纳米WC/Co硬质合金粉末烧结早期的晶粒长大研究

研究了纳米晶粒WC／Co硬质合金烧结早期的晶粒长大问题，利用X射线衍射、TEM等技术对烧结过程中晶变化情况进行分析，并在此基础上探讨了烧结早期的晶粒长大机制。实验结果表明：WC晶粒长大在加热过程已经发生；晶粒开始长大温度为1000℃，在1100℃部分晶粒长大到100nm；在1200℃，有更显著的晶粒长大发生，有些尺寸达到400nm。烧结过程中WC晶粒形状变得规则化。烧结早期WC晶粒长大是在晶粒旋转合并机制与局部液相烧结机制共同作用下完成。     

国外WC－Co硬质合金中钴的替代研究概况

介绍了国外ＷＣ－Ｎｉ，ＷＣ－Ｃｏ－Ｎｉ及ＷＣ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｎｉ等系列新型粘结剂硬质合金以及ＷＣ－Ｆｅ、ＷＣ－Ｆｅ－Ｃｏ及ＷＣ－Ｆｅ－Ｎｉ等硬质合金的研究情况，并对以铁、镍代钴的硬质合金研制特点及今后的发展方向进行了分析。     

WC－Co－Ni硬质合金的微观组织和断裂强度

结合ＷＣ－Ｃｏ－Ｎｉ硬质合金工业生产中的质量检测工作，应用二次电子图像（ＳＥＩ）、背散射电子图像和特征Ｘ射线扫描图像，观察和分析了该合金的断裂行为，并讨论了降低合金断裂强度的因素。     

η相粉末的加入对WC-10Co硬质合金组织与性能的影响

通过向WC-10Co混合粉末中加入2%和4%质量分数的η相粉末和等摩尔量的炭黑,经过传统的粉末冶金工艺制备含板状WC晶粒的硬质合金,研究η相碳化反应过程以及η相粉末加入量、η相粉末在基体中球磨时间对合金组织与性能的影响。结果表明:加入少量的η相粉末及等摩尔量的工业炭黑后,WC-10Co中的WC晶粒出现了明显的板状特征,随η相粉末加入量增多,板状WC晶粒数量增多;在总球磨时间不变的前提下,随η相粉末在基体中球磨时间增加,板状WC晶粒的分布越来越均匀。所得到的板状WC晶粒是η相在950~1 200℃之间与WC-Co基体中扩散来的C原子碳化反应后生成不同形貌的WC孪晶得来的,且碳化速度是影响WC孪晶形貌的关键因素。相对于相同Co含量的传统硬质合金,板状WC晶粒均匀分布的硬质合金密度基本保持不变,硬度提高0.7%,强度提高6%,断裂韧性提高17%。     

不同工艺条件对WC-20％Co硬质合金性能的影响

采用高能球磨法制备WC—Co粉末,分别在低压和真空条件下制备WC-20％Co硬质合金,通过对合金性能的检测和金相组织的观察,研究了球磨时间和烧结工艺对硬质合金性能的影响。结果表明,球磨时间对硬质合金性能和组织结构有明显的影响;通过控制适当的球磨时间,町提高硬质合金的硬度和高韧性;通过调节工艺,真空烧结也可以提高合金的性能,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。     

Co含量与烧结温度对纳米晶WC-Co硬质合金结构与性能的影响

WC晶粒并合生长与WC原料特性以及合金中的Co含量密切相关。以比表面平均径为70 nm的WC粉末为原料,采用VC+Cr3C2作为晶粒生长抑制剂,探讨Co含量与烧结温度对WC-Co合金结构与性能的影响。结果表明,Co含量增加能降低纳米晶WC晶粒的邻接度,进而有效抑制烧结过程中WC晶粒的并合长大。在1 330℃下加压(0.9 MPa)烧结制备WC-15Co-0.7Cr3C2-0.6VC合金,WC平均晶粒尺寸为160 nm,合金硬度为93.6 HRA,抗弯强度为4160 MPa(C型样品),Palmqvist断裂韧性KIC为10.1 MPa m0.5。热分析结果表明,合金液相出现温度在1 322~1 345℃之间,没有出现液相温度的纳米尺寸效应。     

添加Cu对WC－13％Fe／Co／Ni硬质合金性能与组织的影响

讨论了加入少量Ｃｕ对ＷＣ－１３％Ｆｅ／Ｃｏ／Ｎｉ硬质合金性能和组织的影响。叙述了在扫描电镜和透射电镜下，对该合金进行的金相观察和微观组织研究结果。结果表明，Ｃｕ有细化和球化ＷＣ晶粒的作用，当加Ｃｕ量为０．８％左右时，合金的性能最佳，其抗弯强度比未加Ｃｕ的合金高６７０Ｎ／ｍｍ２，可达到２３７０Ｎ／ｍｍ２。此外，合金在烧结后的缓冷过程中发生马氏体相变，其马氏体与γ相符合Ｋ—Ｓ取向关系。     

Co/Al类水滑石催化苯甲醛氧化制备苯甲酸的研究

采用共沉淀法制备了几种水滑石和类水滑石,并将其用于催化苯甲醛双氧水氧化制备苯甲酸的反应.分别针对水滑石的类型以及催化苯甲醛氧化的工艺条件等进行了摸索.实验结果表明:在不同二元金属组合的水滑石中,Co/Al类水滑石的催化氧化效果最好.对于Co/Al类水滑石而言,当Co/Al摩尔比为2:1时,在苯甲醛25 ml、30%H2O2 40ml、催化剂0.4g、反应温度60℃、反应时间2 h的条件下,苯甲酸的产率和选择性分别高达99.7%和98.5%.     

V和Cr对超细WC-Co硬质合金Co粘结相成分与WC/Co界面组织结构的影响

采用粉末冶金法制备WC-30Co,WC-30Co-1VC和WC-30Co-1Cr3C2硬质合金(成分含量为质量分数,下同),分别采用随炉冷却和水淬2种方式进行冷却,采用电子探针分析技术和高分辨率透射电镜,分析合金的Co相成分以及WC/Co界面结构,研究V和Cr元素对WC-30Co合金的Co粘结相成分与WC/Co界面结构的影响。结果表明:VC抑制晶粒长大的效果比Cr3C2更明显;在1 280~1 360℃下烧结时,V和Cr的添加可提高W在Co相中的固溶量,而在1 400℃烧结时,对W在Co相中的固溶量影响不大。水淬态合金的WC/Co界面发现层状的含Cr和V的析出相,且含V析出相的厚度明显大于含Cr析出相的厚度;可以推断界面析出相是在烧结过程而并非冷却过程中形成的;析出相的形成是Cr3C2和VC抑制WC晶粒长大的重要原因。     

Cr3C2含量对热压烧结WC基硬质合金材料微观组织和力学性能的影响

为了研制高强度高硬度的硬质合金刀具材料,本文采用真空热压烧结技术制备Cr₃C₂含量不同的WC基硬质合金。通过XRD、SEM、EDS等分析手段研究其物相组成及微观形貌,探究Cr₃C₂含量对WC基硬质合金力学性能和微观组织的影响规律。结果表明：在WC-Co硬质合金中添加适量Cr₃C₂可有效抑制WC晶粒异常长大,提高晶粒均匀度,减少微观组织缺陷,进而改善其综合力学性能。随Cr₃C₂含量增加,合金的硬度和抗弯强度先升高后降低,断裂韧性先降低后升高。当Cr₃C₂的质量分数为0.4%时,WC基硬质合金综合力学性能最佳,硬度(HV)达到20.97 GPa,抗弯强度为1 584 MPa,断裂韧性为10.92 MPa·m^1/2,其中硬度大幅提高对于硬质合金材料用作切削刀具具有重要意义。     

WC基硬质合金在轧钢机中的应用

本文介绍了WC硬质合金技术在小型轧机的复合轧辊、辊环及导辊、导卫等耐磨件方面的应用 ,并对提高轧机的作业率和产生的经济效益进行了分析     

WC/Cu复合材料组织及烧结过程研究

研究了粉末冶金冷压—烧结法制备的WC/Cu复合材料在不同温度和时间烧结时的组织变化及WC含量对烧结过程的影响,分析了该材料的烧结过程。结果表明,WC颗粒推迟了烧结进程。烧结过程中烧结体无明显收缩,WC颗粒显著阻碍了晶粒长大。WC/Cu复合材料的烧结过程可分为粘结、烧结颈长大、闭孔球化、烧结颈二次长大四个阶段     

提高硬质合金工具使用寿命的研究

通过改变硬质合金剩余应力类型和状态，改善了硬质合金的性能，提高了硬质合金工具的使用寿命。     

涤纶切断刀用WC—20%（Fe—Co—Ni）硬质合金研究

对用富铁高粘结剂的ＹＦ２０硬质合金ＷＣ２０％（ＦｅＣｏＮｉ）做涤纶切断刀进行了研究，结果表明：ＹＦ２０硬质合金的物理力学性能已接近或达到ＹＧ２０硬质合金水平，获得了满意的结果。     

纳米晶掺Ce硬质合金粉末的制备

采用高能球磨法，制备出了晶粒度约11nm的掺Ce硬质合金粉末。用XRD、SEM和DTA等分析检测手段，研究了高能球磨过程中，掺Ce硬质合金粉末的结构、形貌和相的变化。结果表明：微量Ce的加入，有利于硬质合金粉末晶粒的细化；高能球磨10小时，即可获得晶粒度为30nm的掺Ce硬质合金粉末；高能球磨20小时，Co相的X-ray衍射峰消失，说明Co相已完全固溶或亚固溶于WC相中；高能球磨30小时，可获得晶粒度的11nm的掺Ce硬质合金粉末。DTA分析表明，与高能球磨前的粉末相比，在300－600℃加热时，高能球磨掺Ce硬质合金粉末出现了明显的结构驰豫。     

低钴含量粗颗粒WC-Co硬质合金的真空烧结

文章分析了不同预烧和烧结工艺条件对低钴含量粗颗粒ＷＣ－ Ｃｏ 硬质合金性能的影响, 探索了采用真空烧结获得高性能低钴含量粗颗粒ＷＣ－ Ｃｏ硬质合金的可行性。     

液相烧结高比重合金早期固相烧结阶段的致密化机理

研究了PIM(粉末注射成形)的拉伸棒和传统粉末;台金P/M拉伸样的高比重合金的致密化。结果表明,在液相温度1465℃以下,1400℃烧结2h之后,合金的致密度大于90％,相对线缩率大于72.5％。高比重合金在固态烧结时,发生大部分的致密化。选用PIM和P/M两种试样的目的是为了说明压坯的孔隙度对致密化的影响。重点讨论和提出了固相烧结阶段致密化的可能机理。     

烧结曲线(MSC)在200nm WC-Co硬质合金晶粒长大模拟中的应用

利用Master Sintering Curve晶粒长大方程模拟了200 nm WC-Co硬质合金固相烧结和液相烧结过程中WC晶粒的长大曲线,并与实际烧结实验相比较.烧结实验选用的WC的粒度为200 nm,采用球磨混料,经过普通模压,压制压力为200 MPa,制备出直径为20 mm、厚度为3～5 mm的压坯.烧结实验在管式炉中进行,烧结气氛为高纯氢气,加热速率为10℃·min<'-1>,烧结时间为10 min.结果表明:Master SinteringCruve模型在WC-Co硬质合金烧结过程中具有很好的适用性.计算出的品粒长大随烧结温度的变化与实际烧结实验具有很好的一致性.经过固相烧结,200 nm的WC长大到254 nm,烧结激活能为450 kJ·mol<'-1>,但体积扩散和晶界扩散机制的区别不是很明显.经过液相烧结WC颗粒继续长大到287 nm,此时固液相的界面反应控制整个烧结过程,烧结激活能为474 kJ·mol<'-1>.压坯烧结激活能的增加,将显著抑制在烧结过程中WC晶粒的长大.     

等离子喷涂WC/Co涂层测试分析方法

探讨了WC/Co涂层常规性能测试方法及涂层的微观分析方法。