烧结碳化新工艺硬质合金的切削试验

对采用烧结碳化新工艺制取的硬质合金刀片进行了切削试验，结果表明，该刀片在车削奥氏体不锈钢，球磨铸铁和冷硬铸铁时，其耐磨性较好，与常规工艺生产的ＹＧ６刀片相当。     

0.2微米级超细晶硬质合金的烧结行为

近10年来,晶粒度在0.3～0.6 μm内的超细晶硬质合金已获得充分的工业化应用.无论是基于开拓新的应用领域的需要还是继续提高现有PCB刀具的使用寿命,人们都在持续研究0.2 μm级乃至纳米品硬质合金.本研究采用传统硬质合金生产工艺制备含稀土的、0.2μm超细晶硬质合金,研究烧结温度对WC形貌、粒度及钴相大小的影响;通过扫描电镜和能谱分析观察和分析合金中碳化铬及稀土的分布.结果表明,随着烧结温度升高,WC晶粒有明显长大的趋势,且颗粒长大与颗粒形状的规则化同时进行.在传统的生产工艺条件下,纳米稀土氧化物Y2O3对WC晶粒长大的抑制作用不明显,但能抑制钴相长大.稀土作为第三相在合金中均匀分布.     

纳米级W-Ni-Fe-Y系硬质合金复合氧化物粉末的制备

用Ｈ２ＷＯ４和ＮｉＣｌ２碱性水溶液与ＦｅＣｌ２和Ｙ２Ｏ３的酸性水溶液快速混合方法，在超声喷雾热转换装置中制备ＷＮｉＦｅＹ系纳米级复合氧化物粉末。通过Ｘ射线衍射及透射电镜分析，研究了复合粉末的物相组成、颗粒形貌及粒径范围．结果表明，采用上述两种溶液快速混合及超声喷雾热转换的方法，可以制备成分均匀的复合氧化物粉末。其物相组成为ＷＯ３，ＮｉＯ，Ｙ２Ｏ３，粉末的千粒平均粒径为３２ｎｍ，颗粒形貌近似球形，用ＢＥＴ法测定的粒径为３０ｎｍ。     

纳米晶硬质合金的制备及组织性能研究

以纳米WC粉、超细钴粉为原料,通过滚动球磨制备纳米晶WC-Co混合料,经成形和压力烧结制备出纳米晶硬质合金,研究了球磨时间和烧结温度对纳米晶WC-Co硬质合金组织结构和性能的影响.结果表明:长时间滚动球磨和配合合适的烧结温度可以实现合金组织均匀细小和双高性能,当球磨时间为82 h,在1390℃烧结的纳米晶硬质合金在性能...     

微波反应烧结制备硬质合金工艺的性能研究

WC-Co硬质合金作为一种特殊的工具材料,其具备较强的性能,能妥善解决传统硬质合金硬度和强度间的问题,实现双高的局面,所以,被广泛应用在各行业中。但从目前硬质合金研究情况来看,研究人员通过各种方法来制作纳米WC-Co粉末,但在烧结制备纳米WC-Co硬质合金方面出现很多问题,主要原因是受到烧结技术水平的限制,现存烧结技术无法合理控制烧结中WC晶粒的增长。基于此,本文将WC粉和Co粉为原料粉末,添加适量的晶粒长大抑制剂,将其放在磨机中进行湿磨,再压成生坯,然后在微波环境下进行烧结,从而分析不同因素给烧结工艺参数带来的影响,如保温时间、脱蜡时间、烧结温度等因素。     

烧结方法对WC-Co硬质合金性能的影响

以原位还原碳化反应法制备的超细WC-Co复合粉为原料,分别采用放电等离子烧结、低压烧结和真空烧结工艺获得块体硬质合金,系统研究烧结方法对合金的显微组织、密度及力学性能的影响。结果表明:放电等离子烧结的合金中,主相为WC和Co,有少量η相(Co6W6C),低压烧结和真空烧结获得的合金中物相为WC和Co;所用3种不同的烧结方法均能获得细晶块体硬质合金,其中放电等离子烧结的晶粒最细为0.35μm;低压烧结合金具有优异的综合性能,HV30为15 121 MPa,断裂韧性为13.6 MPa.m1/2,横向断裂强度为4 210 MPa。     

现代烧结技术在制备超细和纳米硬质合金中的应用

介绍了用于制备超细和纳米硬质合金的现代烧结技术,如压力烧结、场辅助烧结、微波烧结、 二阶段烧结等,评价了各种烧结方法,并以实验依据论证了真空烧结等普通烧结工艺在纳米硬质 合金制备中的可行性。     

TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金的制备与高温氧化性能

以镍基合金（NiCrCoMo）为粘结相,以碳化钛（TiC）为硬质相,通过粉末冶金技术制备出抗高温氧化的TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金。通过优化烧结工艺得到综合性能最佳的TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金,测定了钢结硬质合金在不同温度下的氧化动力学曲线,并分析了氧化层的显微形貌。结果表明,经1280 ℃烧结的TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金综合性能最佳,密度为6.01 g/cm3,硬度为HRC 65,抗弯强度为1100 MPa。随着氧化温度的升高,TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金的氧化程度明显增加;通过与316L不锈钢钢结硬质合金的氧化动力学曲线对比发现,TiC?NiCrCoMo钢结硬质合金具有优异的抗高温氧化性能。     

压力对放电等离子烧结硬质合金性能的影响

采用放电等离子技术(SPS)烧结WC-12Co硬质合金.主要研究了SPS烧结过程中压力对WC-12Co硬质合金致密化、显微组织及性能的影响,并探讨了压力对致密化和WC晶粒长大的影响机制.结果表明,提高SPS烧结压力提高了WC-12Co硬质合金的密度但导致了wC晶粒的长大.在较低的烧结温度下(1100℃)或较短的保温时间内(3 min),烧结压力对密度的影响较为显著.在较高的烧结温度(1150℃)时,烧结压力的提高导致合金中WC晶粒的明显长大.烧结压力对SPS烧结WC-12Co硬质合金力学性能的影响是通过对密度和WC晶粒尺寸的影响而起作用的.     

高性能非均匀结构硬质合金的制备及其形成机理研究

硬质合金作为脆性材料存在韧性与硬度的固有矛盾,生产出硬度和韧性匹配良好的硬质合金,提高硬质合金的性能是当前研究热点之一。研究采用超粗、中、纳米3种不同的WC颗粒粉末,通过适当的球磨工艺及烧结工艺,制备出晶粒呈双尺度的非均匀硬质合金。研究了烧结温度对合金性能的影响,合金制备过程的组织形成机理,合金裂纹扩展的特点及断口形貌特征。结果表明:超粗、中、纳米WC颗粒粉末按照一定的质量比例配比,烧结温度为1 450℃时,制备出的非均匀硬质合金细晶粒均匀地分布于粗晶粒周围,其硬度为1 080 HV30,抗弯强度为2 690 MPa,断裂韧性为25.0 MPa·m1/2,制备的硬质合金材料的综合性能达到最优的平衡。     

纤维状WC晶粒硬质合金的制备

以高能球磨方法处理制备的纳米晶复合粉末为原料，通过真空烧结制备硬质合金块体，研究该纳米晶复合粉末的烧结致密化行为和显微结构特征。结果表明：该纳米晶粉末的烧结致密化可依烧结温度从低至高分为、3个阶段，而在高于1250℃的液相烧结阶段，将温度提高至1375℃烧结30min，可获得密度为14．46g／cm^3、烧结收缩率为27．2％的致密硬质合金。此时，WC晶粒呈纤维状，随机分布在烧结体中，其长度约为1．2μm，径向尺寸约为100nm；采用高能球磨处理工艺可以获得原位生成的纤维状WC晶粒增强的硬质合金。     

低压烧结对硬质合金组织和性能的影响

通过配制不同粒度的WC粉末,分别在低压和真空条件下烧结制备WC-6Co硬质合金,采用扫描电镜分析、光学金相检测、显微硬度试验、钴磁检测、矫顽磁力检测和抗弯强度检测等方法,对比研究了低压烧结和真空烧结制备的硬质合金的显微组织和性能。结果表明,与真空烧结相比,低压烧结有效地降低了合金的孔隙度,增大了合金的密度,提高了合金的综合性能;低压烧结对合金的组织和性能的影响程度与原料WC粒度有关,低压烧结对粗颗粒WC为原料的合金的综合性能提高不明显。     

烧结温度对含再生料硬质合金性能的影响

研究了烧结温度对含再生破碎料硬质合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明该种硬质合金的显微组织和力学性能与烧结温度密切相关。合适的烧结温度可以使其具有良好的显微组织和优良的力学性能。     

电场处理对YG8硬质合金及其刀具性能的影响

为探索一种高效的硬质合金强化处理技术,研究了电场处理对YG8硬质合金显微组织及性能的影响,采用TEM、SEM等对电场处理前后的YG8硬质合金试样及其刀具进行微观组织分析,采用维氏硬度计进行力学性能测试,数控车床进行切削加工实验。结果表明：经电场处理后,YG8硬质合金试样断裂韧性有所增大,其刀具切削性能得到提升,且电场处理刀具的被加工工件表面质量明显得到提高。在脉冲电流作用下,材料会发生电塑性效应,为位错运动提供驱动力,使位错更容易进行增殖和滑移,位错密度增加,从而有利于材料性能的提高。当脉冲电流为15 A/mm²时,断裂韧性达到最大值9.41 MPa·m^1/2,相比于未使用电场处理的断裂韧性提高了近10%。经电场处理的YG8硬质合金刀具在切削过程中切削温度降低,可有效防止积屑瘤产生,改善切削过程的摩擦状态,保证了切削质量,使得被加工工件表面质量明显提高。     

放电等离子烧结制备超细晶WC-3Co硬质合金的组织和性能

采用高能球磨制备纳米WC-3Co粉末,再通过放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)制备超细晶WC-3Co硬质合金。研究SPS工艺参数对合金致密度、显微组织和力学性能的影响,并对SPS和热压工艺(hotpressing,HP)进行对比。结果表明:SPS可实现WC-3Co粉末的低温快速致密化。升高温度或提高压力都使得合金的致密度提高,同时导致WC晶粒长大。SPS较HP升温速率快且烧结时间更短,合金组织更加均匀,在1 300℃保温5 min、烧结压力为40 MPa的条件下所制备的合金具有最佳综合性能,其平均晶粒度为0.32μm,相对密度、硬度、抗弯强度、断裂韧性分别为99.3%、2257 HV30、1 906 MPa、10.36 MPa.m1/2。而在1 450℃、压力为50 MPa、保压5 min条件下,热压合金的致密度、硬度和断裂韧性分别为99.6%、2 264 HV30和11.01 MPa.m1/2,但抗弯强度只有1 301 MPa,平均晶粒度为0.47μm。     

梯度硬质合金结构与性能的关系

采用真空烧结-渗碳处理工艺制备了梯度结构硬质合金,通过力学性能测试、物理性能测试和光学显微分析研究了渗碳处理前的真空烧结工艺和渗碳处理时间对合金抗弯强度、冲击韧性、密度、矫顽磁力以及表层双相区厚度的影响。结果表明:在渗碳的开始阶段,合金的抗弯强度、冲击韧性以及表面硬度均随渗碳时间的延长而增大;继续延长渗碳时间,合金的力学性能开始下降;合理控制渗碳时间以便得到适当厚度的WC+Co两相区是获得高性能梯度结构硬质合金的关键因素之一;在渗碳过程中,合金的矫顽磁力和密度随渗碳时间的增加而下降,表层WC+Co两相区的厚度随渗碳时间的增加而增加。     

烧结工艺对低Co超细晶硬质合金性能的影响

低Co超细晶硬质合金具有比常规的超细晶硬质合金更高的硬度、耐磨性、红硬性,在精密机械、加工刀具、特种耐磨材料及零件、拉拔模具等领域有其独特的优势和广泛的应用。本文以超细WC粉和球形Co粉为原料,采用真空烧结或低压烧结制备低Co超细晶硬质合金。采用低压烧结技术可成功制备出硬度为2110 HV30,矫顽力为55.7 kA/m,抗弯强度为2 250 MPa的低Co超细晶硬质合金。采用SEM、金相显微镜、维氏硬度计、矫顽磁力仪、材料实验机等研究烧结工艺对合金显微组织和物理机械性能的影响。结果表明:提高烧结温度或采用低压烧结,可以使低Co超细晶硬质合金中的孔隙度减少,强度提高。低压烧结制备的合金晶粒度大于真空烧结制备的合金晶粒度,但是采用真空烧结制备的合金中易出现WC晶粒异常长大现象。     

WC-TiC-Ni硬质合金的制备与性能

以WC、(W,Ti)C和Ni粉末为主要原料,采用冷压-真空烧结法,制备WC-TiC-Ni硬质合金,研究Mo、Co等合金化元素的添加对合金显微组织力学性能的影响.采用扫描电子显微镜、三点抗弯曲、洛氏硬度等测试手段对烧结坯体致密化过程、显微组织演变及材料力学性能等进行表征.结果表明,通过技术控制,可制备出高致密度、良好力学...     

烧结热等静压技术在硬质合金领域的应用

阐述了烧结热等静压技术(Sinter-HIP)在硬质合金领域应用的广阔前景。对钢铁研究总院开发研制的烧结热等静压机进行了介绍。     

真空烧结温度对WC-TiC-TaC-Co硬质合金组织和性能的影响

采用高能球磨、真空烧结工艺制备WC-13(TiC+TaC)-8Co-1(VC+Cr3C2)硬质合金,研究了不同烧结温度对WC-TiC-TaC-Co硬质合金微观组织、力学性能和磁性能的影响。结果表明,提高烧结温度有利于提高合金的致密度,但是过高的烧结温度会导致晶粒长大,使合金致密度下降;合金的硬度、抗弯强度和矫顽力随着真空烧结温度的提高先增大后减小;相对磁饱和强度随着烧结温度的升高呈现下降的趋势;1 400℃烧结的合金综合性能较好,合金的相对密度99.6%、抗弯强度1 992 MPa,硬度92.3 HRA,矫顽力34.3 k A/m,相对磁饱和强度为76.5%。