含碳量对WC-13Co硬质合金组织和性能的影响

采用粉末冶金方法制备了不同碳含量的WC-13Co细晶粒硬质合金。采用X射线衍射、SEM、自动钴磁仪、矫顽磁力测量仪等分析方法,研究了含碳量对细晶粒WC-13Co硬质合金表面组织及性能的影响。结果表明,随着含碳量的增加,合金中石墨相逐渐增多,WC颗粒长大;烧结后含0.2%C的WC-13Co硬质合金只存在(WC+γ)相,抗弯强度达到最大值3 730 MPa,断口中存在很多韧窝;随着碳含量的增加,合金的硬度下降,矫顽磁力降低,而磁性钴含量不断升高,但均小于原始钴含量。     

球磨时间对WC-7%Co-3%Ni硬质合金组织和性能的影响

以WC-7%Co-3%Ni硬质合金为研究对象,WC-10%Co硬质合金为对比标样,研究球磨时间对WC-7%Co-3%Ni硬质合金的组织和性能的影响。研究表明,随着球磨时间的增加,WC-7%Co-3%Ni硬质合金的粘结相分布逐渐均匀,WC晶粒变细,钴磁降低,矫顽磁力升高,硬度升高,抗弯强度升高,断裂韧性降低。与WC-10%Co硬质合金相比,WC-7%Co-3%Ni硬质合金的WC晶粒更细,并且有较多"钝化态"的WC晶粒。在球磨22 h时,WC-7%Co-3%Ni硬质合金的硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为89.9 HRA、3 973 N/mm~2、13.41 kN/mm~(3/2),WC-10%Co硬质合金的分别为90.3 HRA、2 626 N/mm~2、12.77 kN/mm~(3/2),前者在抗弯强度和断裂韧性方面具有明显的优势。     

Cr_3C_2添加量对WC-12%Co超细硬质合金组织和性能的影响

为制备具有超高强度的硬质合金,以Cr_3C_2为抑制剂,使用超细WC粉末,配置不同Cr_3C_2含量的WC-12%Co混合料,以酒精为介质行星球磨48 h,干燥后压制成45 mm×6.5 mm×6.5 mm的试样,然后在低压烧结炉中1 430℃烧结成型。采用SEM、XRD、万能材料试验机、自动钴磁仪等研究了Cr_3C_2添加量对WC-12%Co超细硬质合金组织和性能的影响。结果表明:随着Cr_3C_2含量的增加,WC-12%Co合金平均晶粒尺寸减小,合金孔隙率增加且孔隙尺寸增大,硬度提高,比饱和磁化强度减小,矫顽磁力增大;合金抗弯强度提高。当Cr_3C_2添加量为0.6%时,合金抗弯强度达到4.3 GPa,继续添加Cr_3C_2,合金中出现缺碳相,抗弯强度急剧降低。     

碳含量对WC-Ni-Co-Cr硬质合金组织与性能的影响

本文采用经典硬质合金生产工艺制备粘结相含量15%和20%(质量分数)的WC-Ni-Co-Cr硬质合金,研究了碳量变化对WC-Ni-Co-Cr硬质合金组织与性能的影响。结果表明:WC-Ni-Co-Cr硬质合金组织结构的变化受合金碳含量的控制,渗碳合金,WC相平均晶粒尺寸增大。添加Cr3C2会对Co+Ni复合粘结相硬质合金两相区宽度范围产生影响,使两相区碳含量上限降低。WC-Ni-Co-Cr硬质合金的钴磁随着碳含量的增加,先增大后略微降低,在碳饱和区内出现峰值,与粘结相含量相当的WC-Co合金相比,WC-Ni-Co-Cr合金的钴磁大幅降低。合金的矫顽磁力和硬度均随着碳含量的增加,先增大后减小,其变化规律存在良好的相似性,粘结相含量15%的合金,其硬度和矫顽磁力值较粘结相含量20%的合金高。随着碳含量的升高,合金抗弯强度增加,当合金中出现石墨相后,抗弯强度急剧下降。在本实验条件下,粘结相含量为15%时,BCtot为-0.02%合金的综合力学性能最优;粘结相含量为20%时,BCtot为-0.08%合金的综合力学性能最优。     

Fe对凿岩用WC-Co硬质合金钎片性能的影响

本文研究了不同Fe含量对凿岩用WC-Co硬质合金钎片性能的影响,现场对比了有Fe与无Fe的WC-10%Co凿岩用硬质合金钎片的使用情况。结果表明:Fe对硬质合金矫顽磁力影响显著,随着Fe含量的增加,硬质合金的矫顽磁力、钴磁、硬度升高,WC晶粒度降低,密度、抗弯强度稍有下降。根据现场凿岩测试情况,确定了Fe在凿岩用WC-Co硬质合金钎片中的合理范围。     

原始WC粉末粒度组成对超细硬质合金组织及性能的影响

分别采用两种工艺制备的Fsss粒度相近的WC粉末为原料,在不同球磨时间下制备WC-10%Co-0.3%Cr_3C_2-0.5%TaC试样于1 450℃下烧结,对比两种合金的微观结构和常规性能。结果表明:采用粒度分布较窄、不含WC团聚颗粒的WC粉末为原料,经10 h球磨就能得到微观组织结构均匀的超细硬质合金;采用粒度分布较宽、含有大量WC团聚颗粒的WC粉末为原料,需要50 h球磨才能得到微观结构较为均匀的超细硬质合金,球磨时未被破碎的WC团聚颗粒烧结时会长大为WC晶粒团聚体,或者是粗大WC晶粒,会降低合金的抗弯强度值;原始粉末粒度组成对超细硬质合金的矫顽磁力、密度和硬度影响较小。     

基于钴、碳迁移动力的梯度硬质合金制备与材料特性研究

功能梯度硬质合金(FG WC-Co)与WC-Co相比能够提供优异的硬度和断裂韧性组合。基于液相Co从高Co含量向低Co含量、从高C含量向低C含量迁移的钴、碳迁移动力,本文设计了富碳高钴的WC-15%Co和贫碳低钴的WC-6%Co双层样品。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等分析手段,研究了双层硬质合金的微观结构与力学性能。结果表明双层样品中Co相从富碳高钴层向贫碳低钴层迁移形成梯度结构,并且两层间C含量差别越小,Co浓度梯度越大;高钴层中WC晶粒尺寸比低钴层的大,并且两层间C含量差别越小,WC晶粒尺寸差别越大;随着两层间C含量差别减小,矫顽磁力(Hc)减小,钴磁(Com)增加;硬度从1 260 HV至1 408 HV逐渐升高,从WC-15%Co面加压测的抗弯强度2 612 MPa高于从WC-6%Co面加压测的抗弯强度2 388 MPa。     

Ni含量对粗晶WC-Co-Ni硬质合金组织和性能的影响

以WC-10%(Co+Ni)硬质合金为研究对象,在相同含量的Co+Ni粘结相中采用不同的钴镍比来研究Ni含量对WC-Co-Ni硬质合金组织和性能的影响。结果表明随Co+Ni粘结相中的镍含量的增加,合金中显微组织结构中的粘结相的分布均匀性变差;WC晶粒的尺寸和圆度增大。合金的强度性能结果表明WC-(Co+Ni)硬质合金在粘结相质量分数为60%Co-40%Ni时抗弯强度出现最大值;随Ni含量的增加,WC-(Co+Ni)硬质合金的硬度值相差不大,但呈下降趋势;合金的密度几乎没有变化;合金的钴磁降低,磁力呈现先增后降。     

烧结工艺对超细WC-6%Co-0.6%(VC/Cr_3C_2/TaC)硬质合金性能的影响

硬质合金的性能随烧结工艺的不同而会发生变化,本文在1 380℃,经真空烧结和压力烧结(4 MPa)制备超细WC-6%Co-0.6%(VC/Cr3C2/TaC)(质量分数)硬质合金,分别采用SEM分析、XRD检测、钴磁检测、矫顽磁力检测、洛氏硬度检测、抗弯强度检测等方法,对比研究了真空烧结和压力烧结对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:与真空烧结相比,压力烧结提高了合金的相对密度,降低了孔隙度,从而提高了合金的综合性能。本次实验中,压力烧结条件下制备的合金相对密度为99.4%,孔隙度为A02B00,硬度为93.8 HRA,TRS为1 830 MPa。     

真空烧结金属陶瓷磁学性能的研究

用背散射电子像、钴磁仪、矫顽磁力计、化学分析等手段研究了真空烧结金属陶瓷合金的成分、晶格常数与其钴磁及矫顽磁力的关系。试验结果表明:金属陶瓷合金的钴磁和矫顽磁力随着合金中碳、氮、氧总含量的增加而增大;金属陶瓷的钴磁和矫顽磁力具有很强的正相关性。钴磁能用来表征金属陶瓷合金中碳、氮和氧总量的变化;矫顽磁力不能作为评价金属陶瓷硬质相颗粒大小的判据。碳、氮、氧总含量较低时,金属陶瓷合金没有磁性。     

球磨时间对WC-6％Ni硬质合金微观结构及性能的影响

以WC-6％Ni硬质合金为研究对象,采用不同球磨时间制备了5组合金试样,通过对烧结后合金磁、力学性能的检测及显微结构观察,分析研究了球磨时间对WC-6％Ni硬质合金的微观结构及其性能的影响.结果表明:球磨时间对WC-6％Ni硬质合金的微观结构和性能影响明显,过短的球磨时间导致合金中存在粗大WC晶粒,适当延长球磨时间可使WC晶粒得到细化并获得微观结构均匀的合金,但过长的球磨时间则会导致合金中粗WC晶粒的再次出现.随着球磨时间的增加,抗弯强度、硬度、矫顽磁力均随之经历先上升到峰值后下降的过程;而球磨时间对WC-6％Ni合金的密度影响很小.当球磨时间为36 h时,WC-6％Ni硬质合金具有最小的WC平均晶粒度和相对均匀的微观结构,合金抗弯强度、硬度及矫顽磁力出现峰值,分别为2 250 MPa、89.4 HRA、4.9 kA/m.     

Cr3C2含量对模具用亚微米晶WC-10％Co硬质合金性能的影响

本文研究了不同Cr3C2含量对亚微米晶WC-10％Co硬质合金力学性能和磨削性能的影响.结果 表明:随着Cr3C2含量的增加,合金硬度、抗弯强度先增大后减小,矫顽磁力增加,断裂韧性及密度降低;当Cr3C2含量达到0.6％(质量分数,下同)时,抗弯强度达到3975 N/mm2,硬度HRA达到91.8,密度达到14.38 ...     

混合稀土氧化物与再生WC-Co粉制备YG8硬质合金的研究

以混合稀土和再生WC-Co粉混合制备YG8硬质合金为研究对象,对合金性能和组织进行检测。结果表明:混合稀土的加入对合金样品的密度和硬度无影响,对合金的矫顽磁力、钴磁和抗弯强度产生一定的影响,但并不明显。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,其钴磁和抗弯强度等性能下降严重,而且组织中出现明显的脱碳现象。     

稀土Y_2O_3对WC-6%Co超细硬质合金组织及性能的影响

本文研究了在复合抑制剂(Cr3C2/VC/TaC)组成及含量不变的基础上,添加不同量Y2O3对WC-6%Co超细硬质合金的组织结构、磁性能及力学性能的影响。通过XRD以及性能测试,研究发现:在WC-6%Co超细硬质合金中添加Y2O3,能起到细化晶粒的效果,当添加0.2%Y2O3时,合金的晶粒最细,致密度最好,WC晶粒分布均匀;Y2O3会影响WC-6%Co超细硬质合金的磁性能,随着Y2O3含量的增加,合金的矫顽磁力增加,磁饱和强度略有降低,Y2O3能有效的改善合金的机械性能,特别是其抗弯强度。结果表明,当抑制剂配方为0.8%(Cr3C2/VC/TaC)+0.2%Y2O3时,制备的WC-6%Co超细硬质合金的机械性能具有最佳值,硬度达到94.1 HRA,抗弯强度1 770 MPa。     

低压烧结温度对YG15粗晶硬质合金性能的影响

采用低压烧结方法制备YG15粗晶硬质合金,研究了烧结温度对硬质合金组织和性能的影响,采用扫描电子显微镜观察硬质合金显微组织,固体密度测量组件测试合金致密度,采用洛氏硬度计、万能试验机、矫顽磁力计分别测试合金的洛氏硬度、抗弯强度和矫顽磁力。对不同烧结温度下的性能比较分析得出:YG15粗晶硬质合金的孔隙度A02B00C00,硬度86.0~88.1 HRA,抗弯强度3 018~3 426 MPa,矫顽磁力5.45~6.20 k A/m,1 360、1 375℃低压烧结时,合金的密度、硬度和抗弯强度都较高,而1 390、1 400℃低压烧结时性能下降,1 375℃是YG15粗晶硬质合金的最佳烧结温度。     

Cr_3C_2抑制剂含量对WC-8%Co-0.5%(VC/Cr_3C_2)超细硬质合金性能的影响

将Cr_3C_2晶粒长大抑制剂添加到WC-8%Co-0.5%(VC/Cr_3C_2)超细硬质合金中,通过对试样进行金相组织分析、SEM形貌观察、洛氏硬度(HRA)测试、三点抗弯强度测试和密度测量,研究了Cr_3C_2添加量对WC-8%Co-0.5%(VC/Cr_3C_2)超细硬质合金力学性能及组织结构的影响。结果表明,不同Cr_3C_2加入量的WC-8%Co-0.5%(VC/Cr_3C_2)合金试样均拥有细小均匀的微观组织,其硬度随着Cr_3C_2添加量的增多而不断增加;抗弯强度则先增加后减小,当Cr_3C_2添加量为0.1%时,试样抗弯强度达到峰值2450 MPa;试样密度则在Cr_3C_2添加量增加到0.3%时出现降低。     

无η相梯度WC-Co硬质合金的微观结构与性能

采用气氛烧结法制备了无η相梯度WC-Co硬质合金,并通过扫描电子显微镜观察渗碳处理前后样品的微观形貌和WC晶粒尺寸,X射线能谱仪测量Co含量的分布,X射线衍射仪分析样品的相结构,显微硬度计测量样品表面、心部的硬度,X射线应力仪测量样品烧结表面的残余应力,钴磁测量仪和矫顽磁力计测量样品的钴磁值、矫顽磁力,对梯度硬质合金的微观结构和性能进行了分析。结果表明,通过渗碳处理可以制备出无η相的梯度WC-Co硬质合金,WC晶粒有长大的趋势,但长大幅度较小;渗碳处理后合金钴磁值增大,矫顽磁力减小;梯度硬质合金的硬度呈梯度分布,表面硬度显著高于渗碳处理前的硬质合金的平均硬度;梯度硬质合金烧结表面的残余应力为压应力,残余应力数值低于渗碳处理前的硬质合金。     

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粒度、配碳量对WC-9%Ni硬质合金组织与性能的影响

采用Ni作为黏结相，通过粉末冶金工艺制备WC-9%Ni(质量分数)硬质合金，通过光学显微镜、硬度仪、X衍射分析仪等仪器，研究WC粒度、配碳量对WC-9%Ni硬质合金组织与性能的影响。结果表明：合金晶粒度受配碳量的影响较小，随WC粒度增大而增大；合金硬度随配碳量增加而降低，随WC粒度增大而降低。费氏粒度1.78μm的WC与费氏粒度2.4μm的WC制备的合金洛氏硬度最高分别为88.6HRA、87.5HRA，维氏硬度HV₃₀最高分别为11.9、11.0 GPa。合金矫顽磁力与比饱和磁化强度极低，合金断裂韧性随配碳量的增加而降低，随WC粒度增加而增加，抗弯强度受配碳量影响较小，随WC粒度增加而降低。     

碳含量对Ti(CN)基金属陶瓷力学性能的影响

研究了Ti(CN)基金属陶瓷的碳含量对其物理力学性能的影响。结果表明 ,在一定范围内 ,随着碳含量的减少 ,Ti(CN)基金属陶瓷的矫顽磁力、钴磁和硬度降低 ;而抗弯强度则明显增高。