微波烧结制备WC-TiC-Co硬质合金的组织和性能研究

以WC粉为基体,Co为粘结相,TiC颗粒为抑制剂,通过球磨、压制成型,微波烧结制备WC-TiC-Co硬质合金.结果表明,在1360℃微波烧结为液相烧结,Co与WC会发生反应生成η相(Co3W3C).随TiC含量升高,合金的晶粒逐渐变得均匀细小,合金的相对密度、硬度和抗弯强度均先升高后下降,硬度在0.5％TiC时达到最高值,相对密度和抗弯强度在1.0％TiC时达到最高值.     

一种特殊烧结技术对梯度结构硬质合金性能影响的研究

研究了分段烧结制备梯度结构硬质合金技术以及粘结剂含量对梯度硬质合金的力学性能、梯度结构的影响.测试了梯度硬质合金刀片的切削性能.结果表明,分段烧结技术能成功地制备梯度结构硬质合金,且随着钴含量增多,合金梯度层厚度增厚,梯度结构更明显;合金的强度与磁饱和提高.切削试验表明:具有梯度结构涂层硬质合金刀片的切削性能比无梯度结构涂层硬质合金刀片的切削性能更为优良.达到同一磨损高度VB=0.15mm时,前者的切削寿命较后者提高了近一倍.     

冷却速率对硬质合金梯度结构形成规律的影响

用一步烧结法制备了表面无立方相梯度结构硬质合金,为了解一步烧结梯度结构的形成阶段,探讨冷却速率对梯度结构厚度的影响,实验采用固定时间真空烧结,在1450℃烧结60min后,分别以0.5,1,2,10℃/min的速率冷却.实验结果表明,以上条件均形成了梯度结构组织,梯度结构厚度随着冷却速率的增加而逐渐减小,对应的梯度层厚度分别为58,47.5,31.5,28.7μm.梯度结构厚度与冷却速率(Rc)的指数(eRc)呈线性关系.研究结果揭示了梯度结构在梯度烧结温度和冷却过程两个阶段均能形成.梯度厚度受原子扩散控制.     

双相结构梯度硬质合金的研究现状

介绍了双相结构梯度硬质合金（ＤＰ合金）的性能与结构特点以国内外研究现状，指出在我国开展ＤＰ合金研究时，进行过程机理、强化机理和材料设计的理论基础研究是突破ＤＰ合金工艺的关键，生产出工艺可靠、质量稳定、成本合理的ＤＰ合金的重要途径。     

富Co-layers硬质合金表面渗氮处理微观结构和性能研究

采用两步法烧结工艺制备了表面富Co-layers硬质合金和表面富Ti基硬质相层硬质合金,对比研究了氮化处理前后硬质合金表面微观形貌、生成相和力学性能的差异。研究表明:真空条件下烧结可在试样表层生成约20μm厚的Co-layers,该层中不含立方碳化物相,微观结构分析发现试样表面呈现山丘形貌且具有金属亮银色光泽,可用于修复试样表面缺陷,如微观裂纹、孔洞等,并且改善硬质合金表面韧性和提高涂层与基体之间的界面结合强度。氮化处理可在合金表面原位生成富含细晶粒的TiN相层,层厚约1μm,微观结构分析发现该层呈金色或棕色,表面较为平整。通过性能对比分析发现渗氮虽然导致试样密度小幅降低,但是可显著改善晶粒尺寸分布不均和增加表层硬质相中的微应变,能够在提高表面硬度的同时依然保持较高韧性,同时可有效改善硬质合金的刀具耐磨性和使用寿命。     

真空脉冲渗氮研究

为提高真空热处理技术的应用，我所进行真空脉冲渗氮设备的研制及真空脉冲工艺的研究，研究表明，利用真空热处理技术，进行脉冲渗氮，使渗氮后工件表面脆性小，渗氮层均匀，而且无公害，同时模具的寿命提高1－2倍，并取得一定的经济效益。     

粘结相梯度结构硬质合金的研究现状

概述了国内外梯度结构硬质合金的发展,介绍了采用正碳烧结工艺制备WC-Co梯度结构硬质合金的工艺和梯度形成机理,并列举了粘结相梯度结构硬质合金的实际应用,展望了该合金的应用开发前景.     

表层富立方相功能梯度硬质合金的烧结工艺

本文对表层富立方相功能梯度硬质合金的三套烧结工艺进行了分析和对比。结果表明:烧结工艺的主要影响因素包括烧结温度、烧结时间及充气方式。在满足梯度层组织结构要求的前提下,应尽量降低烧结温度、缩短烧结时间,以防止晶粒粗化。气体在液相出现后充入,可加快反应速率且有利于消除孔隙。所制备的样品表面均生成了梯度层,其主要成分为富含Ti元素的立方相组织。根据分析结果,笔者对烧结工艺进行了重新设计。在液相温度进行气氛烧结后,控制降温曲线,在固相阶段进行保温烧结,以进一步增加梯度层厚度,同时对梯度层进行均匀化处理,消除内应力。     

功能梯度硬质合金和金属陶瓷材料研究的新进展

综述了国内外梯度硬质合金和金属陶瓷材料研究的进展情况,重点介绍了其粉末冶金制造方法、性能特征和典型应用开发。     

涂层梯度硬质合金的研究进展

主要综述了涂层梯度硬质合金的发展,对涂层梯度硬质合金基体的制备、基体涂层技术、基体表层碳含量的控制等进行了阐述.展望了梯度硬质合金的前景和发展方向.     

不锈钢低压真空渗氮组织与性能研究

本文以304奥氏体不锈钢样件为试验研究对象,在8h、400℃、不同气压条件下对样件进行了低压真空离子渗氮试验,研究分析了不同气压下低压真空离子渗氮组织与其性能(离子渗氮后的组织、渗氮层厚度、硬度、耐磨性)的变化,并得出了相应的结论。     

增强型有机—无机高分子烧结合金形成机理的研究

将超细高纯α－ＳｉＣ／短碳纤维／有机高分子复合，并在高纯氩气保护下高温烧结。获得了高性能的烧结型复合材料。通过透射电镜，扫描电镜和电子衍射，考察分析了该新型复合材料的形成机理，并通过“ＳｉＣ－Ｃ共烧结体”的概念给亚微观结构模型。用高温热失重曲线的表观自觉自愿化能谱分析了不同有机高分子在高温下与ＳｉＣ的相互作用机理。     

脉冲电流烧结机理研究

脉冲电流烧结(Pulse electric current sintering,PECS)是材料科学领域开发出的一种新型快速烧结技术,已广泛应用于金属与合金、结构陶瓷、氧化物超导体、复合材料、热电材料、高分子材料以及功能梯度材料的制备.本文在介绍脉冲电流烧结装置与研究进展的基础上,研究PECS烧结条件对氧化铝粉末致密化及显微结构的影响,以探讨脉冲电流烧结机理.     

非真空热压烧结Pb-Co阳极的电化学性能和微观结构

为制备一种低析氧电位、低腐蚀速率且低成本的Pb基合金阳极,采用非真空热压烧结工艺在温度分别为280,300℃和轴向压力为800 MPa的条件下制备了Pb-1%Co,Pb-2%Co和Pb-3%Co阳极材料,通过Tafel曲线、循环伏安曲线、交流阻抗和扫描电镜(SEM)等分析了这6种阳极材料极化48 h后的电化学性能和微观结构。结果表明:随着Co含量的增大,Pb-Co阳极的析氧电位降低,随烧结温度升高,Pb-Co阳极的析氧电位增大; Co含量相同时烧结温度为280℃制备的Pb-Co阳极比300℃制备的Pb-Co阳极具有较低的析氧过电位和更大的表观交流电流密度,说明烧结温度为280℃时更容易发生阳极反应;当Co含量增大到3%时,Pb-Co阳极极化48 h后表面会发生钝化反应;随着Co含量的增大,阳极极化48 h后的Pb-Co阳极膜晶粒尺寸减小,结构更加致密。     

放电等离子烧结中颈部形成机理探讨

放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,简称SPS)是一种新的固体压缩烧结技术,它具有升温速度快、烧结时间短、冷却速度快、外加压力和烧结气氛可控、节能环保等鲜明特点,成为材料发展和组织优化的有力工具.SPS在材料制备中的应用越来越广泛,但现阶段对SPS烧结过程的认识远未形成统一观点.SPS过程中颈部的形成是一个关键的阶段,影响到整个烧结过程.本文针对火花等离子烧结颈部的形成机理进行分析认为(1)在SPS烧结非金属材料过程中颈部的形成机理可能是塑性变形和蠕变;(2)导电材料烧结颈部形成过程中可能有火花放电现象发生,其主要机理可能是熔化和凝固、塑性变形、蠕变.同时,本文以纯铜为例,对其SPS烧结过程和结果进行了分析,对烧结过程中颈部的形成情况进行观察,并给出了解释.     

SiO2疏松体真空烧结致密化与透明化机理研究

采用化学气相沉积方法制备出低密度、无定形的SiO₂疏松体, 通过TG-DSC、SEM、TEM、XRD、压汞法、氮气吸附法和高温熔炼观测系统等方法研究了低密度SiO₂疏松体烧结过程宏观尺度和微观结构的演化规律。结果表明: 当烧结温度为1000 ℃, 疏松体开始收缩; 烧结温度升至1200 ℃, 宏观尺度收缩完成, 收缩比为30%。当烧结温度高于1200 ℃, SiO₂小微粒开始熔化; 随着温度升至1250 ℃, 固相疏松体与液相玻璃体之间有明显的过渡界限, 气孔由连通状逐渐演变为孤立、球形闭气孔; 随着温度继续升高, 闭气孔通过粘性流动传质作用进一步收缩; 当温度达到1500 ℃时气孔完全消除, 得到透明石英玻璃体。此外, 在整个烧结过程中, 疏松体物相组成始终保持无定形态。     

硬质合金烧结中的原位特征和工艺模拟的新方法

动力学分析是一种了解和改进硬质合金或其他硬质材料烧结工艺的新方法,它利用加热过程性能变化的实验结果来进行动力学判定,从中获得特殊机理的信息并优化时间-温度-气氛曲线.热分析法(TA)非常适合于分析WC-Co压坯热处理过程的复杂工艺特性.过去的几年,新的分析检验设备、同步技术和数据的分析得以发展,增进了对硬质材料烧结的了解,生产工艺得到了进一步优化.     

纳米晶WC-Co硬质合金的烧结

综述了国内外纳米晶WC-Co硬质合金烧结方法的研究进展,总结了纳米晶WC-Co硬质合金的烧结机理,分析了各烧结方法的特点,指出了制备纳米晶WC-Co硬质合金的研究趋势.