烧结压力对WC-12%Co粗晶硬质合金组织及性能的影响

研究了不同烧结压力对WC-12%Co粗晶硬质合金金相组织结构及物理力学性能的影响。结果表明:合金能够在较低的烧结压力下达到高度致密化,随着烧结压力增加,合金的三项性能没有明显的变化;当烧结压力为2 MPa左右时,合金的抗弯强度和冲击韧性最高,且具有良好的综合性能。     

添加不同抑制剂对细晶WC-6Co硬质合金组织和性能的影响

本文系统研究了添加不同配比的VC、Cr3C2、(Ta、Nb)C、TiC晶粒长大抑制剂对细晶WC-6Co硬质合金显微组织和性能的影响.研究结果表明,添加0.2％VC或0.2％VC与Cr3C2、(Ta、Nb)C、TiC抑制剂结合均可不同程度地细化合金晶粒,但由于这些抑制剂对Co相润湿性、流动性影响不同,导致合金的孔隙度也有所不同.在本试验条件下,在WC-6Co中加入0.2％VC对细化合金晶粒和降低孔隙度的效果最佳,使晶粒细化到0.5μm左右,因而其合金综合性能最好,洛氏硬度达93.1、抗弯强度1605 MPa、冲击韧性2.45 J/cm2、断裂韧性13.71 MPa ·m1/2.     

碳含量对WC-3Co-3Ni粗晶硬质合金组织和性能的影响

为探究碳含量对Co-Ni复合粘结相粗晶硬质合金组织与性能的影响,采用光学显微镜、洛氏硬度计、矫顽磁力计和钴磁测量仪研究了不同碳含量下WC-3Co-3Ni粗晶硬质合金组织结构与性能的变化规律.结果表明:随着球磨时间增加,合金的矫顽磁力增加,在球磨22 h时矫顽磁力达到最大值.随着碳含量增加,WC晶粒形貌表现为棱角更加分明...     

成形工艺对WC-6Ni细晶硬质合金烧结致密度及组织缺陷的影响

分别采用模压成形、冷等静压成形以及模压+冷等静压成形工艺制备WC-6Ni硬质合金,主要讨论了不同的成形工艺对WC-6Ni硬质合金物相组成、物理性能及显微组织的影响。结果表明:采用模压+冷等静压成形工艺制备的WC-6Ni压坯在烧结温度为1 410℃、保温时间1h的条件下,可获得致密度高达98%、HV硬度达到1 457的WC-6Ni细晶硬质合金,该合金显微组织分布均匀,样品表面无空隙及Ni池等缺陷。     

碳含量对WC-9Ni-1Cr细晶硬质合金组织结构及性能的影响

通过添加W粉或C粉调整WC原料粉末的总碳含量(质量分数)为6.04%~6.16%,采用低压烧结法制备WC-9Ni-1Cr细晶硬质合金。采用光学金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜等,研究碳含量对WC-9Ni-1Cr细晶硬质合金组织结构及性能的影响。结果表明:在WC-Ni系合金中添加适量的Cr元素,得到无磁WC-Ni硬质合金,并且其无磁特性不随合金中碳含量的变化而发生转变。WC粉末的总碳含量为6.04%~6.16%时WC-9Ni-1Cr细晶硬质合金为二相区的正常组织,只存在WC相和Ni相,没有石墨夹杂或η相;而且在此二相区范围内WC的碳含量变化对WC-9Ni-1Cr细晶硬质合金的耐腐蚀性没有明显影响。随WC粉末的碳含量增加,合金硬度(HRA)与密度都逐渐降低,但降低幅度较小,而合金的抗弯强度逐渐提高。碳含量由6.04%增加至6.16%时,抗弯强度由2 250 MPa提高到2 850 MPa,提高26.6%。     

新型含片状晶WC-10%Co硬质合金的制备及其性能研究

通过球磨诱导生成薄片状W晶源,再引入超细黄钨(纳米W源)、碳黑(活性碳源)、钴及适量晶粒长大抑制剂(Cr_3C_2)高效球磨生成含片状晶W/Co/C复合粉末,于低压真空烧结炉中在1410℃的温度下一次碳化烧结制备了片状晶强化新型结构WC-10%Co(质量分数,下同)硬质合金,研究了20%片状W的引入对WC-10%Co硬质合金显微组织结构和性能的影响。通过比表面测定仪和费氏粒度仪测定了粉体的比表面和粒度,用扫描电镜(SEM)观察了粉末的形貌和烧结体的显微组织结构,按硬质合金性能测试标准对WC-Co烧结体的物理和力学性能进行了测定。结果表明,碳辅助氢还原球磨诱导生成含片状晶W/Co/C复合粉末,经一次碳化烧结可制备出显微组织结构明显不同于普通合金的含片状晶新型结构WC-Co硬质合金;20%片状W粉末的引入致使合金整体晶粒尺寸偏粗,矫顽磁力偏低,但其片状晶和超细晶粒均布的组织结构,不仅能有效提高合金的硬度,还能改善合金的断裂韧性。     

Ce和Y对YG6硬质合金组织及性能的影响

以白钨为原料,采用常规硬质合金烧结工艺制备了稀土WC-6%Co硬质合金,通过XRD、SEM以及性能测试等方法研究了稀土对合金组织结构、磁性能及力学性能的影响。结果表明,添加0.12%(质量分数)Ce或Y有利于Co相分布均匀且提高了α-Co相的比例,Ce-YG6和Y-YG6合金钴磁分别达到了5.28%和5.35%;YG6合金晶粒得到细化,Y-YG6合金平均晶粒尺寸为0.92μm;Y-YG6合金的硬度、抗弯强度和断裂韧性分别达到了HRA92.5、2610 MPa和13.26 MPa·m~(1/2),分别提高了1.65%、50.61%和11.24%;稀土YG6硬质合金的矫顽磁力最大增幅达24.14%;稀土与合金中的Ca、Si、S和O等杂质元素反应形成的化合物起到净化晶界和相界的作用;添加稀土后,白钨制备的YG6合金性能优于黑钨制备的YG6合金性能。     

低压烧结温度对WC-8%Co硬质合金性能影响的研究

研究了WC-8%Co硬质合金在5 MPa的压力下,烧结温度分别为1 360、1 405、1 460℃,保温90min后的金相结构及各项物理力学性能。实验结果表明:随着烧结温度的提高,三组合金样品的硬度依次降低,密度、抗弯强度、断裂韧性依次升高,冲击韧性先升高后降低,三组合金样品中粗大晶粒逐渐增多,并且呈板状。     

添加TaC和Y2O3对超细YG6硬质合金组织及性能的影响

研究了在不改变原有晶粒长大复合抑制剂Cr3C2/VC组成及含量基础上,再添加不同量TaC和Y2O3对YG6超细硬质合金力学组织和性能的影响.结果表明,TaC能明显抑制YG6合金晶粒的长大;添加0.1％TaC并在1 380℃下加压烧结制备的YG6合金,其致密度、硬度、抗弯强度均达到最大值,分别为99.88％、HRA 93.8和1 800 MPa.添加0.1 ％Y2O3也可抑制YG6合金晶粒的长大,但对合金其他方面的影响不明显.     

Mo添加对WC-6Co硬质合金组织性能的影响

通过SPS工艺制备了不同Mo含量的WC-6Co硬质合金,并采用XRD、SEM和摩擦磨损机分析了合金的物相组成、微观组织及力学性能,借助动电位极化曲线分析了合金的电化学腐蚀行为,从而研究Mo对合金微观组织、硬度、耐磨性及耐腐蚀性的影响。结果表明:添加Mo元素能够有效抑制WC晶粒的长大,利于提升合金硬度,但随着Mo含量的升高,合金致密度持续减小,其硬度先升高后降低,耐磨性能下降。Mo能有效增强硬质合金在酸性溶液中的耐腐蚀性;合金更容易受到盐酸的腐蚀,但SO₄^2-对合金的腐蚀作用比Cl^-强,合金在硫酸中的腐蚀电流密度更大,腐蚀速率更快。     

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。     

Mo对WC-(8Co,2Ni)硬质合金组织与性能的影响

采用化学包覆法制备WC-(8Co,2Ni)-x Mo (x为质量分数,%。x=0,0.5,1.0,1.5)复合粉末,真空烧结后得到含Mo的WC-(8Co,2Ni)硬质合金。研究前驱体和复合粉末的微观形貌和物相组成,分析Mo对WC-(8Co,2Ni)硬质合金显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,WC-(8Co,2Ni)-x Mo复合粉末中的Mo均匀分布在WC颗粒表面。WC-(8Co,2Ni)-x Mo硬质合金较致密,无明显孔洞,WC和黏结相无明显聚集。随Mo质量分数从0增加至1.5%,WC晶粒的平均尺寸从1.6μm减小至1.1μm。合金硬度(HRA)从87.3±0.1提高至88.3±0.2,抗弯强度从(2 890±27) MPa下降至(2 560±29) MPa。含Mo合金在腐蚀过程中生成低电导率的含Mo钝化膜,耐腐蚀性能明显提升。     

合金碳含量和烧结气氛对WC-6%Co超细硬质合金表面形貌及成分的影响

通过对WC-6%Co(质量分数)超细硬质合金烧结后的表面形貌进行扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析,分析和讨论造成合金表面麻点、呈灰黑色和出现黑斑的原因,得出合金碳含量和烧结气氛对合金表面贫钴和吸附杂质、富钴的影响机制,及该实验条件下造成合金表面形貌及成分差异的原因。合金碳含量比烧结气氛碳浓度低时,合金表面极易出现贫钴现象,同时表面会吸附烧结气氛中夹杂的C,O,Ca,S杂质元素;反之,会出现合金表面富钴现象,合金表面不会吸附O,Ca,S杂质元素。合金碳含量与烧结气氛碳浓度高低变化,而使合金表面既有富钴区、又有贫钴区时,合金表面有麻点或呈灰黑色;合金渗碳时,合金表面易有黑斑出现;合金表面富钴且一致时,合金具有正常金属光泽。     

石墨烯含量对WC-6Co硬质合金组织与性能的影响研究

采用分步真空球磨+热压烧结法,在WC-6Co硬质合金中添加不同含量的石墨烯,制备了新型硬质合金刀具材料,并对其进行物相组成、显微组织、力学性能和耐磨损性能的分析。结果表明,随石墨烯含量增加,新型硬质合金刀具材料的表面硬度、力学性能和耐磨损性能均先提高后下降。新型硬质合金刀具材料的石墨烯含量优选为2%,表面HV硬度达2 842;与商业WC-6Co硬质合金刀具材料相比,新型硬质合金刀具材料的横向断裂强度提高143%,磨损体积减小71%。     

Y_2O_3对WC-10Co硬质合金性能的影响

采用真空烧结工艺制备了WC-10Co硬质合金。研究了Y_2O_3添加量对WC-10Co硬质合金晶粒尺寸、力学性能、磁性能的影响。结果表明,添加Y_2O_3能使合金晶粒细化且颗粒尺寸更加均匀;Y_2O_3的加入可提高合金力学性能,当Y_2O_3添加量为0.4%时合金的力学性能最佳,合金硬度为94.5 HRA,抗弯强度为2 250 MPa;添加Y_2O_3能提升硬质合金的钴磁、矫顽磁力。     

复合添加Cr3C2/VC/TaC的WC-12%Co超细晶硬质合金的组织和性能研究

研究了复合添加不同含量的Cr₃C₂、VC、TaC三种晶粒长大抑制剂对WC-12%Co超细晶硬质合金组织及性能的影响。结果表明,与采用Cr₃C₂+VC组合晶粒长大抑制剂的合金相比,采用Cr₃C₂+VC+TaC组合晶粒长大抑制剂的合金的综合力学性能呈降低趋势,但导热性能更好。采用Cr₃C₂+VC+TaC组合晶粒长大抑制剂的合金的组织和力学性能取决于晶粒长大抑制剂的抑制效果,而不是其添加总量,优化三种抑制剂的配比是提升合金性能的关键。     

Cr3C2和VC复合抑制剂对超细WC-9%Co硬质合金制备及性能的影响

针对超细晶WC-Co硬质合金的制备,WC晶粒生长抑制剂的运用尤为重要。本研究采用粉末冶金方法制备了超细WC-9%Co硬质合金,研究了Cr₃C₂和VC复合抑制剂对超细WC-9%Co硬质合金制备、微结构及性能的影响。结果表明：随着复合抑制剂中VC的增加,即Cr₃C₂的减少,合金的晶粒尺寸、断裂韧性逐渐降低,矫顽磁力、钴磁逐渐升高,横向断裂强度则先增高后降低;同时,随着VC配比的增加到一定程度合金逐渐出现VC偏析现象。综合来看,WC-9%Co-0.5%Cr₃C₂-0.5%VC超细硬质合金表现出较优的综合物理性能(矫顽磁力38.9 kA/m、钴磁7.82%、密度14.44 cm³/g)、力学性能(洛氏硬度94.0 HRA、维氏硬度2 010 HV30、横向断裂强度4 691 MPa)。     

研磨体材质对WC-6％Co硬质合金显微组织及性能的影响

分别采用ZLT15牌号合金(WC-20％TiC-13％Co)和传统YG6X牌号合金(WC-6％Co)两种材质研磨体球磨混合料,并在其他工艺条件相同的情况下制备了WC-6％Co硬质合金试样.通过检测合金试样的矫顽磁力、比饱和磁化强度、横向断裂强度、维氏硬度和断裂韧性,分析其金相组织及WC晶粒度分布,并采用SEM-EDS分...     

粉末原料对SPS法制备WC-6Co硬质合金组织性能的影响

以不同形貌结构的WC-6Co复合粉和传统湿磨制备的WC-6Co混合粉为原料,通过放电等离子烧结制备出WC-6Co硬质合金,采用SEM、显微硬度计、密度仪、钴磁仪和矫顽磁力计等对硬质合金的微观组织、力学和物理性能进行了表征。分析结果表明:采用喷雾转化、低温煅烧、原位合成制备的球形复合粉为原料,经SPS法制备所得的WC-6Co硬质合金中残留有较多孔隙,合金密度仅为14.21g/cm~3,将球形复合粉湿磨48h后制备的合金密度略有提升,但硬度和韧性较低。分别采用喷雾转化、低温煅烧加短时球磨、原位合成制备的松散型WC-6Co复合粉和传统湿磨制备的WC-6Co混合粉为原料,经SPS法制备的合金微观组织均匀、合金孔隙减少,两组合金的密度分别增加至14.77、14.73g/cm~3;显微硬度分别增大至2 045、1 929kg/mm~2,韧性分别为8.76、9.29MPa/m~(1/2)。