Ti(C,N)含量对硬质合金脱β层的形成及其CVD涂层刀具切削性能的影响

本文通过改变原料中Ti(C,N)的含量(0.5%和1.5%)(质量分数,下同),采用一步烧结法制备了WC-Ti(C,N)-Nb C-Co脱β层硬质合金,并通过化学气相沉积(CVD)技术制备Ti N/MT-Ti CN/Al2O3涂层硬质合金,研究的目的是比较Ti(C,N)含量的微量变化对其脱β层硬质合金的微观组织和物理力学性能,以及其涂层刀具车削45#钢的使用寿命的影响。研究结果表明:在两种合金的表层均形成了脱β层,随着Ti(C,N)含量从0.5%增加至1.5%,脱β层厚度从11μm增加至35μm,另外,WC平均晶粒度从1.97μm减少至1.60μm;矫顽磁力HC和维氏硬度HV30提高,合金密度D和断裂韧性KIC降低。涂层刀片的切削试验结果表明:高Ti(C,N)含量制备的涂层刀片的耐磨性略微降低,而抗冲击性能明显提高。     

烧结碳气氛对CVD涂层刀片基体脱β层厚度的影响

为了研究烧结气氛对硬质合金脱β层厚度的影响，本研究以WC、Co、Ti(C,N)、(Ti,W)C和(Ta,Nb)C粉末为原料，通过脱氮气氛烧结制备了WC-(Ti,W)C-Ti(C,N)-(Ta,Nb)C-Co梯度硬质合金，并分析了Ti(C,N)含量和烧结碳气氛对合金微观组织与性能的影响规律。结果表明，添加Ti(C,N)将促进立方相向合金内部扩散，钴往外的扩散驱动力增强，在合金表面形成岛状或层状覆钴现象。烧结气氛主要是通过合金表面的碳含量来影响液相和立方相的迁移来影响脱β层的形成，随烧结炉碳气氛升高，脱β层厚度减少，添加0.9%Ti(C,N)制备的梯度硬质合金在低、中、高3种碳浓度气氛中脱β层厚度分别为20.2μm、10.7μm、0μm，因此，碳浓度气氛是影响脱β层厚度的一个重要因素。     

四元复合碳化物的添加方式对WC-Co硬质合金显微组织和机械性能的影响

通过一步还原法分别合成(W,Ti)C、(Ta,Nb)C、(W,Ti,Ta)C、(W,Ti,Ta,Nb)C固溶体,并以单一碳化物和固溶体的方式将Ti、Ta、Nb添加到WC-7%Co硬质合金中,考察碳化物添加方式对WC-7%Co硬质合金显微组织和机械性能的影响。结果表明,以(W,Ti,Ta,Nb)C固溶体的方式加入可提高WC-7%Co硬质合金的机械性能,其抗弯强度、维氏硬度、断裂韧性分别达到2 289.9 MPa、1 680 HV、9.67 MPa·m~(1/2)。     

Ti(C,N)含量和烧结温度对梯度硬质合金脱β层厚度的影响

以Ti(C,N)为N源,在脱氮气氛下烧结制备WC-TiC-Ti(C,N)-TaC-NbC-Co硬质合金,研究Ti(C,N)含量和烧结温度对脱β层厚度及合金微观组织与性能的影响。结果表明:随Ti(C,N)的质量分数从0.5%增加到1.5%,脱β层厚度持续增大。随烧结温度升高,脱β层厚度增大,增大的幅度随Ti(C,N)含量增加而增大。合金的密度、硬度和矫顽磁力不受Ti(C,N)含量的影响,但随烧结温度升高,合金的硬度降低、矫顽磁力变小、WC平均晶粒尺寸增大且直边化。脱β层中无明显的WC晶粒异常长大现象,脱β层厚度由Ti的扩散和N含量决定。     

碳含量对金属陶瓷组织和力学性能的影响

制备4种不同碳含量Ti（C,N)基金属陶瓷,通过碳分析仪、氧氮分析仪、扫描电镜、X射线衍射仪、维氏硬度测试仪等仪器检测Ti（C,N)基金属陶瓷的合金碳、氧、氮成分、微观组织、力学性能等,分析碳含量对显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着碳含量增加,合金中氧含量降低,黏结相钴、镍中固溶的W、Mo、Ti含量降低,黑芯相减...     

脱β层梯度硬质合金的制备及组织结构

采用1步烧结法,在原料粉末中添加中颗粒Ti(C,N)的情况下制备表面含脱β层的梯度结构硬质合金。分别采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及能谱技术(EDS)分析合金样品的微观组织、相组成及成分分布。结果表明,在1 420℃下真空烧结时,初始成分不含Ti(C,N)的合金样品的组织为均质结构,由WC,Co基粘结相及(Ti,W)C三相组成;初始成分含有Ti(C,N)的合金样品表层形成了脱β层,脱β层中仅存在WC,Co基粘结相2相,芯部的组织除WC,Co基粘结相及(Ti,W)C 3相以外,还存在少量近球形未溶解的Ti(C,N)核心。脱β层既是1个缺立方相层,也是1个富钴层。     

脱β层梯度硬质合金表层元素分布的电子探针微区分析

利用WC,Co,(Ti,W)C,Ti(C,N)等原料粉末,采用1步烧结法制备脱β层梯度硬质合金,利用扫描电镜观察合金表层的微观组织结构,采用电子探针微区分析技术(electron probe micro analysis,EPMA)定性分析合金表层的金属元素W、Ti、Co及轻元素C、N的分布规律,采用EPMA定量技术分析金属元素尤其是Co的复杂分布规律,并对其形成机制进行深入讨论。定性分析结果表明:脱β层内W元素的含量稍高于合金芯部的平均W含量;所有含Ti相均已完全脱除;脱β层不仅是缺立方相层,同时也是富Co层;脱β层中C元素的含量略有下降;N元素含量并不为零,某些区域甚至高于芯部。定量分析结果表明:脱β层中Ti元素含量基本为零,但在界面靠近芯部一侧Ti元素含量明显高于芯部的平均值;从合金表层至芯部依次存在低钴层、高钴层及贫钴层3个钴含量不同的区域。合金整个表层钴含量的复杂分布情况是由钴原子的空位扩散机制与液相迁移机制联合形成的。     

激光熔覆高熔点AlCrFeMoNb_xTiW高熵合金涂层组织及耐磨性能

为了提高高速切削刀具的表面耐磨性能,设计了一种高熔点高熵合金成分体系,采用激光熔覆技术制备了AlCrFeMoNb_xTiW高熵合金涂层。利用光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)等手段对其显微组织进行表征分析;利用显微硬度计、摩擦磨损试验机对涂层硬度及耐磨性能进行了检测。结果表明:熔覆层相组成主要由BCC,(Nb,Ti)C及Laves相所组成;当Nb原子分数为1时,涂层显微组织为胞状树枝晶及颗粒状碳化物;随着Nb原子比增加,涂层组织逐渐由放射状共晶向长条树枝状过共晶组织转变,但弥散分布的颗粒状(Nb,Ti)C始终存在于涂层内部。涂层硬度逐渐上升,当Nb原子分数为7时,涂层的最高硬度可达HV0.21017。磨损实验表明,各个Nbx涂层的平均摩擦系数差别不大;磨损量随着Nb含量的升高而降低;涂层磨损机制主要以磨粒磨损为主。     

超细晶硬质合金用原料Co粉的选择

除球磨时间、碳含量、抑制剂及烧结方式对超细晶硬质合金的性能影响较大外,WC粉和Co粉原料的选择也对超细晶硬质合金有重要的影响。采用不同球形度、氧含量和硫含量的Co粉作为粘结相,在相同的工艺条件下,制备成分相同的超细晶硬质合金。通过考察制备合金的抗弯强度(TRS)、断裂韧性(KIC)和HV30等力学性能,评定不同Co粉对合金性能的影响。结果表明:在相同的工艺条件下,随着球形度增加,Co粉在混合料中分布更均匀,合金的TRS随之提高,但硬度和KIC变化不大;合金的TRS和硬度随着Co粉松装密度的增大略有下降;Co粉中氧含量及杂质(如S等)含量对超细晶硬质合金性能影响重大,过量的氧和杂质能使超细晶硬质合金综合性能大幅降低。     

β-SiAlON-cBN陶瓷复合材料的制备与性能

采用放电等离子烧结(SPS)在1 500℃下制备不同立方氮化硼(cubic Boron Nitride,即cBN)含量的β-SiAlON-cBN陶瓷复合材料,研究cBN含量对陶瓷复合材料的物相组成、显微组织和性能的影响.XRD分析表明:在添加复合烧结助剂的条件下合成的β-SiAlON-cBN陶瓷复合材料,β-SiAlON的量随着cBN含量的增加而增加.FESEM观察结果表明:cBN颗粒较均匀地分布在β-SiAlON基体中,一些cBN颗粒表面出现可剥离的层片状物质六方氮化硼(hBN).随着cBN含量的增加,β-SiAlON-cBN陶瓷复合材料的相对密度先下降后略有上升,硬度呈现降低趋势,断裂韧性则先升高后略有降低.β-SiAlON-10%cBN(质量分数)的相对密度和硬度分别为96.8%和13 GPa,β-SiAlON-30%cBN的断裂韧性可达到KIC=3.2 MPa·m1/2.     

预合金粉制作钢结硬质合金组织的研究

分析了碳对预合金粉制作钢结硬质合金组织的影响,论述了WC与复式碳化物的形成过程。分析结果表明：WC析出的数量与组织中的碳量有关,碳量加入量为0．6％,其组织可接近传统钢结硬质合金组织。     

SHS法制备TiC-Ni和TiC-Ni-Mo硬质合金

采用SHS-加压法制备了TiC-Ni,TiC-Ni-Mo硬质合金。对于Ti-C-Ni系,首先形成Ti-Ni溶液,碳溶入其中后,TiC从中析出,通过压力下的液相烧结形成致密TiC-Ni合金。镍含量影响TiC的晶粒大小和形貌。添加钼可细化TiC晶粒。SHS TiC-Ni和TiC-Ni-Mo合金的力学性能与相近成分的常规合金相当。     

红外吸收法测定铝碳化硅碳砖中碳化硅量

根据铝碳化硅碳砖的组成特点，对各种常用炭素材料和碳化硅的分解温度进行试验，找出了各种常用炭素材料与碳化硅的分解温度的不同，并据此通过高温灼烧法将炭素材料中各种形式的碳与碳化硅中碳分离。应用HCS－140型红外碳硫分析仪，对碳化硅中碳的测定条件进行了研究，在选定的工作条件下，用红外吸收法测定碳化硅中碳的含量，从而换算出碳化硅量，取得了满意的结果。     

超细硬质合金研究综述

综述了超细硬质合金WC粉末的制造方法、晶粒长大抑制机理及抑制剂对合金性能的影响。     

硬质合金回收研究进展及发展趋势

硬质合金的使用量逐年快速增长,生产上废弃的硬质合金渐渐受到重视.改进废旧硬质合金的二次回收工艺,对资源的保护和可持续发展的意义重大.回收硬质合金的研究主要围绕节能环保、工艺简洁、回收效率和回收质量等方面展开.文中综述了国内外关于回收废旧硬质合金碳化钨和钴的研究目的,主要方法及其基本原理、应用工艺条件和综合回收效果.指出物理处理和化学处理冶金方法相结合、机械破碎和高温热处理相结合的方法对废旧硬质合金具有很好的综合回收效果,是当前研究的主要方向.最后对硬质合金回收的未来发展进行展望.     

加快技术创新步伐 迎接未来挑战——对我国硬质合金行业未来发展的思考

介绍了技术创新的基本概念 ,分析、说明了重视人才与人才培养、加强横向联合与企业自身的研发技术、加强基础研究对推动企业技术创新的重要性。指出近年来由于我国硬质合金行业发展迅速 ,加入世贸组织后 ,中国将有希望成为硬质合金的国际加工中心。因此 ,我国的硬质合金行业要抓住机遇 ,充分吸收国外的资金和先进的管理方式 ,加快技术创新步伐 ,走高效发展之路。只有这样 ,我国硬质合金行业才能形成不但具有资源优势 ,而且具有技术优势的产业     

TiC-WC粒度和微观结构与WC粒度和微观结构的关系及其对硬质合金性能的影响

研究了WC粒度和微观结构对TiC-WC固溶体粒度和微观结构及合金性能的影响。结果表明,TiC-WC固溶体粒度随WC粒度的增粗而增大,其亚晶尺寸随WC亚晶尺寸的增大而减小,而微观应变则随WC微观应变的减小而增大。TiC-WC固溶体和合金之间的微观结构存在着良好的依赖关系。由大的亚晶尺寸和低微观应变的TiC-WC固溶体制取的合金,其抗弯强度和冲击韧性较好。     

GCr15钢加热工艺与液析、带状的关系

轴承钢在轧制之前对钢锭进行高温扩散退火对消除碳化物液析、改善碳化物带状是极其关键的一道工序,以前对模铸轴承钢研究较多,而对连铸坯的高温扩散退工艺的研究比较少。此文针对连铸坯的高温扩散工艺-加热温度和时间与碳化物液析、碳化物带状的关系进行了研究,结合车间加热炉的加热能力,确定了比较合适的加热工艺制度：将加热温度调整到1200～1280℃,加热时间接近5小时,可使带状级别控制到2级以下,使碳化物液析得到消除,提升了产品的内在质量,有重要的经济价值,并对我国连铸轴承钢连铸坯的高温扩散工艺有一定的参考价值。     

纳米钨和WC-Co粉末制备技术的现状与发展趋势

综合介绍了近20年来美、中、俄等国纳米钨和WCCo粉末制备技术的发展与现状,结合对一些主要工艺、方法如喷雾转化法、溶胶-凝胶法、气固相反应法、机械合金化法、离子化学法、直接还原碳化法等的详细介绍,着重展示了中国在最近10年内的有关进展,并指出了这些方法的优势与不足。还对国内外用各种方法制备的纳米钨和WC-Co粉末的粒度与性能进行了分析与比较。指出无论是国内还是国外,真正实现纳米钨和WCCo粉末的大规模生产与大批量应用尚有一定的路程。     

稀土添加量对TiC基钢结硬质合金性能的影响

采用真空烧结法以TiC粉、纯Mo粉、纯Cr粉、羰基Fe粉、鳞片状石墨等为原料,制备了TiC基钢结硬质合金,并采用含Ce的环烷酸稀土作为成形剂,通过加入不同含量的Ce元素对其进行改性。利用SEM、万能实验机、洛氏硬度计等对烧结试样进行显微组织和性能分析。结果表明,添加稀土元素进行改性后的合金试样接近全致密;同时,TiC更加均匀地分布于基体中;添加Ce元素质量分数为0.2%时,合金抗弯强度达到最大值,相比不含Ce的合金试样提高近28%。