两种粒度WC配比与球磨时间对WC-20%Co粗晶合金显微组织的影响

为同时改善粗晶硬质合金的硬度和断裂韧性,本文分别采用粗颗粒(10μm)和中颗粒(4μm)WC为原料,制备了不同粗颗粒WC含量的粗晶WC-20%Co硬质合金,利用光学显微镜和扫描电镜研究了不同WC配比和湿磨时间对合金显微组织结构的影响规律。结果表明:随着粗WC的含量的增加,粗颗粒WC生长对细颗粒WC消耗量增加,合金由非均匀结构向均匀结构转变,WC晶粒粒度分布范围变窄小,WC晶粒异常长大的趋势受到抑制;随着球磨时间的增加,合金中WC晶粒的异常长大趋势增加,粗WC的含量达到80%时,可以抑制WC晶粒的异常长大。     

Co掺杂对粗颗粒、特粗颗粒WC粉末粒度与微观形貌的影响

以粗颗粒与特粗颗粒W粉为原料,研究了Co掺杂对粗颗粒与特粗颗粒WC粉末粒度与微观形貌的影响。结果表明,Co掺杂有利于WC粉末Fsss的提高与游离碳的降低,有利于得到单晶WC粉末。当Co掺杂量为w(Co)=0.035%时,WC粉末颗粒与晶粒形貌发生巨大变化,WC晶粒的结晶完整性明显改善,呈现明显的生长台阶与生长平面,但特粗颗粒WC粉末颗粒形貌的规则度较粗颗粒WC粉末的低。当碳化温度由1900℃提高到2000℃后,Co掺杂特粗WC颗粒表面出现大量WC纳米颗粒依附物。     

粗晶碳化钨粒度对WC-Co合金晶粒度的影响

选用供应态分别为30μm和12μm的二种粗颗粒WC粉末,研究不同方法表征的粉末粒度与合金晶粒度的关系。结果表明:三种粉末粒度测定方法给出的结果都呈现粒度越粗合金的晶粒度也越粗的规律。粗颗粒WC的研磨态粒度与合金的晶粒度相当接近,金相法测得的12μmWC的晶粒分布与所制备的合金的晶粒度的一致性比30μmWC制备的合金要好。粗晶WC研磨态的Fsss粒度可以用于评价粗晶WC晶粒度,也可以预测WC-Co合金的晶粒度。     

碳含量对盐助燃烧合成法制备的超细WC粉体形貌、尺寸和相的影响（英文）

在WO_3-Mg-C-Na_2CO_3体系中,引入NaCl做稀释剂,通过盐助燃烧合成法制备了超细碳化钨(WC)粉体。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对产物进行分析,研究了碳(C)含量对制备的WC粉体的形貌、尺寸和相的影响。结果表明:在m=0.125(Na_2CO_3的摩尔数)基础上,将原料中碳的摩尔数从l=2增加到2.25和2.5,浸出前产物由少量大尺寸颗粒及大量小尺寸颗粒组成;浸出后产物是由亚微米小颗粒团聚而成,颗粒之间熔化烧结现象很弱,呈弱团聚状态;浸出产物的粒度分布基本符合正态分布,尺寸在200~350 nm的范围内;在l=2.25条件下,合成的产物主要为目标产物WC,副产物W2C含量极少。即k=2.0(Na Cl的摩尔数),m=0.125,l=2.25为制备单相WC的工艺条件。     

WC粉末特性对超细晶硬质合金烧结敏感性影响的研究

选取3种不同厂家生产的08型WC粉作为原料,以相同的工艺路线制备WC-6%Co硬质合金样品。通过对WC原料粉末杂质含量、粒度、物相、显微形貌、晶粒尺寸和晶格参数详细分析以及不同温度烧结后合金显微组织、WC晶粒夹粗数量和WC平均晶粒度表征,探究WC粉末特性对合金烧结敏感性的影响。研究结果表明,采用颗粒尺寸分布均匀集中、亚晶尺寸大,结晶性完整以及晶格常数与标准值差异较小的WC-C粉末作为原料可以有效的降低合金的烧结敏感性。当烧结温度从1 410℃升高到1 450℃,WC-C制备的合金中WC晶粒夹粗数量增幅较小,且WC平均晶粒度无明显变化维持在0.48μm,同时WC碳含量在6.17%～6.21%波动时,对合金中的WC晶粒夹粗影响亦相对较小。     

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。     

喷雾造粒-H_2还原制备WC-Co热喷涂粉末

以水溶性醋酸钴代替金属钴粉与WC粉、纯水、微量炭黑和有机碳球磨混匀,经喷雾造粒,H2还原制备WC-Co热喷涂粉。结果表明:当进风温度260℃、出风温度140℃、转速10000r/min所制备的粉末粒度在10~80μm,平均粒度为35μm。在1250℃下,H2还原WC-Co粉末接近共晶温度,产生大量液相,粉末合金化。中空球形颗粒,在重力作用下生成的液相开始流动,填充孔隙,使粉末颗粒密实、颗粒收缩、薄壁变厚,松装密度增大,粉末粒度在10~50μm、平均粒度为25μm,Co相均匀包覆球形WC颗粒。     

碳氢协同还原-碳化法制备纳米WC粉的工艺及机理

针对传统还原-碳化工艺中WC粉颗粒长大的问题,采用碳氢协同还原-碳化法制备纳米级球形WC粉,研究了前驱体配碳比和反应温度对WC粉性能的影响。结果表明,WC粉的碳含量与前驱体的配碳比密切相关,最佳配碳比(即n(C)/n(W)值)为3.6。W转变为WC具有结构遗传性,WC粉的平均粒径与还原温度和碳化温度密切相关。随着还原温度由680℃升高至800℃,还原水蒸气与碳反应生成CO和H_2,显著降低体系中水蒸气的分压,从而抑制中间产物W颗粒的挥发-沉积长大,WC粉的平均粒径随还原温度升高而减小。碳化过程中的高温促进WC颗粒的晶界迁移和纳米W颗粒之间的烧结合并长大,WC粉的平均粒径随碳化温度的升高而增大。n(C)/n(W)为3.6的前驱体粉末经800℃还原和1100℃碳化后,得到平均粒径为87.3 nm的球形WC粉。     

原料粉末形貌对纳米W/WC粉末均匀性的影响

以不同钨酸盐前驱体制备的黄钨(YTO)、紫钨(VTO)和细黄钨(AYTO)为原料,在五带控温管式炉中于560⁷60℃氢还原约300 min获得纳米W粉,通过干磨搅拌配碳将纳米W粉和粉状碳黑粉末混合均匀,然后置于通氢钼丝炉中在1 180℃碳化获得纳米WC粉,并制备了W-30%Cu、WC-30%Cu(质量分数)复合材料烧结体,研究了原料粉末形貌对W、WC粉末的均匀性的影响。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。结果表明,不同形貌的原料制备的纳米W和WC粉末的均匀性不同,钨酸盐(B)制备的细黄钨(AYTO)相成分单一,颗粒细小,具有疏松、多孔形貌结构,以其为原料所获纳米W粉、WC粉末夹粗少,均匀性好,晶粒聚集少。     

碳氢协同还原-碳化法制备纳米WC粉的工艺及机理研究

针对传统还原-碳化工艺中WC粉颗粒的长大问题,采用碳氢协同还原-碳化法制备纳米级球形WC粉,研究前驱体配碳比和反应温度对WC粉性能的影响。结果表明,WC的碳含量与前驱体的配碳比密切相关,最佳配碳比（即n(C)/n(W)值）为3.6。W向WC的转变具有结构遗传性,WC的平均粒径与还原温度和碳化温度密切相关。随着还原温度由680 ℃升高至800 ℃,还原水蒸气与碳反应生成CO和H2,显著降低体系中水蒸气的分压,从而抑制中间产物W颗粒的挥发-沉积长大,WC的平均粒径随还原温度升高而减小。碳化过程中的高温促进WC颗粒的晶界迁移和纳米W颗粒之间的烧结合并长大,WC的平均粒径随碳化温度的升高而增大。n(C)/n(W)为3.6的前驱体粉末经800 ℃还原和1100 ℃碳化后,得到平均粒径为87.3 nm的球形WC粉。     

粗晶钨粉碳化过程中粒子间的烧结现象

采用Fsss粒度分别为9μm和21μm的两种钨粉在相同的工艺条件下进行高温碳化,利用扫描电子显微镜、金相显微镜等对样品进行了分析。结果表明,高温碳化过程中会发生粒子间的烧结,碳化温度越高,粒子间的烧结越厉害;钨粉粒度越细越容易烧结;粒度较小的钨粉高温碳化烧结后所得的WC晶粒尺寸虽然会明显增大,但是晶粒度的均匀性下降。     

碳化钨和碳化钒在固相钴中的固溶研究

分别以BET粒度为0.15μm和0.23μm的碳化钨粉末与钴湿磨压制制备成WC-90%Co试样条,分别以Fsss粒度为1.0μm和1.5μm的碳化钒粉末与钴湿磨压制制备成VC-95%Co试样条。将以上四种试样条分别于1 100、1 150、1 200℃进行真空烧结,将烧结后的试样条研磨抛光后采用X衍射仪和扫描电镜研究碳化钨和碳化钒在固相钴中的固溶情况。研究结果表明:两种粒度的WC均于1 150℃逐渐溶解到Co中形成γ-固溶体,其固溶度随温度升高而增大,1 200℃固溶完全;两种粒度的VC粉末于1 100℃逐渐溶解到Co中形成γ-固溶体,1 150℃固溶完全。     

VC对WC-6.5%Co硬质合金组织和性能的影响

研究了添加0～2.0%(质量分数)晶粒长大抑制剂VC对硬质合金组织和性能的影响。结果表明,VC的加入使合金的硬度提高,强度下降,WC晶粒尺寸从未添加VC的0.5～1μm减小到添加2.0%VC时的0.15μm左右。在WC与粘结相Co的晶界析出的脆性相(W,V)Cx起到了细化了WC晶粒的作用,但是由于其本身的脆性,使合金的强度下降。VC添加量为0.5%时,合金的硬度为93.0HRA,断裂韧性为11.2MPa.m1/2,其综合性能最高。     

Near-nano and coarse-grain WC powders obtained by the self-propagating high-temperature synthesis and cemented carbides on their basis. Part I: Structure,composition and properties of WC powders

Near-nano WC powders with mean grain sizes of about 200 nm were prepared by the SHS method including the reduction of WO₃ by Mg in the presence of carbon and regulating additives. The chemical leaching and refinement of the SHS reaction products allowed one to obtain stoichiometric WC containing only traces of oxygen and magnesium. The thermal reduction of WO₃ and V₂O₅ by magnesium in the presence of carbon resulted in obtaining two carbide phases of WC and complex carbide (W,V)C with the fcc crystal lattice having a grain size of less than 300 nm. It was established that the tungsten oxide reduction by magnesium in the presence of carbon cannot be used to synthesize coarse-grain WC powders. Coarse-grained WC powders were obtained using the W + C mixture heated to high temperatures by a simultaneous exothermic reaction of interaction between magnesium perchlorate Mg(ClO₄) and magnesium. The coarse-grain WC powder synthesized in such a way is nearly stoichiometric and consists of sintered round-shaped agglomerates with the average grain size of up to 16 μm and containing only traces of magnesium and oxygen. The agglomerates comprise WC single-crystals of roughly 1 μm to 8 μm in size.     

钨掺杂对钴粉的结构和形貌的影响

研究了钨掺杂对钴粉的形貌和结构的影响 ,钨掺杂是在化学沉淀过程中实现的。通过扫描电镜观察粉末的微观形貌 ,用 X-射线衍射分析粉末的相成分 ,并用费氏仪测量粉末的粒度。结果表明 ,通过钨掺杂能制取 FSSS为 1.0～ 1.5μm的球形钴粉     

Zn含量对反挤压Mg-8Sn-Zn合金组织演变和力学性能的影响

利用OM,SEM,TEM,EBSD,XRD和电子材料试验机研究了Zn含量（1%-4%,质量分数）对反挤压Mg-8Sn-Zn合金组织、织构演化和力学性能的影响.结果表明,所有合金均可在相对较低的挤压温度（250℃）和较高的挤压速度（2 m/min）下成形.在反挤压过程中,所有在均质化处理后残留的粗大第二相在挤压过程中破碎并沿着挤压方向被拉伸成条带状;所有的粗大晶粒均转变为细小的等轴晶,其平均晶粒尺寸分别为7.4,8.3和10.5μm.随着Zn含量的增加,在挤压态合金晶内和晶间分布的细小弥散第二相的体积分数增加,这些第二相主要由亚微米级的Mg₂Sn相和纳米级的富Zn相组成.弥散分布在晶界上的第二相有效地钉扎了晶界,从而细化了晶粒尺寸.另外随着Zn含量的增加,合金的织构强度降低,这和变形晶粒的体积分数减小有关.组织细化、织构弱化和第二相弥散化是Mg-Sn-Zn合金强度提高和拉伸/压缩屈服点各向异性减弱的主要因素.     

超细硬质合金中晶粒非均匀长大机理

采用市售的粒度为0.8μm的WC粉末和粒度为1.6μm的Co粉制备了WC-10%Co超细硬质合金,通过金相显微镜﹑扫描电子显微镜观察了不同烧结温度下制备的试样WC晶粒形貌,对超细晶粒硬质合金非均匀长大现象及机理进行了研究。结果表明:粉末湿磨后的粗大颗粒在烧结过程中起晶核作用,是引起晶粒非均匀长大的关键因素。固相烧结时,烧结体中细小颗粒受到张力的作用发生旋转,当其取向与邻近的大颗粒取向一致时,形成共格界面,以粗大晶粒为核心以并合的方式非均匀长大;液相烧结时,细小晶粒溶解并优先地在大晶粒的某些低能量晶面如(0001)和(1010)面析出,引起晶粒异常长大。本研究中,当烧结温度达到1 410℃时,WC晶粒可异常长大为接近20μm的粗大晶粒。     

碳含量对盐助燃烧合成法制备的超细WC粉体形貌、尺寸和相的影响

在WO3-Mg-C-Na2CO3体系中,引入NaCl做稀释剂,通过盐助燃烧合成法制备了超细碳化钨（WC）粉体。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射（XRD）对产物进行分析,研究了碳（C）含量对制备的WC粉体的形貌、尺寸和相的影响。结果表明：在m=0.125（Na2CO3的摩尔数）基础上,将原料中碳的摩尔数从l=2增加到2.25和2.5,浸出前产物由少量大尺寸颗粒及大量小尺寸颗粒组成;浸出后产物是由亚微米小颗粒团聚而成,颗粒之间熔化烧结现象很弱,呈弱团聚状态;浸出产物的粒度分布基本符合正态分布,尺寸在200～350nm的范围内;在l=2.25条件下,合成的产物主要为目标产物WC,副产物W2C含量极少。即k=2.0（NaCl的摩尔数）,m=0.125,l=2.25为制备单相WC的工艺条件。     

Effect of WC particle size on the microstructure, mechanical properties and fracture behavior of WC–(W, Ti, Ta) C–6 wt% Co cemented carbides

This study deals with the microstructure and mechanical properties of WC–(W, Ti, Ta) C–9 vol.% Co cemented carbides fabricated by conventional sintering. The conventional WC particles of 4 μm size and ultrafine particles of 0.2 μm were introduced in the system with varying ratio. The ratios of conventional WC particles to ultrafine WC particles were 2:1, 1:1, and 1:2. The microstructures of sintered WC–(W, Ti, Ta) C–9 vol.% Co cemented carbides were sensitively dependent on the ratio of conventional WC particles to ultrafine WC particles. The rim phase increased with the increase in the amount of ultrafine particles. Hardness of WC–(W, Ti, Ta) C–9 vol.% Co cemented carbide increased with increase in the amount of rim phase and decrease in the average grain size of WC particles. The bending strength showed the similar trend of the hardness. The fracture morphologies are reported. The fracture behavior changed from mixed mode to transgranular fracture mode, when the ratio of conventional WC particles to ultrafine WC particles was changed from 2:1 to 1:2.