硬质合金表面覆钴状态的研究

研究了化学浸蚀、微量添加剂以及烧结气氛对硬质合金表面覆钴状态的影响。结果表明:采用化学浸蚀方法改善硬质合金表面的覆钴状态在生产中不易控制,而添加微量TaC以及调节烧结气氛能够有效的改善硬质合金的表面覆钴状态。     

硬质合金氢气烧结的变形机理及其控制

分析了硬质合金在氢气烧结中产生变形的原因 ,这些原因包括压坯密度不均匀、炉内碳气氛不均匀、炉内温度分布不均匀、压坯的外形特征以及不恰当的装舟方式。采用一些特殊的方法可以控制这些因素的影响 ,甚至利用这些因素来相互制衡 ,从而减小或避免压坯在烧结中的变形。     

影响WC基硬质合金烧结行为的因素

给出研究课题的两种实例，旨在开发烧结过程中硬质合金结构形成的模拟工具。两课题代表瑞典工业和大学之间的成功合作，并证实需要填补了解控制烧结基础工艺的空白。     

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。     

WC-Co硬质合金烧结过程渗硼机理

用高温X射线衍射装置通过由室温到 130 0℃连续升温过程中XRD分析探讨了WC 2 0Co硬质合金真空烧结过程渗硼的机理。结果表明 ,在真空烧结升温期间 ,WC Co合金压坯表面上预置的供硼剂B4C在 85 0℃以上分解出活性硼原子 ;除在压坯表面形成含硼化合物外 ,还向压坯内钴相中扩散固溶并形成不均匀分布的羽毛状W2 Co2 1 B6 化合物 ,渗硼层厚达 2 2mm ,WC Co硬质合金真空烧结过程有效渗硼的温度范围为 85 0～ 10 0 0℃     

稀土元素对硬质合金钴粘结相影响的研究

利用配备能谱仪（EDS）的透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对添加稀土元素前后的YT14硬质合金的钴粘结相进行了研究．结果表明，微量稀土元素加入后，钴粘结相中W、Ti元素的固溶量提高；钴粘结相中f．c．c－Co相的点阵常数和所占的体积分数均较未加稀土的合金增大了．根据实验结果对稀土元素强化硬质合金的机理进行了探讨．     

稀土对钴基合金及硬质合金的影响

本文用多种检测手段对钴基合金与硬质合金进行了观察分析。结果表明：微量稀土元素使钴基合金抗拉强度提高约一倍，孔隙度有所下降，孔隙分布变得细散均匀，稀土相主要分布在合金孔隙处及晶界、相界处，也有少量存在于Co相与WC相内．形态多呈球形，尺寸一般＜0．5μ．成分为Y2WO6化合物及Y2Co金属间化合物．稀土的加入提高了Co相的层错能，层错宽度明显减少。稀土在晶界及相界的偏聚使合金的组织结构细化和均匀化了．     

硬质合金EBSD分析的影响因素

运用电子背散射衍射(Electron Backscattering Diffraction,EBSD)技术,通过对硬质合金样品进行大量EBSD实验,从样品表面SEM分析、菊池花样分析、Indexing&MAD分析、采集前后晶粒形貌对比以及Noise Reduction五个方面阐明硬质合金EBSD分析的影响因素。以WC-6%Co(质量分数)硬质合金的EBSD实验为例,实验中得到新鲜的SEM图像,清晰的EBSP,高达88%的WC Indexing及平均值为0.33的MAD指数,EBSD结果相对SEM图像无明显漂移,表明获得的EBSD分析结果具有较高的质量。     

硬质合金刀具钴和碳化钨的浸出研究

硬质合金刀具在高速切削时,必须使用水基加工液。然而发现使用时水基加工液会使硬质合金中的钴、碳化钨浸出。本文通过浸泡试验,借助于扫描电镜和能谱分析,研究了不同温度时三乙醇胺溶液、碳酸钠溶液和苯并三氮唑溶液对硬质合金刀具中钴和碳化钨浸出的影响。实验结果表明:三乙醇胺溶液对硬质合金刀具中的钴有浸出的作用,常温下钴的浸出率为17.32%,随着温度的升高浸出作用明显,150℃时钴的浸出率为47.72%;碳酸钠溶液对硬质合金刀具中碳化钨有浸出作用,常温下钨的浸出率为13.28%,随着温度的升高,碳化钨的氧化溶解加剧,钨元素的浸出更加明显,150℃时钨的浸出率为45.59%;苯并三氮唑溶液对硬质合金中的钴无浸出作用,对硬质合金中的钨浸出作用不明显,150℃时钨的浸出率为1.28%。     

深冷处理对中高钴硬质合金性能及组织的影响

采用常规硬质合金生产工艺制备了YG11C﹑YG20C和MB50A3种WC-Co硬质合金牌号试样,研究了深冷处理对3种硬质合金牌号性能和组织的影响。采用SEM分析深冷后合金的微观组织变化,用X衍射分析合金的钴相转变和晶格常数的变化,对深冷前后的3种合金进行了冲击韧性试验。结果表明:深冷处理对合金的磁力、钴磁、硬度和密度几乎无影响,但是会小幅度提高硬质合金的抗弯强度,同时使合金的冲击韧性提高10%以上,深冷处理后合金的微观组织也无明显变化,深冷处理会促使面心立方Co向密排六方Co的转变,但不会影响面心立方钴的晶格常数。     

网状结构硬质合金界面钴相扩散过程研究

网状结构硬质合金是一种具有新型微观组织结构的硬质合金复合材料,而界面钴相梯度控制是网状结构硬质合金研究的关键技术。本文以YG20C作为网状合金的基体、YG6X作为团粒制备网状硬质合金试样,结合SEM、EDS等检测手段,研究烧结温度与保温时间对界面钴相扩散的影响。并通过相图计算、第一性原理等理论计算方法对钴相扩散的过程进行进一步研究证明。结果表明,当烧结温度高于1 340℃时,即使很短的保温时间界面钴相也很容易扩散均匀,当温度低于1 320℃,即使延长保温时间,核壳组织两边的钴相含量没有明显的变化,即界面钴相扩散受到了抑制。实验结果与理论计算相符合。     

钴粉粒度对超细硬质合金性能的影响

目前在硬质合金领域,钴粉是硬质合金最佳的粘结剂,钴粉性能对合金性能有一定的影响,但研究钴粉性能对硬质合金性能及结构影响的论文较少。实验选取了从0.78～4.61μm不同粒度级别的钴粉,按YF06合金牌号配料,从压坯压力、压坯中钴粉分布以及合金的物理性能和金相组织结构等方面探讨了钴粉粒度对超细硬质合金性能及结构的影响。结果表明:随着钴粉粒度增粗,压坯的压制压力增大,但钴粉粒度对超细混合料压坯中的整体钴分布影响不明显;粒度1.0～1.5μm钴粉比其他粒度级别的钴粉制备的超细硬质合金的整体物理性能更佳;钴粉粒度对超细硬质合金的组织结构也有一定的影响,大于3μm的粗钴粉容易造成超细合金中出现钴池,钴粉太细有则可能造成钴相分布不均。     

超细碳化钨粉末团粒特性及其对硬质合金晶粒异常长大的影响

选取两批超细钨粉,其中一批粒度分布均匀性较差,团粒较多;另一批粉末粒度分布均匀,团粒少。将两批钨粉在相同条件下进行碳化,制备成超细碳化钨,并分别配制成相同牌号的超细硬质合金,研究碳化钨团粒与钨粉团粒的关联性及碳化钨团粒对合金晶粒异常长大的影响。研究结果表明,碳化钨的团粒继承了钨粉团粒的基本特征,碳化过程会使团粒烧结致密化,钨粉、碳化钨粉团粒内部晶粒极细、结晶不完整、缺陷多。湿磨过程可以将碳化钨的团粒完全破碎分散,但是会生成大量活性高、结晶不完整、缺陷较为严重的纳米粒子,降低了粉末的均匀性。超细硬质合金晶粒异常长大与碳化钨的团粒有直接关系,碳化钨团粒中结晶不完整的碳化钨粒子是导致合金晶粒异常长大的主要原因。     

硬质合金发展与钴粉市场变化

从硬质合金行业与钴工业的技术进步及协同发展出发,总结了中国硬质合金行业发展对钴粉需求带来的新变化,分析了钴市场环境对中国硬质合金行业产生的重要影响。     

钴含量及晶粒度对硬质合金冲击疲劳性能的影响

采用冲击弯曲试验研究了硬质合金的冲击疲劳性能。结果表明,当晶粒度一定时,硬质合金的冲击疲劳性能随着钴含量的增加而提高;当钴含量一定,WC晶粒度为1.2～3.2μm时,WC-Co硬质合金的冲击疲劳性能先是随着WC晶粒度的增粗而提高,当晶粒度增加到一定程度时,冲击疲劳性能出现下降。超细晶粒硬质合金的冲击疲劳性能明显高于一般WC-Co硬质合金。     

钴盐沉淀法制备硬质合金混合料新工艺研究

以醋酸钴、WC粉和氨水为原料,以蒸馏水作为反应溶剂进行化学反应,反应物经氢气还原制得钨钴混合料,最后制得硬质合金,并与传统工艺制得的合金进行性能比较。结果表明,XRD图谱显示实验反应生成物是钴氧化物前驱体,面分析图谱显示新工艺制备的混合料元素分布更均匀,细碎WC颗粒更少,新工艺制备的硬质合金密度及硬度变化不大,强度提高了318N/mm2,韧性提高了0.2N·m/cm2。     

抑制硬质合金中金属W、Co水解的复合防锈剂研究

采用工业上常用的几种水基加工液防锈添加剂对纯钴片和硬质合金刀具在常温下进行浸泡实验,用纯钴片和钨片做电极与饱和甘汞电极组成原电池测定电动势,根据电动势的大小结合电镜扫描分析判断不同防锈剂溶液对金属Co、W的溶解浸出情况。优选出抑制金属Co、W浸出效果好的防锈剂,将其按不同的比例复配进行电化学测定实验。实验结果表明:苯并三氮唑和钼酸钠对金属Co、W的浸出有明显的抑制作用。