提出了从用户需要、设计制备和工业生产的3个层面研发硬质合金的具体框架.通过应用实例,展示了集成计算材料工程在新型硬质合金研发中的强大功能,为新型硬质合金的设计和开发提供了新模式.     

WC-Co硬质合金热机械腐蚀疲劳性能的研究

采用自行设计的实验装置对两种WC-Co硬质合金在压压循环载荷和循环加热冷却同时作用下的热机械腐蚀疲劳行为进行了研究,研究了冷却介质pH值和Co含量对硬质合金热机械腐蚀疲劳性能的影响,同时采用SEM对断口形貌进行了分析.实验结果表明:疲劳断裂的宏观形貌主要是切断型的断裂,疲劳裂纹稳定扩展区上存在很多摩擦碎屑,在稳定扩展区并没有发现疲劳条纹的存在,瞬断区的断裂形貌与静态断裂特征一致.在本文所提供的热机械腐蚀疲劳实验条件下,并未发现冷却介质pH值对两种WC-Co系列的硬质合金的热机械腐蚀疲劳性能的影响,低Co含量的硬质合金YGH30具有比高Co含量硬质合金YGH60更优异的热机械腐蚀疲劳性能.