Ti(C,N)含量对硬质合金脱β层的形成及其CVD涂层刀具切削性能的影响

本文通过改变原料中Ti(C,N)的含量(0.5%和1.5%)(质量分数,下同),采用一步烧结法制备了WC-Ti(C,N)-Nb C-Co脱β层硬质合金,并通过化学气相沉积(CVD)技术制备Ti N/MT-Ti CN/Al2O3涂层硬质合金,研究的目的是比较Ti(C,N)含量的微量变化对其脱β层硬质合金的微观组织和物理力学性能,以及其涂层刀具车削45#钢的使用寿命的影响。研究结果表明:在两种合金的表层均形成了脱β层,随着Ti(C,N)含量从0.5%增加至1.5%,脱β层厚度从11μm增加至35μm,另外,WC平均晶粒度从1.97μm减少至1.60μm;矫顽磁力HC和维氏硬度HV30提高,合金密度D和断裂韧性KIC降低。涂层刀片的切削试验结果表明:高Ti(C,N)含量制备的涂层刀片的耐磨性略微降低,而抗冲击性能明显提高。     

梯度结构硬质合金脱β层的检测

随着涂层技术在硬质合金领域的广泛应用,制备可防止涂层裂纹向基体扩展的具表面脱立方相碳化物(即β相)的梯度结构的硬质合金基体成为需要。研究表明~([1]),不同厚度的脱β层对硬质合金数控刀片涂层前后的抗弯强度和使用寿命有着很大的影响,那么检测脱β层分布及厚度具有重大意义。文中阐述了将金相检测与扫描电镜相结合的方法,将样品制成金相面进行检测脱β层的分布情况,利用扫描电镜的二次电子观察脱β层的形貌,用扫描电镜的背散射电子观测脱β层的厚度的方法。     

硬质合金晶粒度对其表面金刚石涂层的影响

采用热丝化学气相沉积法在不同晶粒度(0.4、0.6、1.0和2.0μm)的YG6硬质合金表面沉积硼掺杂金刚石涂层,通过扫描电镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪及洛氏硬度计对金刚石涂层的形貌、结构、成分、结合性能等进行分析,研究硬质合金晶粒度对金刚石涂层生长和结合性能的影响。结果表明,随硬质合金的晶粒度从0.4μm增大到2.0μm,金刚石的晶粒尺寸逐渐增大且均匀性更好,金刚石拉曼峰和石墨拉曼峰的峰强比(I_D/I_G)从4.74增加到6.53。膜基结合性能与涂层的内应力、金刚石的半峰宽之间都有较好的相关性,均受基体合金晶粒错配度的影响,涂层的内应力还受掺硼的影响。当硬质合金晶粒度为2.0μm时,金刚石涂层的I_D/I_G比值最大,为6.53;涂层的内应力最小,仅为1.588 GPa;膜基结合性能最优,在600 N压力下达到HF1级。     

一步烧结法制备梯度结构硬质合金的工艺研究

从降低生产成本的角度考虑,尝试在真空炉中采用一步烧结法制备梯度结构硬质合金。实验研究了烧结工艺参数对合金显微结构及密度的影响,结果表明:梯度结构硬质合金样品表层的WC晶粒大于富钴层及芯部区域;随着烧结温度升高,样品表层WC晶粒变粗,梯度结构硬质合金密度先增加后降低;延长烧结时间会显著增加样品表层两相区的厚度。本实验所制备的硬质合金梯度层厚度可达1 168μm,烧结时间越长,样品密度越低。     

Co含量对硬质合金梯度结构和性能的影响

采用分段烧结的试验工艺,通过改变原料中钴的含量来研究钴含量对硬质合金梯度结构和性能的影响。试验主要从钴含量对梯度烧结后、涂层后合金的机械性能、梯度结构的变化情况进行了探索,并研究了梯度硬质合金刀片的切削性能。试验表明,随着合金钴含量增多,合金梯度结构越明显,梯度层厚度增加;合金的强度与磁饱和提高,硬度、磁力和密度减小。同时随着合金钴含量增多,经涂层处理的硬质合金刀片的切削性能提高,达到同一磨损高度VB=0.12mm时,FGCC-Co-8刀片的切削寿命较FGCC-Co-6刀片提高了三分之一。     

梯度结构硬质合金涂层刀片切削性能研究

研究了梯度结构硬质合金涂层刀片和无梯度结构硬质合金涂层刀片的切削性能．并对不同钴含量梯度结构硬质合金刀片的切削性能进行了对比实验。实验表明：具有梯度结构硬质合金涂层刀片的切削性能比无梯度结构硬质合金涂层刀片的切削性能优良；达到同一磨损高度hB=0．15mm时，前者的切削寿命较后者提高了近一倍；同时随着合金钴含量增多，硬质合金刀片的切削性能提高。     

多层涂层工具的生产方法及应用领域三菱金属公司东京制作所

一、前言西德克虏伯公司于1969年1月以WC基硬质合金刀片为基体,用化学气相沉积法(CVD)涂复TiC,自从这种涂层刀片问市以来,对涂层工具,无论是硬质合金的表面硬质层还是基体都进行了许     

刀具用硬质合金刀片表面等离子渗氮涂层制备及其耐磨性能研究

在氮气气氛、高压条件下,利用等离子渗氮技术于刀具用硬质合金刀片表面制备氮化物涂层。利用X射线衍射仪(XRD)表征涂层物相,显微硬度计测试涂层显微硬度,扫描电镜(SEM)表征涂层表面及截面微观形貌。通过对比硬质合金试样和涂层试样的摩擦系数,衡量涂层耐磨性能;通过观察摩擦磨损实验后表面微观形貌,研究硬质合金和涂层试样的摩擦磨损机理。结果表明:涂层物相以TiN为主,层厚5μm左右;涂层与基体间紧密结合,无明显间隙与裂纹;硬质合金基体的摩擦系数在0.4左右,且出现较大波动,而涂层摩擦系数稳定在0.2左右。在硬质合金表面制备的等离子渗氮涂层可有效提高基体的耐磨性能。     

科技项目通过验收

国家科技支撑计划重点项目通过验收 科技部近日组织召开了国家科技支撑计划——“高效、高精度加工用硬质合金刀具关键技术及设备的开发”重点项目验收会。该项目由厦门市科技局负责组织实施,针对制约国内高效、高精度硬质合金刀具质量水平的关键技术瓶颈,开展了0．2—0．3μm超细晶硬质合金、涂层数控刀片用梯度硬质合金基体、小于等于1μm超细晶金刚石涂层刀具等硬质合金刀具及其所需的原料粉末等研究,开发了高性能硬质合金材料制造及关键技术与设备、刀具设计及制造和涂层技术。项目实现了高效、高精度硬质合金刀具国产化,促进了我国硬质合金刀具技术水平的提高。专家组已同意通过该项目的验收。     

烧结温度对不含氮原料制备的脱β层梯度硬质合金的影响

采用不含氮硬质合金原料,通过在梯度烧结工艺之前添加一步微压氮化烧结工艺制备脱β层梯度硬质合金;采用SEM观察合金表层的组织结构,图像分析工具测量脱β层的厚度。结果表明:在添加微压(氮气分压为0.5kPa)氮化烧结工艺的情况下,编号Co-8梯度硬质合金在1 420、1 450、1 480℃,1h的烧结工艺下形成脱β层的厚度分别为8、13、24μm;而编号Co-6梯度硬质合金在1 420℃时所形成的脱β层的厚度接近于零,在其他两种烧结温度下,所形成的脱β层的厚度也明显低于编号Co-8梯度硬质合金。与添加Ti(C,N)的原料相比,在相同的烧结工艺下,本文所采用的不含氮原料制备梯度硬质合金的脱β层厚度也明显降低。     

熔渗烧结钴浓度梯度对金刚石复合片力学性能的影响

研究了金刚石复合片超高压高温烧结钴相熔渗机理和钴浓度梯度对金刚石复合片力性能的影响。结果表明，组装方式不同导致液相钴向金刚石层渗透，引起硬质合金基体沿层界面向内出现明显的浓度梯度。对于基体中部置于高温区中心的组装方法得到的金刚石复合片，其层界面硬质合金侧的钴质量分数达到9.42%，远高于常规对装组装方式金刚石复合片的5.58%，抑制了硬质合金在层界面附近钴流失严重的现象，钴浓度梯度减小，该种组装方法得到的金刚石复合片抗冲击性能明显优于传统对装金刚石复合片。钴浓度梯度的差异没有影响金刚石复合片的耐磨性。     

TiN添加量对WC-TiC-TaNbC-10Co硬质合金组织结构及性能的影响

采用一步烧结法, 通过改变原材料中TiN的添加量研究其对硬质合金组织结构及性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析仪、X射线衍射分析仪、粗糙度测量仪、划痕测试仪等, 探究TiN添加量对WC-TiC-TaNbC-10Co硬质合金物理力学性能、微观组织结构、物相组成、表面形貌以及与涂层的结合力等性能的影响。结果表明: TiN添加量在0~1.6%范围内, 随着TiN添加量的增加, 合金的相对磁饱和强度和密度减小, 矫顽磁力增大、硬度和抗弯强度增大, 合金的脱β层厚度增加, 表面粗糙度先减小后增加, 与CVD涂层的结合力先增加后减小; 当TiN添加量为0.8%时, 合金与CVD涂层的结合力最好。      

Ti(C,N)含量和烧结温度对梯度硬质合金脱β层厚度的影响

以Ti(C,N)为N源,在脱氮气氛下烧结制备WC-TiC-Ti(C,N)-TaC-NbC-Co硬质合金,研究Ti(C,N)含量和烧结温度对脱β层厚度及合金微观组织与性能的影响。结果表明:随Ti(C,N)的质量分数从0.5%增加到1.5%,脱β层厚度持续增大。随烧结温度升高,脱β层厚度增大,增大的幅度随Ti(C,N)含量增加而增大。合金的密度、硬度和矫顽磁力不受Ti(C,N)含量的影响,但随烧结温度升高,合金的硬度降低、矫顽磁力变小、WC平均晶粒尺寸增大且直边化。脱β层中无明显的WC晶粒异常长大现象,脱β层厚度由Ti的扩散和N含量决定。     

梯度结构硬质合金的最新研究进展

梯度结构硬质合金通过赋予制品不同部位以不同的性能，可应用于传统均质硬质合金难以胜任的工程领域，满足现代工业和高新技术发展的需要。梯度结构硬质合金以其优异的性能复合和巨大的应用市场，已引起国内外材料学界的广泛关注，本文重点针对国内外梯度结构硬质合金的最新研究进展进行了简要综述。     

节钴型梯度硬质合金的研究

分析了梯度硬质合金国内外的研究现状，结合国内原材料的来源状况，在考虑节钴又不改变生产工艺的前提下，设计研究了一种铁、镍代钴与WC-Co复合而成的梯度功能材料。应用结果表明，效果良好，提高了产品的市场竞争力。     

硬质合金工业的进展(1)

介绍了当前世界硬质合金工业的现状及近十五年来的技术进展，估计现在全世界的硬质合金年产量约为33000t。比十年前增长了约10％，如果不考虑前苏联地区，世界其余地区的年增长率近十年约为2．4％，介绍了瑞典山特维克（Sandvik）公司，美国肯纳金属（Kennametal)公司，以色列依期卡（Iscar）公司及日本硬质合金工业概况，较为详细地介绍了近十五年来粉末原料制取工艺，超细硬质合金，梯度组织硬质合金，表面涂层工艺（CVD）和PVD），成形工艺及生产过程自动化等六方面工业生产的技术进展。     

硬质合金工业的进展(2)

介绍了当前世界硬质合金工业的现状及近十五年来的技术进展。估计现在全世界的硬质合金年产量约为33000t。比十年前增长了约10％。如果不考虑前苏联地区，世界其余地区的年增长率近十年约为2．4％。介绍了瑞典山特维克（Sandvik)公司，美国肯纳金属（Kennametal)公司，以色列依斯卡（Iscar)公司及日本硬质合金工业概况。较为详细地介绍了近十五年来粉末原料制取工艺，超细硬质合金，梯度组织硬质合金，表面涂层工艺（CVD和PVD），成形工艺及生产过程自动化第六方面工业生产的技术进展。     

新型纳米晶硬质合金的研究现状及发展趋势

纳米晶硬质合金以其优异的性能在电子信息、汽车制造、航空航天、国防军事等领域被广泛应用。本文概述了近年来纳米晶硬质合金的发展状况,包括新型粘结相纳米晶硬质合金、无粘结相纳米晶硬质合金、梯度纳米晶硬质合金以及涂层纳米晶硬质合金等一系列新型纳米晶硬质合金,展望了纳米晶硬质合金在各个领域的发展前景和研发重点,为现代硬质合金材料及技术的发展提供新思路。