电场作用下预设烧结温度对WC-Co体系烧结的影响

采用G1eeble热模拟机,在电场作用下制备了WC/Co系硬质合金,针对预设烧结温度对该体系烧结产物的影响进行了探讨,并对该体系烧结过程的温度场和合成产物进行了分析。结果表明,电场作用可降低体系的液相形成温度(750℃),这远低于传统烧结时液相的形成温度(1350℃)。由于电场烧结的时间短,有效地抑制了WC晶粒的聚集长大。在烧结过程中出现了Co3W3C和Co6W6C中间相。随着烧结温度的升高,烧结产物颗粒呈现长大的趋势,当烧结温度达到1000℃时,WC的平均颗粒尺寸约为1.5μm,但仍远小于传统烧结的颗粒尺寸。     

(Ti,W)C硬质合金烧结过程中M_6C的形成

含立方碳化物(Ti，W)C硬质合金烧结过程中M6C的中间形成示于间断烧结周期的实例中。磁饱和测定、X射线衍射和显微镜显示的M6C在烧结的初期阶段形成，但是随着烧结的进行而溶解。在烧结温度之间全部碳含量不会变化。人们认为由于碳平衡含量随温度的升高而减少，原始接近化学计量的(Ti，W)C释放出碳，由此可能分解。由于样品只是具有烧结后的特征，因此一般未检测出中间M6C。     

放电等离子烧结温度对纳米硬质合金性能的影响

采用放电等离子烧结(SPS)这种新的烧结技术制取92WC-8Co纳米硬质合金。主要就放电等离子烧结92WC-8Co硬质合金的烧结温度进行研究探索,对不同的烧结温度进行对比实验,以找出最佳的硬质合金SPS烧结温度。最终发现:1150℃为放电等离子烧结纳米92WC-8Co硬质合金的最佳烧结温度,在该温度下,硬质合金制品可达到14.88g/cm3的致密度,硬度可达到94.2HRA。     

烧结温度对电场烧结NdFeB合金显微结构的影响

对NdFeB合金以2000℃/s的预设升温速度在900～1100℃的温度范围内分别进行8min的电场烧结,并对烧结体的显微结构进行了研究。研究发现,随着烧结温度的升高,NdFeB合金烧结坯体的致密性逐渐提高。当烧结温度升至1050℃时,富Nd相细小、弥散、分布均匀,并显示出比传统方法烧结磁体更为优良的显微结构。随着烧结温度的继续上升,富Nd相出现明显的聚集,烧结体中逐渐出现粗大的枝晶状α-Fe。结果表明,当NdFeB合金以2000℃/s的预设升温速度进行电场烧结时,其最佳烧结温度为1050℃,此时烧结体的磁能积为249kJ/m3。     

放电等离子烧结压力对超细WC-Co硬质合金性能的影响

通过分析放电等离子烧结致密化过程,确定了致密化温度;研究了SPS烧结过程中压力对WC-Co硬质合金致密化、显微组织及性能的影响。结果表明,放电等离子烧结粉末在1 130℃时,达到最大收缩率;烧结压力的增加,样品的致密度、硬度增加;断裂韧性的变化集中在11.5~12.1 MPa.m1/2之间,和硬度的变化呈现相反的趋势;烧结压力相对较小时,样品WC晶粒较粗大且不均匀;在40 MPa和55 MPa时,晶粒相对较小且分布均匀。要得到高性能、高致密度的样品,合理的烧结温度在1 200℃以上,烧结压力为40 MPa。     

氮化硅陶瓷的低温液相烧结

选择Mg-Al-Si系统和Ca-Al-Si系统作为氮化硅陶瓷的烧结助剂.通过组分设计,选择相图中最低共熔点时的化学组成,对氮化硅陶瓷的低温烧结进行研究,发现氮化硅陶瓷的烧结温度可以降低到1 600℃左右,抗折强度可达600MPa以上,硬度HRA可达900MPa.     

烧结温度对含钽双晶硬质合金组织和性能的影响

同时采用不同粒度WC原料制备WC-TaC-Co硬质合金,并在不同的温度下进行烧结。研究表明:合金主要由两相组成,晶粒大小相间。所测硬度、密度和矫顽磁力随温度升高先升后降,抗弯强度随烧结温度升高而略有升高,但变化不明显。烧结温度为1450℃保温1.5h时,合金的综合性能达到最优,维氏硬度(HV30)为1668.8,抗弯强度为988MPa,密度为14.87g/cm3,矫顽磁力为15.2kA/m,此时Ta元素对WC晶粒的抑制效果最佳,晶粒尺寸达到0.75μm±0.33μm。     

不同烧结温度下超细合金烧结体的密度、钴磁和晶粒度

本文研究了钴质量分数为10.5%的超细硬质合金在不同的烧结温度下的致密度、钴磁、晶粒长大等方面的变化趋势。研究结果表明:含量为10.5%的超细硬质合金,当烧结温度达到1 350℃时合金已基本致密化;在经典的WC-Co伪二元状态图表明的固相烧结阶段,随着温度升高,钴磁降低,晶粒长大以并合方式为主,可能存在少许的溶解-析出现象;在液相烧结阶段,钴磁达到稳定值后基本不变,晶粒长大以溶解-析出为主。     

硬质合金气氛烧结过程中碳含量调整

阐明了碳含量对硬质合金质量控制的重要性以及国内外对用甲烷氢气混合气调整合金碳含量的研究情况。为了在两相区范围内对合金的碳势进行调整,从热力学上估算了不同温度下混合气体浓度的临界值,与试验结果基本符合。优化烧结气氛的试验结果显示:通过选择合适的烧结气氛,对WC-10Co合金性能的提高有明显作用。     

过渡金属添加剂对W—Cu液相烧结的影响

为了加快Ｗ－Ｃｕ复合材料的液相烧结过程，添加Ｃｏ，Ｆｅ和Ｎｉ到铜中，钨和这些元素添加剂的烧结行为随添加剂的变化而发生很大的变化，尽管致密化的速度由于这些元素的适当加入而可能大大地提高，为了形成一连续而加入必要的过量钴添加剂时，会使烧结速率不断下降。而随着加了铁的数量增加却没有发现其烧结速率降低，增加Ｎｉ添加剂烧结速度连续提高。液态铜对钨表面的润湿性的差别是因为添加剂对Ｗ－Ｃｕ复合材料的液相烧结的影     

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。     

超细WC-Co复合粉制备及快速烧结技术研究进展

超细WC-Co复合粉是制备高性能超细/纳米晶硬质合金的重要原料之一,近年来发展了多种复合粉的制备技术。本文综述了其中的喷雾转换工艺法、化学沉淀法、原位还原碳化法、化学气相反应合成法和机械合金化法的研究和应用状况。同时简要介绍了一些新型的快速烧结技术的原理,以及这些新型的快速烧结技术制备的超细/纳米晶硬质合金上的研究进展,并对快速烧结技术在硬质合金领域发展前景进行了分析。     

Sintering of WC-Co powder with nanocrystalline WC by spark plasma sintering

A 92WC-8Co powder mixture with 33 nm WC grains was prepared by strengthening ball milling and was then sintered by spark plasma sintering （SPS） at 1000-1200℃ for 5-18 rain under 10-25 kN, respectively. Movement of the position of low punch shown shrinkage of the sintered body began above 800℃. The shrinkage slowly rose as the temperature rose from 800 to 1000℃ and then quickly rose at above 1000℃ and then gradually rose at above 1150℃. The densities of the samples increased with an increase in sintering temperature, rapidly below 1100℃, and then gradually above 1100℃. WC grains grow gradually with increasing sintering temperature. The powder was sintered to near full density at 1100℃ for 5 rain under 10 kN. The best result of the sample with 275 nm WC grains and no pores was obtained at 1150℃ under 10 kN for 5 rain. The research found the graphite die had a function of carburization, which could compensate the sintered body for the lack of carbon, and had the normal microstructure.     

烧结工艺对脱β层厚度及性能的影响

改变硬质合金烧结工艺控制的几个关键因素,通过测量合金的理化性能,利用扫描电镜分析合金的内部结构,研究了烧结气氛(真空,N_2)、烧结温度、烧结压力对硬质合金梯度结构和机械性能的影响。结果表明,对于含氮硬质合金的梯度烧结,适时引入一定量的氮气可抑制合金中含氮物质的早期分解,可用氮压来控制梯度增长速率,烧结气氛中氮气压力适宜控制在100～200 mbar;随着烧结温度的提高,合金的致密度和脱β层梯度厚度增加明显,合金抗弯强度增加;随着烧结压力的增大,合金脱β层梯度厚度变薄。     

烧结过程中WC晶粒形貌的变化

采用粉末冶金工艺烧结了纯WC,制备了WC-10%Co硬质合金,利用JSM5600LV扫描电镜观察不同烧结温度下制备的试样WC颗粒/晶粒形貌。结果表明:纯WC进行烧结时,烧结过程中在表面张力的作用下,系统向能量最低趋势发展,WC晶粒保持球形或类球形;在有钴的存在下,界面张力状态发生了改变,为了达到系统的稳定状态,WC/Co接触界面向平直化发展,烧结温度达到共晶温度之后,在溶解-析出机理的作用下,WC晶粒有选择性长大,形状更加规则化,最终导致WC/Co界面平直。     

微量钴对无金属粘结相WC硬质合金烧结致密化与WC晶粒生长行为的影响

采用Cr3C2、VC掺杂超细WC为原料和无压真空烧结工艺,通过合金微观组织结构的观察与分析,研究了添加质量分数为0.3%的Co对无金属粘结相WC硬质合金烧结致密化与WC晶粒生长行为的影响。结果表明,微量Co的存在加速了WC的烧结致密化过程,与此同时也导致了WC晶粒明显的各向异性非连续晶粒长大。在上述研究基础上,提出了一种无金属粘结相WC硬质合金的低成本制备工艺,探讨了超细硬质合金中WC晶粒生长机制,提出了超细硬质合金的质量改进建议。     

不同粒度W粉与TiH2液相烧结制备W-10Ti合金

以粒度6和300nm的高纯钨粉级配后与TiH2粉混匀,经冷等静压压制后采用液相烧结制备W-10Ti合金。通过测试合金致密度,利用XRD,SEM及TEM等测试手段,研究了不同钨粉粒度对W-10Ti合金显微组织和相组成的影响。结果表明:全部用6μm钨粉时,制备的W-10Ti合金致密度仅为85%;但组织中W和Ti分布比较均匀,形成相结构相对单一的富W固溶体。全部用300nm钨粉时,合金致密度可达到97%以上,但组织中有较多的富Ti固溶体。采取纳米与微米W粉级配时,级配比越小,W-10Ti合金中富W固溶体含量越多,但致密度越低。级配比为1:2时,致密度可达到95%,且形成相对单一的富W固溶体相。     

“高温粉末”WC和气压烧结对YG8硬质合金性能的影响

选择高温碳化和普通碳化两种WC粉为原料制备YG8硬质合金试样,同时对比了不同的烧结工艺,结果表明采用高温碳化的WC粉制备的合金性能有明显的提高,低气压烧结工艺对合金性能的提高也是十分有益的。     

涂层梯度液相烧结的原理和显微组织

讨论了均匀粉末压坯烧结时因热传而产生的温度分布存在的时间和空间上的异步现象,阐明了涂层烧结时梯度设计的必要性。分析了喷涂层梯度液相烧结的基本条件,并观察了其显微组织及其结合性能,结果表明,采用梯度设计可实现涂层稳定成形所需的液相烧结,避免了常规液相烧结时涂层的粘弹性流动。显微组织中氧化物有球化趋势,表导存在明显固-液相分界线,基材界面出现了冶金结合。