TiC添加对粗晶WC-10%Co硬质合金组织和性能的影响

选用WC、TiC为硬质相,Co为粘结相,通过湿磨、制粒、模压成形、压力烧结制备(90-x)%WC-x%TiC-10%Co(x=0, 3, 5)硬质合金。分析了TiC含量对粗晶WC-10%Co基硬质合金材料的微观组织结构、磁学性能和力学性能的影响。研究结果表明:三组硬质合金的微观组织结构取决于TiC的含量,添加TiC能起到细化晶粒的作用,在烧结过程中WC和TiC反应生成(Ti,W)C固溶体。随着TiC含量的增加,合金的钴磁、矫顽磁力和硬度均升高而断裂韧性下降。TiC含量为5%的WC-TiC-10%Co硬质合金的洛氏硬度(HRA)和断裂韧性分别为89.8和10.5 MPa·m~(1/2)。     

添加钌、锇、铼的烧结硬质合金

研究了用钌、铼和锇合金化的WC－Co烧结硬质合金的结构和物理力学性能。查明，合金元素可在粘结剂中生成Co(Ru,W,C）、Co(Re,W,C）和Co(Os,W,C）固溶体，其显微硬度和弹性模量均高于Co(W,C）合金固溶体。钌、铼和锇可降低钴相的堆垛层错能，并可促进钴的立方晶型向六方晶型的多晶转变，从而引起粘结相弥散强化。在WC－Co合金中加入钌、铼和锇可提高其硬度、抗弯强度和抗压以及屈服点。列举了用贵金属合金化的WC－Co硬质合金在加工中合金和高合金钢时成功应用的实例。     

研磨方式对YT5牌号硬质合金性能的影响

本文以YT5牌号为研究对象,通过对烧结后合金物理性能的检测及显微结构观察,研究了研磨方式对YT5牌号硬质合金的微观结构及其性能的影响。结果表明:在总球磨时间及其它工艺参数一致的情况下,只预磨(Ti,W)C固溶体有助于提高合金中(Ti,W)C相的分散性;当只预磨(Ti,W)C固溶体时,合金的(Ti,W)C相平均晶粒尺寸会随着预磨时间的增加而增大,合金的矫顽磁力、硬度会降低;当预磨WC及(Ti,W)C固溶体时,合金的(Ti,W)C相平均晶粒尺寸会随着预磨时间的增加而降低,合金的矫顽磁力、硬度会升高;预磨WC及(Ti,W)C固溶体会在一定程度上提高合金的矫顽磁力;研磨方式的改变对合金的强度、钴磁、孔隙度无明显影响。     

烧结温度对铁镍代钴硬质合金组织和性能的影响

采用传统粉末冶金工艺制备了WC+TiC+Ni+Fe硬质合金,研究了不同烧结温度对铁镍代钴硬质合金显微组织和性能的影响。结果表明:烧结温度为1 400～1 480℃时,合金组织正常,无石墨相和η相产生。试样的密度随烧结温度的上升而逐渐增加。在研究的烧结温度范围内,WC+TiC+Ni+Fe合金的硬度和抗弯强度值都是先升高,再缓慢降低。试验最佳烧结温度为1 440℃,材料的综合力学性能最好,硬度和抗弯强度值达到"双高",其值分别为91.6 HRA和1 720 MPa。并且此时合金的切削性能与传统的WC+TiC+Co合金相当。     

烧结工艺和Y_2O_3添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

以TiC、TiN、Ni、Co等粉末为主要原料,以稀土Y2O3为添加剂,采用无压烧结技术制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究烧结工艺和稀土Y2O3添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着温度的升高,TiC、TiN、WC、Cr3C2、Mo等相逐渐消失,向硬质芯相扩散发生固溶,经溶解-析出过程,最终形成新的Ti(C,N)硬质相和(Cr,W,Mo,Ti)(C,N)固溶体环形相,黏结金属Ni和Co主要以Ni相、TiCo和Co3W3C中间相的形式存在;稀土Y2O3的添加未改变Ti(C,N)基金属陶瓷烧结过程中的相结构演变过程,材料的显微硬度、抗弯强度和断裂韧性均随Y2O3添加量的增加呈先增加后降低的趋势,当Y2O3的加入量为0.8%(质量分数)时,Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能最佳,样品的显微硬度、抗弯强度和断裂韧性相比1450℃烧结50 min样品的分别提高了7.9%、45.8%和6.1%。     

微波烧结超细WC-8Co硬质合金中的脱碳及其改进(英文)

通过微波烧结技术制备超细WC-Co硬质合金。烧结过程中在试样的表层形成脱碳相W3Co3C。在混料过程中添加炭黑,研究碳含量与合金力学性能之间的关系。结果表明:当碳含量为0.45%时,合金的硬度和断裂强度达到最大值,分别为HRA93.2和3396MPa。SEM观察发现在微波烧结超细硬质合金过程中,WC晶粒的长大主要为初期的合并长大。     

立方相对超细晶梯度硬质合金微观组织的影响

以超细WC粉末为原料,采用低压预烧结和梯度烧结两步法制备了超细晶梯度硬质合金。通过添加不同的立方相,研究了立方相对超细晶梯度硬质合金组织和性能的影响。结果表明,仅添加Ti(C,N)可以形成较厚的梯度层,但梯度烧结后WC晶粒尺寸有较大的增长。(W,Ti)C和(Nb,Ta)C的加入不利于较厚梯度层的形成,但在梯度烧结过程中可以抑制WC晶粒的生长。添加(Ti,W)C的合金在梯度烧结后出现了少量尺寸大于1 μm的WC晶粒,(Ta,Nb)C的加入可以很好的抑制合金中芯环结构立方相的形成。     

碳含量对缺碳硬质合金组织和性能的影响

通过配制不同碳含量的WC-6Co缺碳硬质合金,采用X射线衍射、光学金相、显微硬度、钴磁和TRS等分析方法,对比研究碳含量对低压烧结缺碳硬质合金的显微组织和性能的影响。结果表明:碳含量影响合金中η相的类型、含量、分布、WC的形状以及合金的性能;Co3W3C相出现在缺碳程度相对较小的合金中,其含量随碳含量的增加而增大,而Co6W6C相与之相反;合金中的η相总量随碳含量的增大而减少;随着缺碳程度的增加,合金中η相的分散均匀性变差,并且η相趋向于成大块状;WC大多呈现多角特征;合金的密度和维氏硬度随着碳含量的增加,先大幅度增加后缓慢减小,碳含量为5.2%(质量分数)时均出现最大值,合金的钴磁和横向断裂强度随着碳含量的增加而增加。     

立方相对超细晶梯度硬质合金组织和性能的影响

以超细WC粉末为原料,采用低压预烧结和梯度烧结两步法制备了超细晶梯度硬质合金。通过添加不同的立方相,研究了立方相对超细晶梯度硬质合金组织和性能的影响。结果表明,仅添加Ti(C,N)可以形成较厚的梯度层,但梯度烧结后WC晶粒尺寸有较大的增长。(W,Ti)C和(Nb,Ta)C的加入不利于较厚梯度层的形成,但在梯度烧结过程中可以抑制WC晶粒的生长。添加(Ti,W)C的合金在梯度烧结后出现了少量尺寸大于1μm的WC晶粒,(Ta,Nb)C的加入可以很好地抑制合金中芯环结构立方相的形成。     

真空-压力两步烧结制备的表层脱立方相梯度硬质合金的组织与性能

本文通过真空-压力两步烧结制备了脱立方相梯度硬质合金,并对材料的组织和性能做了研究。研究发现,相比于一步真空烧结制备的脱立方相梯度硬质合金,真空-压力两步烧结制备的梯度硬质合金脱立方相层更厚,合金内部的立方相晶粒尺寸更大。梯度硬质合金脱立方相层中的平均WC晶粒尺寸比内部的更大,这与脱立方相层中Co含量更高以及内部含Ti立方相的存在有关。梯度硬质合金中过渡层的微观硬度高于合金内部,而脱立方相层的硬度最低,微观硬度变化与Co、Ti等元素含量变化紧密相关。压力烧结对表面脱立方相层的致密化作用明显,使得脱立方相层的孔隙减少,梯度合金相对密度达到99.6%。脱立方相层厚度增加和孔隙缺陷减少促进了梯度硬质合金横向断裂强度的提高。     

WC含量对TiC-Ni-Mo系硬质合金组织与性能的影响

在Ti C-Ni-Mo系硬质合金中添加了5%、10%、15%和20%(质量分数,下同)WC。测定了WC含量不同的Ti C-Ni-Mo系硬质合金的显微组织和力学性能,以揭示WC含量对该硬质合金组织和性能的影响。结果表明,WC溶解于Ti C,形成了包裹着Ti C的环形Ti(WC,Mo)C固溶体;一定范围内的WC添加量使合金强度提高,而过量的WC添加使硬质合金产生更多孔隙,导致强度降低。含15%WC的Ti C-Ni-Mo硬质合金抗弯强度和硬度最高,分别为858.8 MPa和89.4 HRA。     

超细晶WC-10Co-VC-NbC硬质合金的组织与性能

通过球磨与真空烧结方法,制备了含VC与NbC的超细晶WC-10Co硬质合金.采用X射线衍射、扫描电镜和硬度及断裂韧性测试,研究了微量VC与NbC对超细晶WC-10Co硬质合金的组织与性能影响.结果表明,添加微量VC与NbC,能明显提高基体合金的硬度与断裂韧性,降低硬质合金中WC晶粒的长大,WC的平均晶粒尺寸从673 nm降低至430 nm.同时也减少了烧结过程中Co3W3C相的形成.     

TaC含量对WC-9Co粗晶硬质合金显微组织和力学性能的影响（英文）

采用热等静压烧结和气淬工艺制备6种不同TaC含量的WC-9Co粗晶硬质合金。利用扫描电镜,能谱仪、X射线衍射等方法研究TaC含量对WC-9Co粗晶硬质合金显微组织、Co中Ta和W含量的影响,并对合金的力学性能进行测试和比较。结果表明:当TaC添加量为0.4%时,WC晶粒生长被明显抑制,WC-9Co的硬度和强度达到最大值,分别为HV 1124和2466 MPa。当TaC添加量超过0.6%时,WC晶粒不再进一步减小,合金显微组织中出现(W,Ta)C相;而且随着TaC含量的增加,合金的强度和韧性提高,同时Co中的(Ta+W)含量下降。这表明,对于具有正常WC+γ组织的粗晶WC-TaC-9Co合金,降低Co中的(Ta+W)含量有利于提高其力学性能。     

烧结气氛对Ti(CN)基金属陶瓷组织和性能的影响

用X射线衍射、背散射扫描电镜及能谱仪等分析手段研究了烧结气氛(真空、N2、Ar)对不同成分TiC基和Ti(CN)基金属陶瓷合金显微组织和性能的影响.金属陶瓷在N2和Ar中烧结后,合金碳含量比在真空中烧结的碳含量低0.5%左右;在N2中烧结后,合金的氮含量提高了0.5%左右.环状结构心部可以是以钨等重金属元素为主要成分的碳化物,也可以是以钛为主要成分的碳化物和碳氮化物.环状结构为金属元素含量和分布不同的(Ti,W,Ta,Mo,Co,Ni)(C,N)固溶体,粘结相是与Ti,W,Ta,Mo,C,N等元素有不同溶解度的钴镍固溶体.真空烧结后组织结构比较均匀,合金的性能最好.在Ar、N2中烧结后,气氛中的氧和氮参加烧结反应,影响合金成分碳氮平衡,在合金表面形成壳层结构,产生表面缺陷,合金的密度、显微硬度、抗弯强度均有比较大的降低;N2气氛影响更大.     

含WB烧结硬质合金的组织结构和性能研究

将不同含量的WB粉末添加到传统成分的WC-Co粉末中,利用低压烧结技术制备了系列含WB的WC-Co型硬质合金,并对其物相组成、组织结构和力学性能进行了系统表征分析。研究发现,在低压烧结过程中WB与Co发生反应,生成了具有超高硬度的WCoB相,由此降低了粘结相Co对WC晶粒的隔离,增加了WC晶粒间的接触度,引起合金韧性下降。添加WB制备的硬质合金材料其摩擦系数更低,随WB添加量的增加,硬度和耐磨性明显提高,当WB添加量为30%(质量分数)时,制备的硬质合金材料的硬度达到19 000 MPa,其磨损速率仅为传统WC-Co硬质合金1/10。然而,添加WB的WC-Co合金的断裂韧性约为传统WC-Co硬质合金的83%~91%。     

硬质合金的成分对其高温抗氧化性和高温硬度的影响

在金属切削加工中，硬质合金刀具材料在高温下会发生氧化反应，硬度显著下降，严重影响着硬质合金刀具的服役性能。本文采用传统粉末冶金工艺，制备WCCo基硬质合金，研究了钴含量、WC晶粒度、TaC/NbC/TiC添加剂对硬质合金的高温抗氧化性和高温硬度的影响。结果表明：增加钴含量，硬质合金的高温抗氧化性提升，高温硬度显著升高；减小WC晶粒度，硬质合金的高温抗氧化性提升，高温硬度显著降低；与WC-Co硬质合金相比，添加TaC对硬质合金的高温抗氧化性无明显影响，添加NbC会降低硬质合金的高温抗氧化性，而添加TiC可以明显提高硬质合金的高温抗氧化性；添加TaC、NbC、TiC，均能显著提高硬质合金的高温硬度。     

合金组成对TiC基金属陶瓷组织和性能影响的研究

对TiC基金属陶瓷合金(TiC-WC-Ni-Co-Mo-Cr3C2)成分变化对组织结构、力学性能的影响进行了研究.结果表明:影响合金性能最大的合金成分是钼,其次是镍、钴的相对含量,硬质相成分变化影响不大.加入Mo,在硬质相外缘可以形成固溶体(Ti,Mo,W)C环形相结构,有利于提高液相对固相的润湿性,有利于烧结致密化和改善合金的力学性能,还可以降低孔隙率和细化晶粒,有利于合金硬度的提高,但环形相的厚度随Mo含量增加而变厚,这会对合金的强度带来不利的影响.     

淬火回火热处理对WC-25%Co硬质合金组织与性能的影响

本文选用钴含量25%的WC-Co硬质合金,在1 250℃,真空条件下,对合金进行淬火,并于500℃回火,研究了淬火回火热处理对WC-25%Co硬质合金组织与性能的影响。研究结果表明,经1 250℃真空淬火并于500℃回火后,合金粘结相Co中面心立方结构α-Co的含量趋近于100%,WC平均晶粒尺寸保持不变,而WC晶粒邻接度明显减小,粘结相Co中固溶的W原子数量显著提高,裂纹的萌生和扩展受到抑制,合金的韧性获得改善。热处理后合金的矫顽磁力值和钴磁降低,合金中出现了明显的细小孔洞,其密度和硬度略微降低,但是合金抗弯强度由3 300 MPa提高至3 500 MPa。     

WC-Co硬质合金的相转变

用高温 X射线衍射装置对低碳 WC- 2 0 Co合金混合料进行了从室温到130 0℃连续升温过程的动态相转变研究。结果表明 ,以低碳 WC粉为原料的 WC- Co系合金在真空烧结升温过程中是通过钨和碳原子的扩散作用消耗原料中的游离态钴和WC(90 0℃以下是 W2 C和单质钨 )进行的脱碳型不平衡相转变。除 90 0℃以下由原料中的 W2 C(和单质钨 )及游离态钴生成η1 相外 ,10 0 0℃以上升温过程中生成的高温相η化合物和金属间化合物与原料中固有的 W2 C(和单质钨 )含量无关 ,也与钴的同素异构相变无关。烧结降温期间高温相通过增碳作用平衡转变成游离态钴和 WC,室温合金中的η1 相含量完全取决于原料中 W2 C(和单质钨 )的含量     

cBN-WC-12Co硬质合金的SPS制备及强化机理研究

采用放电等离子体烧结(SPS)技术制备出cBN-WC-12Co硬质合金,分析了cBN的热稳定性,研究了cBN添加量和烧结温度对合金硬度和致密度的影响,并讨论了cBN强化机理。结果表明:cBN的热稳定性温度为1355℃,cBN-WC-12Co合金的烧结致密化最低温度在1150℃左右,当烧结温度为1250℃,cBN保持了较好的热稳定性,不发生相变;在相同烧结温度下,cBN-WC-12Co合金致密性均要好于WC-12Co合金;1150℃时合金C15的致密度和硬度(HV10)均达到最大值,分别为99.7%和19 970 MPa;当cBN含量低于15 vol%时,在一定程度上,cBN含量的增加有利于抑制合金中WC晶粒长大,并通过WC晶粒的毛细吸附促进合金致密化;合金中的cBN可以阻止裂纹等缺陷进一步扩展,有利于改善合金力学性能。