高抗腐蚀、耐磨损、镍粘结相硬质合金的研究

以镍为主粘结相,配以一定比例的微量合金元素(Co+Cr质量分数小于1.4％),通过合理调整合金成分,严格控制生产工艺,研制出一种高抗腐蚀、耐磨损的镍粘结相(6％)硬质合金.该合金与含钴6％(质量分数)的硬质合金在弱酸性试验环境下进行抗腐蚀、耐磨损性能对比试验.结果表明:镍粘结相合金的抗腐蚀耐磨损性比相同钴含量硬质合金的...     

无粘结相WC基硬质合金研究进展

无粘结相WC基硬质合金具有传统硬质合金无可比拟的优异耐磨性、抗腐蚀性,极佳的抛光性和抗氧化性,是集陶瓷的硬度和硬质合金的韧性于一身的结合体。但无粘结相WC基硬质合金对碳含量比传统的WC-Co硬质合金更为敏感,同时面临脆性及难于致密化等问题。文章对无粘结相WC基硬质合金国内外近几年取得的一些研究成果进行了综述。     

不同粘结相WC基硬质合金微观结构与性能

以碳质量分数为理论含碳量的WC为硬质相,在1450℃下通过气压烧结制备WC-20Fe,WC-20Ni和WC-20Co硬质合金,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、电子探针和力学性能测试研究了不同金属粘结相对烧结硬质合金微观结构和力学性能的影响。结果表明：WC-20Fe合金出现η脱碳相(Fe₃W₃C),W在粘结相Fe中的溶解度仅有1.915%(质量分数),WC晶粒尺寸最小。WC-20Ni合金渗碳出现石墨相(C),W在粘结相Ni中的溶解度达到10.753%(质量分数),WC晶粒尺寸最大,合金硬度最小。WC-20Co合金为正常两相区组织(WC+γ),具有最高抗弯强度2720 MPa和最大硬度934.41 kg·mm^-2。所有合金断裂模式均为脆性断裂和沿晶断裂,WC-20Co合金断口出现明显的粘结相撕裂。     

硬质合金热处理和钴粘结相的转变温度

本工作证实WC-Co系硬质合金通过热处理可以提高其抗弯强度。所增加的抗弯强度决定于合金中钴的含量,钴含量越高的合金,其抗弯强度的增加重也就越多。主要是由于淬火热处理抑制了高温稳定的面心立方钴相转变成密排六方钴相。
本实验还采用差热分析仪测定了WC-Co系合金在加热过程中,密排六方钴相转变成面心立方钴相的相变温度。发现其相变温度随合金中钴含量的增加而升高,如YG8是742℃,YG15是770℃,YG20是821℃,这是由于高钴合金的粘结相在升温过程中有较高的钨含量。
本实验中还发现,烧结后低钴硬质合金要高于高钴硬质合金的粘结相中的钨含量,因为低钴硬质合金的烧结温度通常是高于高钴硬质合金,一般说来烧结温度越高,则粘结相中的钨含量也就越高,但当烧结态硬质合金再一次加热时,其钴结相中的钨含量要增加。所以淬火后高钴硬质合金的粘结相中的钨含量甚至比低钴硬质合金的粘结相中的还要高,这就是为什么钴粘结相由密度六方转变成面心立方的温度随硬质合金中钴含量的增加而提高。     

低温轧制硬质合金辊环粘结相成分优化研究

重点研究了硬质合金辊环粘结相成分的优化,以提升其断裂韧性.第一性原理计算结果表明,增加粘结相中镍含量,可稳定粘接相为面心立方结构,使其成键性减弱,磁性降低,从而显著提升硬质合金的断裂韧性和延展性.实验结果表明,将粘结相中钴全部替换成镍后,硬质合金的断裂韧性提升了29％.利用这一成果开发的高镍硬质合金辊环系列新产品,在螺...     

一氧化钛基金属陶瓷粘结相的研究

本文对铜基与铁铬基两个系列的合金用作一氧化钛（TiO）基金属陶瓷仿金材料的粘结相进行了研究。结果表明：纯Cu及Fe－Cr合金在TiO上的润湿性较差，不宜作TiO的粘接相，Cu中加入少量Mo，C，可明显改善其润湿性，Cu－Mo-C中加入适量的Al、Ni、Si，可使合金的颜色接近黄金且有较好的耐蚀性，并能与TiO保持很高的界面结合强度，适用于TiO陶瓷的粘结相，Fe－Cr合金中加入表达活性物质A中显著改善在TiO上的润湿性，抑制Fe与TiO间的界面反应，与TiO间形成很高的界面强度，可用做TiO陶瓷的粘结相。     

高熵合金粘结相WC基硬质合金的研究进展

WC基硬质合金因其高硬度、高强度、耐腐蚀的优点广泛应用于切削工具、凿岩工具以及军工等领域。但传统WC基硬质合金无法同时满足高强度和高韧性的要求,从而限制其在部分领域的应用。高熵合金（HEA）是至少五种或更多种等量或大约等量的金属元素形成的合金,其固有的高熵效应可以抑制合金材料中间相的形成,促进形成单一的固溶体,从而具备高硬度、高韧性、抗高温氧化、耐腐蚀性、高耐磨性等优异的性能。研究者用高熵合金代替Co作为WC基硬质合金的粘结相进行深入研究,发现高熵合金作粘结相制备的WC基硬质合金具有较高的硬度、强度和刚度,良好的耐磨性和韧性。文章阐述了WC基硬质合金的概述、特点、分类及用途,介绍了以高熵合金作为粘结相的WC基硬质合金的制备方法以及力学性能,然后对WC基硬质合金的应用和发展进行了总结与展望。     

稀土对硬质合金线胀系数及粘结相形态的影响

主要研 究添加 稀土后的 硬质合 金线胀系 数的变化 规律、粘 结相中面 心立方 β Ｃｏ 的含量（ 质量分 数） 及其 钴相晶格 常数的 变化规律 。     

用镍基合金作粘结相的特种硬质合金模具材料

介绍了WC-Ni与Cr_3C_2-Ni系特种硬质合金模具材料的发展、性能特点及其应用情况,列出了一些厂家生产的典型牌号合金的性能,指出随着现代工业的发展与合金性能的改善,这两类合金的应用领域将会进一步扩大。     

烧结工艺对低粘结相硬质合金性能及微观结构的影响

采用粉末冶金法制备WC-0.5Cr3C2-0.5Co和WC-8.2(W、Ta、Ti)C-1.0Co两种合金粉末,以1 480℃/90 min真空烧结工艺和1480℃/90 min/5MPa低压烧结工艺分别制备出WC-0.5Cr3C2-0.5Co和WC-8.2(W、Ta、Ti)C-1.0Co两种无粘结相硬质合金。利用X射线衍射分析技术研究合金的物相,利用扫描电镜与能谱仪对合金微观组织结构进行观察与分析。结果表明:真空烧结工艺制备的合金晶粒细小、硬度高;低压烧结工艺制备的合金致密度较高、晶粒粗大、硬度降低。此外,Ti原子的存在使WC晶界能各向异性,从而造成W原子在粘结相中的各向异性溶解-析出,导致形成少量的板条状WC晶粒。     

Effect of Heat Treatment on Structure and Properties of WC-Co Hardmetals

Heat treatment changes the structure of the cobalt binder phase and the properties of the WC-Co hardmetals. The higher the cobalt content in the alloy is, the more effective the heat treatment is. The present work has found that the transformation of α-Co to ε-Co can be depressed by quenching the specimens in oil from 1000℃ and hence the transverse rupture strength of these specimens can be increased. During tempering the quenched specimens, new precipitated phases which have dispersion hardening effect on the cobalt binder phase have been observed.     

中国硬质合金工业发展中的隐忧与思考

介绍了中国硬质合金工业发展现状和发展中的隐忧,分析了隐忧的严重性及产生原因,探讨了中国硬质合金工业可持续发展之路。     

Implementation of advanced characterisation techniques for assessment of grinding effects on the surface integrity of WC–Co cemented carbides

Grinding is a key step on the manufacturing process of WC–Co cemented carbides (hardmetals). In this work, an investigation of grinding effects on the surface integrity of hardmetals is conducted. It is done by combining diverse advanced characterisation techniques: X-ray diffraction, field emission-scanning electron microscopy, electron back scatter diffraction, focused ion beam – 3D tomography and transmission electron microscopy. The study is carried out in a fine-grained WC–Co grade. Besides ground state, polished surface finish condition is assessed for comparison purposes. It is evidenced that grinding induces significant alterations: 3D tomography illustrates microcracking exists down to 2.5?μm depth with a highly anisotropic distribution at the subsurface, large compressive residual stresses extending until subsurface levels of about 12?μm, and phase transformation of binder from the original fcc phase into the hcp one, as well as severe plastic deformation observed within the binder at the surface level.

Invited keynote papers from EuroPM2017, Milan.     

金属粉末注射成形粘结剂的发展

概括了金属注射成形粘结剂的功能与发展过程，并对几种典型粘结剂及其脱除工艺进行了适用性与经济性分析。     

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。     

废残硬质合金的回收再生及应用

综述废残硬质合金的回收再生和应用。目前主要有工艺：锌熔法、电溶解法和机械粉碎法。介绍了这工艺的基本原理：回收再生的ＷＣ粉和Ｃｏ粉质量优良；可用作制造硬质合金刚石－金属工具材料，使用效果良好。     

烧结工艺对脱β层梯度硬质合金梯度结构的影响

使用一步烧结法制备了表面含脱β层的梯度结构硬质合金,采用扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针微区分析仪观察了梯度硬质合金的微观形貌、相组成及成分分布情况,分析了脱β层梯度结构合金样品的典型组织及烧结工艺对脱β层梯度硬质合金梯度结构的影响.结果显示:随着烧结温度的提高和保温时间的延长,脱β层的厚度均明显增加,且脱β层的厚度与保温时间的平方根基本呈线性关系;在同样的烧结工艺条件下,脱β层的厚度随着钴含量的增加而增大,随Ti(C,N)含量的增加而减小.     

碳原子在钴粘结相中的扩散系数研究

对硬质合金渗碳时碳原子在钴粘结相中的扩散行为进行了研究,所导出的扩散系数方程式适用于非金属扩散原子在液态金属中的扩散系数计算,所得到的结果与实际具有较好的符合性。