微波烧结制备WC-8Co硬质合金过程中的脱碳行为研究

碳平衡在硬质合金的制备过程中具有非常重要的意义,脱碳和渗碳都会对合金的显微组织和力学性能造成不良影响。主要研究了在微波烧结条件下,合金脱碳因素(气氛、氧含量、烧结工艺等)对WC-Co硬质合金显微组织的影响。结果表明:氮气和氢气会造成合金表层脱碳,随着烧结温度的提高和保温时间的增加脱碳层变厚;压坯中较高的氧含量会使合金表层形成多达五层的脱碳组织;最后讨论了在微波加热条件下WC-Co合金脱碳的动力学和热力学机制。     

微波多模腔快速烧结WC-8%Co硬质合金

采用多模腔微波烧结工艺制备了WC-8%Co硬质合金,烧结周期为1～1.5h,研究了微波烧结工艺对合金组织结构与性能的影响。结果表明:微波烧结WC-8%Co硬质合金所需时间短,在1400℃的烧结温度下保温0min时密度就能达到14.71g/cm3,HRA可达90.3,烧结样品的显微组织结构均匀,样品中心和边缘区域WC晶粒尺寸分布一致,没有发现显著差异,随着烧结保温时间的增加和烧结温度的提高WC晶粒尺寸长大不明显。     

微波烧结YG12硬质合金脱碳的控制

通过在混合料中增加炭黑和在填料中添加炭黑两种方法,来抑制微波烧结YG12硬质合金在微波烧结过程中出现的脱碳现象,从而提高微波烧结硬质合金的性能.结果表明:在混合料中添加炭黑可以抑制合金的脱碳行为,当炭黑添加量为0.4％(质量分数)时,合金的抗弯强度较理想,合金抗弯强度可达2 250 MPa;而通过在填料中添加炭黑有效抑...     

高温高压烧结制备WC-6Co硬质合金及其力学性能研究

以平均粒径约300 nm的复合粉为原料,采用高温高压烧结法在不同烧结温度和保温时间下制备了 WC-6Co硬质合金.通过X射线衍射仪、光学显微镜和显微硬度计研究了制备工艺对WC-6Co硬质合金晶体结构、显微组织和力学性能的影响.结果表明:试样烧结过程液相Co的流动性、WC颗粒重排和晶粒尺寸对合金密度、维氏硬度和断裂韧性起...     

高能球磨和放电等离子体烧结制备超细WC-8Co硬质合金

以0 .8 1μm的WC粉和1.3 5 μm的Co粉为原料,采用高能球磨制备了粉末比表面积为6.82m2 ·g- 1 ,粉末粒度为5 9.4nm的WC 8Co混合粉末。将此纳米粉末采用放电等离子体烧结(SPS)制备了WC晶粒度为0 .5～0 .6μm、硬度为HRA93 .5的超细硬质合金。研究了SPS烧结温度和添加晶粒抑制剂对显微组织与HRA硬度的影响。     

微波反应烧结制备硬质合金工艺的性能研究

WC-Co硬质合金作为一种特殊的工具材料,其具备较强的性能,能妥善解决传统硬质合金硬度和强度间的问题,实现双高的局面,所以,被广泛应用在各行业中。但从目前硬质合金研究情况来看,研究人员通过各种方法来制作纳米WC-Co粉末,但在烧结制备纳米WC-Co硬质合金方面出现很多问题,主要原因是受到烧结技术水平的限制,现存烧结技术无法合理控制烧结中WC晶粒的增长。基于此,本文将WC粉和Co粉为原料粉末,添加适量的晶粒长大抑制剂,将其放在磨机中进行湿磨,再压成生坯,然后在微波环境下进行烧结,从而分析不同因素给烧结工艺参数带来的影响,如保温时间、脱蜡时间、烧结温度等因素。     

超细WC-Co硬质合金的微波烧结研究

采用微波烧结工艺制备了WC-Co超细硬质合金,并研究了烧结工艺对烧结样品性能的影响。结果表明:微波烧结与真空烧结WC-Co超细硬质合金相比烧结温度更低,保温时间更短,在1300℃的烧结温度下瞬时保温(0min),密度就可达到14.27g/cm3,而且在烧结温度1350℃保温0min时硬度HRA达到94.0,并且样品WC晶粒尺寸在烧结过程中长大不明显,随着烧结温度的提高和保温时间的增加WC晶粒尺寸的变化不大。     

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。     

热力交变作用下WC-12Co硬质合金变形机理

采用Gleeble 1500对WC-12Co硬质合金进行不同温度和应力场的压缩疲劳实验,测量疲劳前后合金硬度的变化,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段观察其组织结构的变化并分析其变形失效机理.结果表明:随着实验温度与加载载荷的升高,WC-12Co合金硬度呈下降趋势,WC晶粒发生圆化,WC晶粒骨架的完整程度下降.WC-12Co合金的疲劳变形失效机理为:在较低变形温度和变形载荷下,塑性变形由WC相中的位错滑移和黏结相马氏体转变所提供,随着变形温度和变形载荷的升高,塑性变形则通过硬质相的层错运动和WC/WC的界面滑动形成黏结相条带来实现.     

纳米硬质合金烧结技术进展

介绍了用于纳米硬质合金烧结的压力烧结、场辅助烧结、微波烧结、二步烧结等新技术，在评价各种烧结方法的基础上，以实验依据充分论证了普通真空烧结在纳米硬质合金制备中的可行性。     

WC-6Co硬质合金SPS烧结工艺

以平均粒径约为30 μm,空心球壁厚约1.8 μm的空心球结构WC-6Co复合粉为原料,利用放电等离子烧结（SPS）技术制得不同烧结温度、保温时间、烧结压力工艺下的WC-6Co硬质合金.采用扫描电镜、钴磁仪等检测手段对合金的组织与性能进行表征分析.结果表明:随着烧结温度的升高,合金的致密度和硬度升高;在实验范围内合金密度与硬度随着保温时间的延长而增加,再趋于稳定;烧结压力对合金密度、硬度等性能影响不大.综合考虑合金性能,较好烧结工艺为:温度1 250 ℃、保温时间5 min、烧结压力50 MPa.该烧结工艺制得的合金的密度达14.69 g/cm3、断裂韧性达12.23 MPa·m1/2,其组织也很细很均匀.      

现代烧结技术在制备超细和纳米硬质合金中的应用

介绍了用于制备超细和纳米硬质合金的现代烧结技术,如压力烧结、场辅助烧结、微波烧结、 二阶段烧结等,评价了各种烧结方法,并以实验依据论证了真空烧结等普通烧结工艺在纳米硬质 合金制备中的可行性。     

金属基粉末冶金零件的微波烧结机理

简要概述了微波烧结技术的特点和发展状况。从麦克斯韦方程组出发,分析了微波在块体金属中的传播行为,说明微波不能与块体金属耦合并烧结的原因。在此基础上,总结了金属粉末压坯的特点,阐述了微波烧结金属粉末压坯的可行性,分析了自由电子在电磁场中的运动行为,指出涡流损耗是微波促进烧结的机理之一。     

微波烧结粗晶低钴YG硬质合金存在的脱碳问题及其改进

采用常规微波烧结法制备WC-Co硬质合金时,表层区域出现严重的脱碳现象,导致表层和中心区域的组织显著不同,即产生核壳结构,对合金的力学性能造成不利影响。本文作者以WC粉和Co粉为原料粉末,采用微波烧结法制备88%WC-12%Co(YG12)和94%WC-6%Co(YG6)硬质合金,在混料时添加炭黑,避免合金中脱碳相的生成。检验表明:当炭黑添加量(质量分数)接近0.2%时,YG12和YG6的抗弯强度(TRS)分别达到3 109和2 642 MPa;硬度(HRA)分别为88.7和89.8。此时,合金表面和中心区域具有一致的显微组织结构,没有发现脱碳相η(W3Co3C)。但当炭黑添加量超过0.2%时,大量析出的石墨相对合金的力学性能,尤其对硬度产生不利影响,当炭黑添加量为0.4%时,YG12和YG6的抗弯强度分别只有2 465 MPa和2 213 MPa。     

W-Ni-Fe高比重合金的SPS烧结行为

采用放电等离子烧结(SPS)设备制备了93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金,烧结温度范围为1100~1180℃,保温时间为5min.对不同烧结温度下的样品进行了密度、硬度、抗弯强度等性能测试,采用场发射SEM观察了样品表面形貌及断裂行为.结果表明:采用SPS烧结,可以在较低的温度下实现93W-5.6Ni-1.4Fe高比重合金的固相烧结,使合金致密化,并能有效控制钨晶粒长大,提高材料的硬度、抗弯强度等力学性能.     

超细晶WC-10Co硬质合金制备的主要影响因素

利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）以及力学性能测试分析,研究了不同粒度的WC和Co原始粉末经不同时间球磨后的微观形貌;并对球磨后的复合粉末添加不同配比的晶粒抑制剂,进行真空热压烧结制备了超细晶硬质合金,考察了不同配比的晶粒抑制剂对超细晶硬质合金组织和力学性能的影响。结果表明,使用原始细颗粒粉末,经较短时间的球磨处理就可以达到较好的细化效果;复合添加VC＋Cr3C2或VC＋TaC晶粒抑制剂对硬质合金晶粒的细化效果明显好于单一添加VC的细化效果;添加Cr3C2后WC晶粒呈近圆形,且硬质合金抗弯强度有明显提高;添加TaC后的WC晶粒呈三角形或四边形,促进了硬质合金的硬度提高。     

热压固结与传统液相烧结对WC-20Co-1Y2O3硬质合金组织结构与性能的影响

研究了低于共晶温度下热压固结与传统液相烧结对用超细原料制备的WC-20Co-1Y2O3硬质合金组织结构与性能的影响.研究结果表明热压固结的合金具有组织结构致密、细小、均匀、各向同性的特点,但是合金中存在较多的钴池,采用超细原料、较高的液相烧结温度制备高钴硬质合金,合金中的稀土不能对合金中晶粒非均匀长大产生有效的抑制作用,合金晶粒组织呈现双模结构,其中粗大WC大多为极状晶,因而合金韧性较高.     

真空烧结温度对WC-TiC-TaC-Co硬质合金组织和性能的影响

采用高能球磨、真空烧结工艺制备WC-13(TiC+TaC)-8Co-1(VC+Cr3C2)硬质合金,研究了不同烧结温度对WC-TiC-TaC-Co硬质合金微观组织、力学性能和磁性能的影响。结果表明,提高烧结温度有利于提高合金的致密度,但是过高的烧结温度会导致晶粒长大,使合金致密度下降;合金的硬度、抗弯强度和矫顽力随着真空烧结温度的提高先增大后减小;相对磁饱和强度随着烧结温度的升高呈现下降的趋势;1 400℃烧结的合金综合性能较好,合金的相对密度99.6%、抗弯强度1 992 MPa,硬度92.3 HRA,矫顽力34.3 k A/m,相对磁饱和强度为76.5%。