通过添加Cr3C2来提高传统合金的性能

了提高尤其是硬度和强度等力学性能，专业文献建议使用0．5％以上的Cr3C2.本文强调，当Cr3C2的最大含量为0．5％时，添加Cr3C。的WC—Co类硬质合金能够获得某种性能．     

金刚石涂层用低钴硬质合金基体表面二步浸蚀法的研究

研究了先用Murakami剂浸蚀WC相，再用（H2O2＋H2SO4）酸混合液除去o相的2步法浸蚀YG6硬质合金基体表面预处理的过程，并在浸蚀过的硬质合金基体上，用热丝法沉积了金刚石薄膜，结果表明：2步浸蚀法可在基体表面深度为6μm-12μm的范围内，使Co含量从6％降低到0．54％－3．22％，并使硬质合金基体的表面粗糙度增加到Ra=1.0μm，但会导致硬质合金基体表面的硬度从89．9HRA降低至88．1HRA，在该硬质合金基体沉积金刚石薄膜之后，发现金刚石薄膜试样的组织结构具有明显的｛111｝面取向，金刚石涂层与硬质合金基体具有较高的粘结强度。     

专利信息

CN200810030935．9金刚石复合截齿头的制造方法及金刚石复合截齿头 一种金刚石复合截齿头的制造方法及金刚石复合截齿头，其步骤为：（1）将金剐石和金属粉料按金刚石混料按重量百分比为金刚石80％-82％，硅6％-7％，钴12％-13％形成金刚石混料；（2）对硬质合金的表面进行预处理，去油、去除表面氧化层形成硬质合金基体；（3）把金刚石混料装入碳管中，预压成型，然后装入硬质合金基体，进行真空净化处理；     

钎焊法制造单层金刚石取孔钻及其界面微观结构

使用钎焊法制造了单层金刚石取孔钻,并与电镀单层金刚石取孔钻的加工性能进行了比较.发现由于具有高的金刚石出刃和结合强度,钎焊取孔钻的锋利度和寿命都优于电镀取孔钻.通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDX)和X射线衍射等对钢基体-钎料合金-金刚石的界面微观结构和成分进行了观察和分析,发现钎料合金中的Ni,Cr元素向钢基体中有一定的扩散;而在钎料合金和金刚石上分别存在反应层.钎料合金反应层主要是金刚石表面的C原子扩散进入液相后与Cr反应生成的Cr3C2和Cr7C3,而金刚石反应层是石墨化金刚石表面的位错通道与Cr反应形成Cr3C2并渗透到一定的深度形成的.     

金刚石沉积过程中硬质合金基体的相互作用

金刚石涂层在硬质合金基体上的沉积及其粘结强度明显取决于基体的成分。尤其在低碳硬质合金基体上沉积的过程中，基体从含碳介质中吸收碳，从而阻碍了硬质合金上金刚石涂层的形成。此过程占用了沉积过程的很长时间，并能使金刚石一硬质合金界面的一部分金刚石涂层分解，从而降低界面的粘结强度。为了研究沉积过程中这种作用，实验是在缺碳、含有少量1碳化物(Co3W3C)的基体上完成的，通过使用这种合金样品发现Co3W3C C转化成Co(C，W) WC的反应前沿从表面迁移到了整个材料中，这也证实碳已扩散到了基体中。本文表明，温度在900℃时C和W的扩散速率以及反应速率都很高足以使所有η碳化物转化成Co(C，W) WC：经20小时的沉积后反应前沿已进入基体中约0．9mm深。沉积过程中钴粘结剂中的碳饱和以及部分金刚石涂层的分解可通过对基体不同深度部分进行晶格常数测定和通过界面的SIMS测定进一步加以证实。     

TiN/TiAlN涂层Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的切削性能

采用多弧离子镀技术在Ti(C,N)基金属陶瓷基体上沉积了TiN/TiAlN多层涂层,通过扫描电镜、涂层附着力自动划痕仪对其显微组织形貌和涂层的结合强度进行了分析,并对涂层和未涂层金属陶瓷铣刀以及硬质合金铣刀进行了切削0Cr18Ni9钢的试验.结果表明,多弧离子镀TiN/TiAlN涂层均匀,TiN/TiAlN多层涂层与金属陶瓷之间的结合强度高达57.52 N.TiN/TiAlN涂层金属陶瓷的切削性能明显优于未涂层金属陶瓷和硬质合会YW2,其平均寿命为硬质合金刀具的2倍.TiN/TiAlN涂层金属陶瓷刀具的失效形式主要是磨损和崩刃,没有涂层剥落现象,TiN/TiAlN涂层与基体的结合强度很好.未涂层金属陶瓷刀具的磨损形式主要是磨损和粘着.     

在H13钢上超音速火焰喷涂制备WC-10Co-4Cr和Cr_3C_2-25NiCr涂层的性能比较（英文）

在H13钢基体上采用超音速火焰喷涂方式制备一定厚度的WC-10Co-4Cr和Cr_3C_2-25NiCr涂层。为了增加WC-10Co-4Cr涂层的热稳定性,在涂层和基体之间加喷了NiCr喷涂粉末。研究了这两种硬质合金涂层的表面及横截面的微观形貌、抗热震性和耐磨损性能。从热力学的角度解释了两种涂层中出现的碳扩散现象。Cr_3C_2-25NiCr涂层的结合强度(64.40 MPa)和WC-10Co-4Cr涂层的结合强度(61.69 MPa)基本相同。通过摩擦磨损试验研究发现,两种涂层在600℃的摩擦因数均比在500℃时的小,Cr_3C_2-25NiCr的耐磨损性能比WC-10Co-4Cr的要好。     

添加Cr及Cr_3C_2对WC-(Co,Ni)硬质合金比饱和磁化强度的影响

本文首先研究了WC-(Co,Ni)硬质合金渗碳时的比饱和磁化强度。然后以此为基础研究了添加Cr及Cr3C2对WC-(Co,Ni)硬质合金的比饱和磁化强度的影响。结果表明:WC-(Co,Ni)硬质合金在Ni/(Co+Ni)质量比不超过0.5时,渗碳时合金的比饱和磁化强度遵从加和原理,相对比饱和磁化强度接近100%。当Ni/(Co+Ni)质量比超过0.5后,渗碳时合金的相对比饱和磁化强度急剧下降,远低于100%。Cr和Cr3C2的添加对WC-(Co,Ni)硬质合金有显著影响,添加Cr和Cr3C2后的WC-(Co,Ni)合金的比饱和磁化强度不再符合原来的加和关系;Cr和Cr3C2的加入,显著减弱了合金的磁性,其程度与Cr在粘结相中的相对含量有关。     

铸造烧结TiC钢结硬质合金/多元低合金钢复合界面及组织的研究

在研究烧结坯体压制工艺和铸造烧结工艺的基础上,采用铸造烧结法在多元低合金钢基体上,复合了2～4mm厚的铸造烧结TiC钢结硬质合金层.利用扫描电子显微镜和XRD等方法研究了烧结结合界面以及复合层组织和成分.结果表明:铸造烧结TiC钢结硬质合金复合层与基体材料结合界面存在明显的过渡层,为冶金结合;铸造烧结层中硬质相主要为TiC颗粒,其形状近似球形,颗粒直径在0.5～2 μm,体积分数约为50％～60％,均匀分布在粘结相中;粘结相为Fe-Cr的固溶体,含有少量Cr3C2和Cr7C3等烧结过程中形成的碳化物.     

多元硬质合金覆层材料力学性能的研究

为提高钢材表面的耐磨损和耐腐蚀能力,以Mo粉、Fe-B合金粉和Fe粉为基本原料,加入WC、Cr3C2、TiC等碳化物硬质相和C、Ni、Cr等合金元素,采用真空液相烧结工艺,在Q235钢基体上制备多元硬质合金覆层材料.对覆层材料进行了洛氏硬度测试及弯曲强度测试,结果表明:CW系覆层材料的硬度达到HRA84.8,是Q235钢基体硬度的2.3倍;CW系覆层材料的弯曲强度值达到1175.52MPa,是Q235钢基体弯曲强度的1.4倍;掺加碳化物硬质相显著提高了Mo2FeB2硬质合金覆层材料的硬度和弯曲强度.利用扫描电镜观察了硬质合金覆层以及覆层-钢基体界面的微观组织结构,发现硬质合金覆层内部组织结构致密,覆层与钢基体之间形成了具有一定厚度的过渡层.     

汽轮机叶片钢超音速火焰喷涂层和等离子喷焊层性能研究

目的 提高汽轮机叶片钢1Cr12Ni2W1Mo1V的抗微粒冲蚀性能和抗水蚀性能。方法 利用超音速火焰喷涂技术和等离子喷焊技术在其表面分别制备了Cr3C2-NiCr75-25涂层、WC-10Co-4Cr涂层和Stellite 6合金喷焊层。借助扫描电镜（SEM）观察3种涂层水蚀凹坑的微观组织形貌,并对3种涂层的显微硬度、抗摩擦磨损性能、抗微粒冲蚀性能和抗水蚀性能进行分析。结果 3种涂层的平均显微硬度较基体均有显著提升,其中WC-10Co-4Cr涂层的平均显微硬度最高,其值为1314.6HV4.9 N。以Stellite 6合金涂层为摩擦副,Cr3C2-NiCr75-25涂层的摩擦系数为0.5~0.7,失重0.0131 g,而WC-10Co-4Cr涂层的摩擦系数为0.5~0.6,失重0.0007 g,显然WC-10Co-4Cr涂层的抗摩擦性能更好。抗微粒冲蚀性能试验中,最大磨痕深度由深到浅依次为：基体材料（94.658 μm）、Stellite 6合金层（85.932 μm）、Cr3C2-NiCr75-25涂层（81.163 μm）、WC-10Co-4Cr涂层（11.864 μm）。其对应的磨损率也逐渐减小。表面水蚀沟槽最大深度依次为：基体材料（445 μm）、Stellite 6合金层（70 μm）、Cr3C2-NiCr75-25涂层（80 μm）、WC-10Co-4Cr涂层（41 μm）。其对应造成的质量损失由30 mg/cm2逐渐变为3.3 mg/cm2。结论 3种涂层均具有一定的抗摩擦磨损性能、抗微粒冲蚀性能和抗水蚀性能,其中WC-10Co-4Cr涂层的各项性能均最佳,主要是该涂层中弥散分布了大量WC硬质相,使其显微硬度最高,加之其他相关性能共同作用的结果。     

钎焊单层金刚石砂轮的现存问题及其对策

概述了用活性钎料将金刚石磨料钎焊到钢基体表面制作单层金刚石砂轮 ,比传统的单层电镀金刚石砂轮具有明显的工艺优势。分析指出了钎焊工艺的现存问题 ,即如何实现金刚石磨料与合金钎料层高的结合强度、钎料层厚度的均匀性和金刚石磨料的有序排布。给出了可行的解决方案 ,即利用Ag -Cu -Cr或Ni-Cr等活性钎料与金刚石界面化学反应生成的Cr7C3 和Cr2 3 C7实现钎料层与金刚石间的高强度结合 ;通过砂轮地貌优化 ,优化出磨粒排布方式 ,然后按优化的结果排布磨料。研制出了具有磨料出露高度高、有序排布、钎料层厚度一致性、高结合强度、高锋利度的单层钎焊金刚石砂轮。     

Ni-Cr合金真空单层钎焊金刚石砂轮

单层高温钎焊超硬磨料砂轮具有传统电镀砂轮无法比拟的优异磨削性能 ,国内应及早研制开发应用此种砂轮。本文利用真空炉中钎焊的方法 ,用Ni Cr合金钎料 ,适当控制钎焊温度、保温时间和冷却速度 ,实现了金刚石与钢基体间的高强度连接。扫描电镜X射线能谱 ,结合金相及试样逐层的X射线结构分析 ,剖析了Ni Cr合金与金刚石和钢基体钎焊界面的微区组织结构 ;揭示了Ni Cr合金对金刚石和钢基体表面的浸润和钎焊机理。即在钎焊过程中会在金刚石界面形成富Cr层并与金刚石表面的C元素反应生成Cr7C3,在钢基体结合界面上Ni Cr合金和钢基体中的元素相互扩散形成冶金结合 ,这是实现合金层与金刚石和钢基体都有高结合强度的主要因素。最后重负荷磨削试验表明金刚石为正常磨损 ,没有整颗金刚石脱落 ,说明金刚石确有高的把持强度     

钢板表面燃烧合成的金属陶瓷复合涂层

用燃烧合成技术在钢板表面制备了金属陶瓷复合涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、硬度测定及抗热震性等实验对合成的涂层进行了研究。结果表明：涂层主要是由Cr3C2，Cr2C3及AlN等多相金属陶瓷组成的复合体系，其显微组织均匀致密，与基体之间为冶金结合，硬度是基体的4～5倍，抗热震实验显示涂层具有良好的结合力。为改善涂层的润湿性，利用Cr与Fe在高温下形成的金属间化合物作为过渡层，取得了良好的效果。     

降Al提Cr对低膨胀Thermo-Span合金性能的影响

研究了改变Thermo—Span合金的Al，Cr含量对合金热膨胀系数、力学性能和650℃氧化性能的影响。当合金中Al含量由0．45％提高到1．5％，Cr含量由5．5％降低到3．0％，合金20～800℃的膨胀系数显著降低，650℃，600MPa的光滑持久性能由354h提高到597h，室温拉伸强度明显增大，650℃，100h氧化速率稍有提高。Al含量增加，γ‘相析出增多。Cr含量较高时，氧化层和基体界面处的Cr浓度较高，提高了抗氧化性。降低Cr含量，提高Al含量，氧化层与基体界面处的Cr富集程度降低，Al的富集程度提高，合金的抗氧化性虽然有所降低，但幅度不大，仍保持为完全抗氧化级别。     

Cr含量对Ti(C,N)基金属陶瓷高温抗氧化性的探究

采用真空烧结(真空度小于3 Pa)制备不同Cr含量Ti(C,N)基金属陶瓷,探究Ti(C,N)基金属陶瓷900 ℃时的抗氧化性.结果 表明,Cr元素能大大的提高Ti(C,N)基金属陶瓷的高温抗氧化性能.添加Cr元素的Ti(C,N)基金属陶瓷的氧化层为多层,氧化层的主要成分是NiCr2O4、NiWO3、NiTiO3,过渡...     

Co-W-C系合金的磁性及其应用

研究了Co粉、Co－W－C固溶体合金及WC－Co硬质合金的饱和磁化强度和矫顽磁力，提出了比娇顽磁力（Hsc）物理量。结果表明，用比饱和磁化强度4πσ和比娇顽磁力Hsc分别取代饱和磁化强度Ms和矫顽磁力Hc表征该系合金的磁性更为合理；该系合金的磁性受多种因素制约，其磁性与合金碳含量间不存在“单一性”对应关系，Ms值与抗弯强度σbb间也无“良好的”对应关系；用Ms鉴定硬质合金的碳含量和综合评估合金材质，例如鉴定人造金刚石生产专用硬质合金顶锤的材质是有条件和有限度的。     

碳钢表面等离子高Cr合金层耐蚀性能的研究

在Q235钢表面进行双层辉光离子渗Cr，表面Cr含量约为40％，渗层厚度近50 μm；然后进行超饱和渗碳，表面含C量达到2.7％左右，超过Fe-Cr-C平衡碳计算值0.3％.随后进行淬火＋低温回火处理，经X射线衍射分析，合金化层碳化物类型为M23C6、M7C3.将双层辉光离子渗Cr＋渗碳淬火试样，在10％H2SO4、3.5％NaCl水溶液和H2S富液(含H2S 5～8 g/L，NH3·H2O 20 g/L)中，进行电化学腐蚀试验.结果表明，渗Cr试样在10％H2SO4、3.5％NaCl水溶液和H2S富液中的耐腐蚀程度比Q235基体试样，分别提高了2.35、3.10、2.14倍.     

不同硬质合金表面纳米结构金刚石涂层的特征

应用微波等离子化学气相沉积法将薄薄的纳米结构金刚石膜沉积到WC-6％Co硬质合金基体上，可改善合金的耐摩擦性能。基体表面通过金刚石研磨、喷砂和／或浸蚀得到改良。此外，诸如超声感应气蚀或用Al2O3和SiO2颗粒喷丸硬化的机械预处理等不同方法被用于最优化金刚石涂层和硬质合金切削刀片之间的粘结。     

用于金刚石涂层的梯度硬质合金的结构与性能

阐述了金刚石涂层及梯度硬质合金的发展概况,论述了金刚石涂层采用表层贫钴的梯度硬质合金作基体的构思。初步研制出表层贫钴梯度硬质合金YG6T并在其样品上制出了附着好的金刚石涂层。YG6T的结构为表面贫钴层-中间富钴层-芯部刚性层,表面层钴含量为3wt%左右,比内部低一倍以上,梯度硬质合金性能指标达到甚至超过常规硬质合金的要求。该材料的应用前景广阔,值得进一步试验推广。