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.     

深冷处理对YG10硬质合金磨损性能的影响

以YG10硬质合金为研究对象,深冷处理技术为手段,采用正交试验的方法,在不同深冷温度、深冷时间、交变次数的情况下对其进行深冷处理,并对处理后的试样进行磨损试验、硬度试验和显微组织分析试验.结果表明,最优深冷处理工艺使YG10合金显微硬度提升33.6％,耐磨性提升72.8％,深冷温度是影响YG10合金耐磨性能最大的因素....     

钢结硬质合金覆层材料的磨损性能研究

首次用液相烧结法成功地制备出钢结硬质合金钢硬质覆层材料FC-Ⅰ和FC-Ⅱ,并对其磨损性能进行了研究.液相烧结使得钢结硬质合金与钢基体形成良好的结合界面.抗磨损实验表明覆层材料获得了接近于钢结硬质合金的抗磨损性能,与钢基体相比抗磨损性能得到显著提高,FC-Ⅰ的抗磨损能力好于FC-Ⅱ.     

钢结硬质合金覆层材料的磨损性能研究

首次用液相烧结法成功地制备出钢结硬质合金钢硬质覆层材料 FC- 和 FC- ,并对其磨损性能进行了研究。液相烧结使得钢结硬质合金与钢基体形成良好的结合界面。抗磨损实验表明 :覆层材料获得了接近于钢结硬质合金的抗磨损性能 ,与钢基体相比抗磨损性能得到显著提高 ,FC- 的抗磨损能力好于 FC- 。     

强流脉冲离子束辐照WC-Ni硬质合金的摩擦磨损性能

为进一步提高WC-Ni硬质合金的表面耐磨性,采用强流脉冲离子束(HIPIB)对其表面进行辐照处理。利用扫描电子显微镜、显微硬度计和环-块式摩擦磨损试验机研究了HIPIB辐照WC-Ni硬质合金的微观组织、硬度分布和摩擦磨损性能。结果表明:HIPIB辐照WC-Ni硬质合金表面发生快速重熔与烧蚀,组织显著细化、致密化;随着束流密度和辐照次数的增加,熔层厚度与硬化层深度增加、摩擦因数和磨损率降低,束流密度300A/cm~2辐照10次,熔层厚度约4μm,硬化层深度可达160μm,摩擦因数和磨损率分别降低45%和70%。辐照硬质合金表面重熔层的磨损主要表现为以均匀微观切削为主的磨粒磨损,近表层冲击硬化区的磨损仍以Ni粘结相的微观磨损和WC晶粒脱落为主,但辐照应力波的长程硬化作用使硬质合金中WC晶粒与Ni粘结相之间的结合力增强以及Ni粘结相自身强化有效抑制了这类磨损。     

涂层硬质合金高速铣削U71Mn钢材的磨损性能研究

针对钢轨材料U71Mn的高速铣削,开展涂层硬质合金刀片的磨损实验,采用三维超景深显微镜观察刀具的磨损形貌,测量后刀面的磨损宽度,研究刀片不同基体材料和铣削速度对刀片后刀面磨损的影响规律;采用扫描电镜分析刀片前、后刀面的磨损形式和磨损机理。实验结果表明,在YG8N(K20)、YT5(P10)和YW2(M20)三种基体材料的实验刀片中,YG8N耐磨性最好;在250～400 m/min的铣削速度下,随着铣削速度的增大,刀片磨损加快;刀片前刀面磨损形式为崩刃和涂层剥落,主要发生粘结磨损和氧化磨损,后刀面磨损形式为沟槽磨损,主要发生磨粒磨损、粘结磨损和氧化磨损。     

超细WC-Co硬质合金复合粉末的研究进展

超细硬质合金因其高强度、高硬度、高耐磨性等优良性能满足了现代工业的发展,而制备超细WC-Co硬质合金关键技术之一在于原料粉末的制备。近年来,研究人员开发了多种超细WC-Co复合粉末的制备技术,有利于制备出具有超细结构的WC-Co合金材料。本文介绍、归纳了目前国内外直接还原碳化法、化学沉淀法、机械合金化法、喷雾转化法的制备超细WC-Co复合粉末工艺及研究成果,其中喷雾干燥法和直接还原碳化法已在硬质合金行业中实现部分产业化,具有诱人的应用前景。     

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。     

冲击钻头用硬质合金磨损的研究现状

本文概括了不同岩石硬度的表征测试方法,并分析了目前报导的磨损机理的不足之处及凿岩用硬质合金在不同工况条件下的磨损机制;比较了不同硬质合金磨损性能检测及表征方法,总结了不同检测方法的优缺点。综合分析认为未来的研究重点在于研究影响冲击钻头用硬质合金磨损性能的多种因素,建立对应的磨损模型指导实际应用;开发新型磨损性能检测方法,更好地模拟与评价不同工况条件下硬质合金磨损性能。     

强流脉冲电子束处理对WC-Co硬质合金耐磨性的影响

作为一种新型高效的表面改性技术,强流脉冲电子束（HCPEB）由于可以在极短时间内诱发的温度-应力耦合作用,改性层内组织细化并生成纳米新相WC_1-x、Co₃W₃C、Co₃W₉C₄和石墨,从而改善合金的理化性质以及力学性能等,达到表面强化的目的。本文研究了HCPEB表面改性处理后YG8、YG6X和YG6硬质合金耐磨性的变化情况。结果表明,23.4 kV、25次辐照处理后的YG8硬质合金耐磨性提高3倍;27 kV、20次辐照处理后YG6X的耐磨性提高6.4倍;27 kV、20次辐照处理后YG6硬质合金耐磨性提高4.4倍。HCPEB处理后的WC-Co硬质合金的耐磨性均有明显提高。     

再生WC-Co粉制备硬质合金的研究

本文以再生WC粉混合制备YG8硬质合金为研究对象,对硬质合金性能和组织进行分析。结果发现,与原生WC粉末制备的硬质合金相比,再生粉末制备的硬质合金矫顽力有所提高,而钴磁和抗弯强度等性能下降明显;金相分析发现组织中出现明显的脱碳现象。     

Magnetism Study of WC-Co Cemented Carbides

The experimental regularity and the mechanism of affecting the specific saturation magnetization(4πσ)of WC-Co cemented carbides were studied by varying alloy composition(W and C)and quenching treat-ment.The carbon effect was mainly discussed.The results show that there is no strict linear relation be-tween 4πσ and Co content,and the 4ha was affected by alloy composition and binder structure.Consequently,there is no one to one correspondence of 4πσ vs.carbon content in them and,therefore,ex-amining carbon content by 4πσ is conditional.     

WC—Co硬质合金的饱和磁化强度

探讨了ＷＣ－Ｃｏ硬质合金饱和磁化强度的影响因素、磁化机制和比饱和磁化强度４πσ与抗弯强度σ（ＴＲＳ）的关系。结果表明，影响ＷＣ－Ｃｏ合金４πσ的主要因素是γ相含量和γ相成分，其次是γ相结构。其４πσ同合金标称钴含量或合金碳含量间均不存在单一性对应关系。γ相分布和热处理及添加稀土元素对合金４πσ的影响，实质上仍归结为上述基本因素的作用。ＷＣ－Ｃｏ合金的４πσ同抗弯强度间并不存在明确的对应关系，因而难以用饱和磁化强度（Ｍｓ或４πσ）取代σ（ＴＲＳ）的测定。     

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。     

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。     

我国钛合金的发展现状──评第八届全国钛合金学术交流会

探讨了淬火热处理对ＷＣ－ｃｏ硬质合金性能影响的机理。查明了淬火既改变ＷＣ－ＣＯ合金γ相的成分和合金的应力状态，也改变合金的显微结构参数（其变化程度与ＷＣ的平均晶粒度有关）。考查了Ｗｅ－Ｃｏ合金淬火效果在合金制品实际应用过程中的稳定性从而指出了ＷＣ－Ｃｏ合金淬火热处理的实用意义。     

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%。     

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硬质合金微观结构的自适应参数化模型

为了研究材料微观结构对材料性能的影响以及缩短材料开发周期,基于WCCo硬质合金本真微观结构,提出了"自适应"建立二维微观结构参数化模型的方法 ,统计了真实测微观结构的WC平均晶粒尺寸及其分布、WC晶粒长短径、形心位置、取向角、Co含量等参数值,其中晶粒长短径则根据提出的"椭圆等效"法进行统计;然后基于Auto CAD的二次开发将统计的实验测量值输入到参数化模型中并投放WC颗粒,利用自适应算法自动调整每次新投放的WC颗粒,从而建立了反映真实微观组织的参数化模型。结果表明:WC-Co硬质合金微观结构参数化模型的参数设计值与实验测得值基本吻合,反映了参数化模型的可靠性。     

热机械合金化合成WC-Co硬质合金研究

采用热机械合金化方法,通过W与C之间的原位反应制备了WC-Co硬质合金,研究了工艺参数对物相、组织和性能的影响。研究发现,通过热机械合金化合成的WC-Co硬质合金的组织结构呈细棒状,延长球磨时间或升高合成温度均能提高反应物的反应活性,从而促进中间产物Co3W3C亚稳相向WC稳态相转变,并使组织均匀、致密,但过高的合成温度会使细棒状WC晶粒有长大倾向;球磨时间主要影响体系合成反应的完全程度,而合成温度主要影响合成致密化过程,随球磨时间的延长和合成温度的升高,密度、硬度、抗弯强度逐渐提高。