WC-Co硬质合金中的η相

论述了缺碳的WC—Co硬质合金中η1相的形态和分布规律及其鉴别方法，研究了影响η1相的因素，讨论了成核和长大机制。结果表明，wc－co合金的η相虽存在多种形式，但同一试样的平衡组织中只能出现一种η相,η1相形核于WC—Y相界，其成核和长大受Y相成分和数量制约，因而受合金碳含量、钴配量和WC晶粒尺寸等因素的影响。     

WC-Co硬质合金烧结过程渗硼的高温动态相分析

用 PHIL IPS X’PETRθ- θ测角仪对以 B4 C为供硼剂的 WC- 2 0 Co硬质合金的渗硼表面进行了从室温到 130 0℃真空烧结渗硼过程的 XRD动态物相分析 ,探讨了硬质合金烧结过程的表面渗硼机理。结果表明 ,在真空烧结升温期间 ,WC- Co硬质合金压坯表面上的 B4 C在 85 0℃以上分解出来的活性硼原子除在压坯表面上供形成含硼化合物外 ,所形成的高浓度活性硼原子向压坯内钴相 (γ相 )中扩散溶入 γ相晶格内并形成高钴含量的三元含硼相 W2 Co2 1 B6 化合物 ,WC- Co硬质合金真空烧结过程渗硼的有效温度范围为 85 0～ 10 0 0℃。     

两相WC-Co硬质合金的成分

由理论分析和实验数据推导了两相WC-Co硬质合金γ相磁饱和与钨浓度的关系及合金成分与合金密度和磁饱和的定量关系。结果表明,兼用密度和磁饱和测量值用解析法能精确计算WC-Co合金的成分;两相区下限合金碳含量及WC+γ两相区碳含量宽度不仅和真实钴含量有关,还取决于两相区下限γ相中的钨浓度。     

放电等离子烧结压力对超细WC-Co硬质合金性能的影响

通过分析放电等离子烧结致密化过程,确定了致密化温度;研究了SPS烧结过程中压力对WC-Co硬质合金致密化、显微组织及性能的影响。结果表明,放电等离子烧结粉末在1 130℃时,达到最大收缩率;烧结压力的增加,样品的致密度、硬度增加;断裂韧性的变化集中在11.5~12.1 MPa.m1/2之间,和硬度的变化呈现相反的趋势;烧结压力相对较小时,样品WC晶粒较粗大且不均匀;在40 MPa和55 MPa时,晶粒相对较小且分布均匀。要得到高性能、高致密度的样品,合理的烧结温度在1 200℃以上,烧结压力为40 MPa。     

WC-Co硬质合金中的添加剂

综述了WC-Co硬质合金中的添加剂,添加机制和添加方式对硬质合金性能的影响。重点讨论了碳化物添加剂。介绍了一些其他的添加剂及添加工艺。     

WC-Co系硬质合金Co相的熔点

用差热分析（DTA）方法研究WC－Co系列硬质合金已相的熔点．研究发现九种WC－Co系列合全具有几乎相同的Co相熔点,其平均值为1372．80℃。Co相的熔点与合金的含Co量无关,取决于WC在Co中的溶解度,相应取决于烧结温度。     

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硬质合金结构参数对烧结表面残余应力的影响

通过建模分析和实际测量,对WC-Co硬质合金结构参数与烧结表面残余应力之间的关系进行了研究。结果表明,硬质合金的结构参数对烧结表面残余应力有很大的影响。相同WC粒径条件下,随Co相体积分数的增大,硬质合金烧结表面残余应力的数值增大。当Co相体积分数固定时,增大WC颗粒的粒径,可明显降低硬质合金烧结表面的残余应力。实际测量结果与分析结论相吻合。     

WC-Co硬质合金的强度

对两相 WC- Co硬质合金的研究表明 ,并非由钴含量 XCo而是由碳含量 XC 所决定的 相成分 (钨和碳在 相中的浓度 )才是制约 WC在 相中溶解—析出过程的决定性因素 ,因而也是影响 WC- Co合金 WC平均晶粒尺寸 LWC的重要因素。求得了相应于最大抗弯强度 σTRSmax的 LWC～ XCo反比关系式和最佳 相平均自由程 λ。 的取值范围。提出了在 相质量分数 X 增大引起 λ。 增大的情况下 λ 对应的合金结构由连续的 WC骨架向连续的 相网络的过渡的概念 ,从而较合理地解释了σTRSmax～λ 双支线关系和粗、细晶合金的σTRS～ XC关系。两相 WC- Co合金的强度取决于合金的钴含量、碳含量和WC平均晶粒尺寸并归因于 相平均自由程和 相中钨和碳固溶度的影响。在σTRS～λ 左支线范围内合金的断裂韧性 KIC同σTRS呈线性关系。在求得显微结构参数、成分和强度同磁性、密度和硬度的定量关系的基础上提出了无损鉴定两相 WC- Co硬质合金的结构、成分和强度的原理。     

WC-Co硬质合金的显微结构参数

通过X射线衍射分析 (XRD) ,扫描电镜 (SEM)体视学测量和磁性与密度测试 ,并依据碳化钨(WC)基合金维氏硬度HV与γ相平均自由程λ间的Hall Petch型关系式和HV的“混合物规则”进行验证 ,探讨了两相WC Co硬质合金显微结构参数间的定量关系。结果表明 ,γ相平均自由程λ与WC晶粒邻接度CWC 间存在反向对应关系 ,与γ相体积分数fγ 和WC平均晶粒尺寸LWC 间存在正向对应关系 :λ =1 0 5× 10 - 5·(1-CWC) 3 7=8 74× 10 - 2 ·(f- 1γ - 1) - 0 79·L0 79WC ,说明fγ 和LWC对λ～CWC关系的影响处在测量误差范围内 ,因而用CWC(或λ)、fγ 和LWC中任意两个参数都能准确表征两相WC Co硬质合金的结构特征 ;合金的比矫顽磁力HSC与γ相平均自由程λ间存在定量关系 :HSC=4 0 5× 10 - 7 λ。讨论了用磁性和密度测定值无损鉴定两相WC Co硬质合金显微结构参数的可行性。     

硬质合金的粘结相及其相变

对WC基硬质合金的Co粘结相、非Co粘结相和TiC基金属陶瓷合金的Ni—Mo粘结相的形态、成分、结构和相变及其同合金性能的关系进行了研究。讨论了影响因素和相关机理。对不同作者的研究结果进行了比较和分析。     

WC-Co硬质合金成分的磁性测定原理

推导了WC—Co硬质合金及其粘结相（γ相）的比饱和磁化强度4πσ。同γ相中钨和碳固溶度Xw、Xc及合金的真实钻含量Xco（质量分数）间的定量关系式：4πσ=4πσγ·XCo／（1—Xw—Xc）,4πσγ=2020-4408Xw＋28527Xc;提供了一种完全用磁性数据（Ms、4πσ）定量测定WC—Co硬质合金的碳含量和真实钴含量的实用方法,讨论了该方法的精度和应用范围。     

TaC、Cr_3C_2对WC-Co硬质合金组织和性能的影响

研究了添加：TaC、Cr3C2对WC－10Co合金组织结构和性能影响，讨论了相关机理。结果表明，少量添加TaC（2－m％）、Cr3C2（0．44m％）可导致WC－10Co合金的WC晶粒明显细化’WC邻接度下降，γ相平均自由程减小，但强韧性有所下降；Cr3C2助长WC－10Co合金WC晶粒断续长大；TaC－WC固溶体耐碱蚀性差；合金断口中沿WC—WC品界脆断比例增加，TaC－WC固溶体晶粒倾向于穿晶劈裂。工艺中控制TaC、Cr3C2添加量、确保WC～Cr3C2粉碳化完善以及同时添加TaC、Cr3C2对确保合金材质至关重要。     

硬质合金顶锤的组织缺陷和质量评估

列举了人造金刚石生产专用WC－Co硬质合金顶锤材料中的常见组织缺陷,论述了硬质合金材质的评估原理和方法。由于与合金碳含量无关的不均匀分布的组织缺陷严重危害顶锤的使用寿命,而WC－Co合金的饱和磁化强度（Ms、4πσ）与合金碳含量和钴含量间均不存在一一对应关系,因而单用饱和磁化强度测定值不仅难以准确评估顶锤的使用寿命,也难以鉴定合金的碳含量。配合模拟试样的破坏性实验和无损探伤测定不均匀分布的表层组织缺陷,用密度d和比饱和磁化强度4πσ无损测定材料的相组成和相成分、用比矫顽力HSC无损评估断裂韧性KIC则能满意地评估WC－Co硬质合金顶锤材质并预测其使用效果。     

WC-Co硬质合金γ相的X射线结构分析

由X射线相分析基本公式导出了适宜于计算同素异构体混合物的X射线衍射方程，通过分析WC－Co硬质合金γ相（Co－W－C固溶体）模拟合金的X射线实验数据推算出六方型α-γ相和立方型β-γ相的相对Kβα值，该值与γ相成分有关，得到了一种简易、实用和精确测量WC－Co合金中γ相结构的定量分析方法。     

WC-Co硬质合金的Palmqvist韧性

根据WC－Co硬质合金的真实断裂韧性KIC与维氏硬度HV间的实验关系规律和线弹性断裂力学分析，讨论了由Viswanadham和Venables提出的Palmpvist表面断裂韧性W和维氏硬度HV间的实验关系1／W＝AH－B的实用性和W＝β·GIC（GIC为应变释放率）假设的可靠性．结果表明，对于WC－Co硬质合金，难以用Palmqvist表面韧性取代KIC。     

EFFECTS OF SIZE COMBINATION AND CONTACTING STATE OF RAW POWDER PARTICLES ON SPARK PLASMA SINTERED ULTRAFINE CEMENTED CARBIDES

本文采用亚微米WC粉和纳米Co粉、亚微米WC粉和高能球磨后具有纳米晶组织的微米级Co粉这两种具有不同粒径匹配的混合粉末作为原料粉末，利用放电等离子烧结（SPS）技术制备超细晶WC-10Co硬质合金。对不同原料粉末的SPS过程及烧结试样的显微组织和性能进行了系统的对比分析。实验结果表明，以两种混合粉末为原料均获得了平均晶粒尺寸在200nm以下的超细硬质合金材料，其中，采用亚微米WC粉和高能球磨的微米级Co粉利用SPS技术制备的材料相对密度达到98%以上，硬度达到HRA94.5，断裂韧性达到13.50MPa•m1/2，表明具有优良的综合性能。而采用亚微米WC粉和纳米Co粉利用SPS技术制备出的超细晶硬质合金的组织均匀性和性能较差。根据SPS技术的特殊烧结机理，对采用不同粒径匹配和结合状态的WC和Co混合粉末的SPS致密化机制进行了分析。     

超细晶料WC—Co硬质合金的剪切模压成型工艺

采用剪切模压新工艺成型，通过真空烧结制备出了超细晶粒WC－Co硬质合金。研究了不同成型剂的特性、成型剂的配比、加入量以及压制力对剪切模压成型的影响。研究结果表明，采厅剪切模压成型工艺可获得很高的成型质量，从而制备出具有较好物理力学性能的超细WC—C。因质合金。