激光熔注法制备WC_p/Ti-6Al-4V梯度复合材料层

以单晶WC陶瓷粉末(WC particles-WCp)作为增强颗粒,采用激光熔注技术在Ti-6Al-4V表面制备了WCp/Ti-6Al-4V梯度复合材料层.在对梯度复合材料层宏观特征和形成机制分析的基础上,采用XRD和SEM对复合材料层的微观组织结构进行了分析.结果表明,WC颗粒在复合材料层中分布比较均匀,而且在深度方向上梯度分布.复合材料层中形成了新相TiC和W2C.TjC的数量和尺寸在复合材料层不同区域存在较大差异.在复合材料层上部,Tic的数量较多而且尺寸较大;在复合材料层下部,TiC的数量和尺寸均明显减少.WC/Ti界面反应层由W2C和TiC两层组成,WC颗粒注入位置对反应层尺寸有很大影响,WC颗粒从熔池后部"拖尾"注入可以有效减小反应层尺寸.     

WC溶解对WCp/钢基表层复合材料组织和性能的影响

利用V-EPC法制备了WC颗粒增强钢基表层复合材料.通过金相、扫描电镜、XRD、显微硬度及冲击磨料磨损性能测试等手段重点研究了在预制层中添加镍基自熔合金粉末(Ni6025 WC)后,WC在基体中的溶解对复合材料组织和性能的影响.结果表明,WC在复合层中全]溶解使复合层基体中出现珠光体,残留奥氏体,马氏体以及M6C型碳化物,经分析知该M6C型碳化物为Fe3W3C.本试验得到的试样显微硬度与同类WC/钢基表层复合材料相比显著降低,冲击磨料磨损下的体积磨损率也较高.这些均表明WC在基体中过度溶解和Fe3W3C在基体中的含量较多时,复合材料的性能较差.     

预制层中合金粉末粒度对WC/钢基表层复合材料复合效果的影响

在以高铬钢为基材,WC颗粒为增强颗粒,使用不同合金粉末粒度的预制层的条件下,利用真空实型铸渗法制备了WC/钢基表层复合材料,重点研究了预制层中的合金粉末粒度对表层复合材料铸渗过程及复合效果的影响.采用XRD、SEM对表层复合材料的组织进行了研究.结果表明:随着高碳铬铁粉末粒度的减小,WC颗粒在基体中的熔解程度增大,铸渗层的厚度增加,过渡层变化平缓,表面质量也日趋完好,当粉末粒度为200～320目时,所制备出的表层复合材料铸渗层完整,无裂纹,铸渗层的厚度为3mm.经分析可知,金属液带来的热量与浇铸后高温状态保持的时间长短对复合效果起到了关键性的作用.     

SLM成形WC/Al基复合材料的显微组织与力学性能

采用物理方法混合纳米WC与AlSi10Mg铝合金粉末,利用选区激光熔化成形技术(SLM)制备WC/Al基复合材料试样。通过金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验等对比同种工艺制备的AlSi10Mg试样及WC/Al基复合材料试样的性能,分析纳米WC对其微观组织形成、演变及力学性能的影响。结果发现,复合粉末球形度好,粒度分布均匀。WC/Al基复合材料试样硬度(HV)约为158.9,屈服强度达到337.8 MPa,抗拉强度高达514.0 MPa,相比沉积态试样分别增加了14.6%、4.7%、6.3%。     

工艺参数对SHS-铸造钢基表面TiC-Fe梯度复合涂层结构的影响

将自蔓延高温合成(SHS)技术与铸造工艺结合起来，制备了铸造钢基表面TiC—Fe梯度复合材料，研究了钢液的浇注温度、TiC—Fe预制块的组成及其相对密实度等工艺参数对梯度复合涂层结构的影响。结果表明：在保证预制块能被浇注的钢液直接点燃的条件下，适当提高钢液的浇注温度、降低预制块的密实度均有利于梯度复合涂层的形成；而且在预制块中掺加适量的低熔点金属稀释剂不仅可降低合成TiC颗粒的尺寸，而且也有利于梯度复合涂层的形成。梯度复合涂层的形成与钢液向预制块中的渗透、预制块中Fe和低熔点稀释剂的熔化以及合成的TiC颗粒向钢液中的扩散等作用有关。     

原料形貌特性和高温梯度碳化工艺对纳米WC粉末及其WC-Co合金均匀性的影响

采用不同氧化钨原料,通过氢还原、高温碳化工艺制备纳米W、WC粉末,研究了氧化钨形貌特性对纳米W、WC粉体形貌、均匀性的影响.择优选取了高比表面特制蓝钨(SBTO),并结合新型高温梯度碳化工艺制备了纳米碳化钨粉末,研究了新型高温梯度碳化工艺对纳米WC粉体特性及超细晶WC-Co硬质合金性能的影响.通过比表面测定仪、费氏粒度...     

预制层中合金粉末粒度对WC/钢基表层复合材料的表面质量和组织的影响

以高铬钢为基材、WC颗粒为增强颗粒,通过在预制层中加入不同粒度的高碳铬铁粉末对铸渗效果尤其是铸渗层的界面进行控制,重点研究预制层中的合金粉末粒度对表层复合材料表面质量和组织的影响。结果表明,随着高碳铬铁粉末粒度的减小,铸渗层的厚度呈递增趋势,表面质量也日趋完好,当粉末粒度为200~320目时,所制备出的表层复合材料铸渗层完整,无裂纹,铸渗层的厚度为3mm。表层复合材料的组织研究结果表明,随着高碳铬铁粉末粒度的减小,过渡层变化逐渐变平缓,而WC颗粒在基体中的溶解程度呈加剧趋势。     

WC粉末X射线衍射的粒度效应

用X射线衍射研究粒度 10 .86～ 0 .12 4μm系列WC粉末的粒度效应。随粒度变小 ,衍射线线形发生明显变化 ,从敏锐到极其漫散。亚微米级粒度的WC粉末谱线半高宽随粒度变细显著变化 ,半高宽是度量粒度效应的主要指标 ,而对于微米级粒度的粒度效应则可应用谱线背底宽度来衡量。极细和超细粒度WC粉末衍射谱线的2θ位置明显偏离平衡位置 ,这与临近纳米粒度有关。WC粉末衍射强度也随粒度产生明显变化 ,衍射强度随粒度变细的变化规律与半高宽的规律呈反转对应关系。应用WC粉末X射线衍射的粒度效应 ,尤其是谱线宽化的规律作为评定亚微米级WC粉末粒度尤其是极细和超细粒度 ,是有应用前景的。     

粉末冶金多孔不锈钢粉浆制备问题的研究

以气雾化316L型奥氏体不锈钢粉末为原料,采用粉浆浇注法制备薄壁多孔不锈钢滤管,研究了粉浆制备过程中,母液成分、添加剂含量与配比、温度和pH值、粉末粒径、液固比等因素对粉浆流动性、浇注工艺性、生坯密度及烧结坯材过滤性能的影响.实验确定了最佳的粉浆配制方案:在蒸馏水中加入3%的聚乙烯醇、0.5%的藻肮酸钠,加热拌匀后缓冷至室温.将母液与不锈钢粉末混合后,加入适量(约0.5%)正辛醇除气,用滴定剂调节粉浆pH值至10,充分搅拌后得到均匀的悬浮粉浆.     

专利介绍

放电等离子原位合成WC硬质合金方法；梯度组成烧结合金以及制造方法；快速制备MoSi2基复合材料粉末及其烧结体的方法；陶瓷颗粒增强铝基纳米复合材料的制造方法；纳米氮化铝／纳米铝双纳米复合材料的制备方法。[编者按]     

电冶熔铸WC/钢复合材料中WC的溶解行为

用电冶熔铸工艺制备不同WC含量的WC/钢复合材料,研究了WC颗粒在复合材料钢基体中的溶解行为和影响因素.结果表明:随着WC含量的增加,碳化物从钢基体晶界处分布逐渐转向晶内分布;随着WC颗粒尺寸的增大,在WC颗粒与钢基体界面处形成一层反应物,它阻止了WC颗粒在钢基体中的进一步溶解,同时也提高了两相界面的结合强度.通过调整电冶熔铸工艺参数和WC颗粒的尺寸及含量,可以控制WC颗粒在复合材料中的溶解行为.     

离心铸造颗粒增强金属基复合材料的硬度行为

采用离心铸造工艺制备了WC颗粒/钢基表面复合材料，并研究了其硬度变化的特征。结果表明，离心铸造使WC颗粒呈梯度分布，硬度由表及里呈现逐渐降低的趋势，过渡区得到强化；并通过回归分析建立了复合材料硬度随外表面距离变化的数学模型。     

以蓝钨为原料制取的粗颗粒W粉、WC粉特性的研究

本文从粉末粒度分布、微观结构以及对合金性能的影响等三方面探讨了以蓝钨为原料制取用颗粒W粉、WC粉的特性。结果表明，从W粉、WC粉的粒度分布曲线来看，蓝钨原料与黄钨原料没有什么本质区别，要制取粒度分布比较平坦、没有尖峰的粗颗粒W粉和粒度分布曲线不出现双峰的粗颗粒WC粉不能靠选择原料种类来解决；用扫描电镜观察W粉、WC粉的微观形貌时发现，用黄钨为原料制的W粉、WC粉颗粒表面存在明显微孔，而这一现象在以蓝钨为原料制得的W粉、WC粉中没有发现；与黄钨相比，以蓝钨为原料制得的WC－Co、WC－Co－Ni硬质合金具有较好的综合性能。     

碳化钨增强钢铁基耐磨复合材料的研究和应用

评述了制备复合材料的铸渗法、粉末烧结法、堆焊法、电渣熔铸法等工艺方法,以及碳化钨和钢铁基体的选择、界面反应和强度、复合材料的性能和应用现状.重点介绍了粘结剂、其他添加剂、碳化钨颗粒形状、粒度及其分布、浇注温度等对铸渗工艺及其表面复合材料的影响.阐明铸渗法是一种有前途的制备工艺,自蔓延工艺和铸造工艺的组合有可能取得新的成效.指出复合层厚度在10 mm以上的铸渗工艺,工程化和产业化关键技术以及复合工艺的稳定化是今后的研发重点,表面耐磨复合材料较适用于零部件的局部磨损和低角度的冲蚀磨损,应据磨损工况来选择制备工艺及其复合材料.     

离心铸造WCp/钢基复合材料的组织及断口特征

研究了离心铸造工艺制备的WCp/钢基复合材料的显微组织及断口形貌.结果表明:离心铸造显著的细化了基体材料的组织结构,WC颗粒在复合材料中均匀分布,复合材料断口特征主要表现为脆性断裂,在断口上可以观察到WC颗粒开裂和界面脱粘现象.     

粗晶碳化钨粒度对WC-Co合金晶粒度的影响

选用供应态分别为30μm和12μm的二种粗颗粒WC粉末,研究不同方法表征的粉末粒度与合金晶粒度的关系。结果表明:三种粉末粒度测定方法给出的结果都呈现粒度越粗合金的晶粒度也越粗的规律。粗颗粒WC的研磨态粒度与合金的晶粒度相当接近,金相法测得的12μmWC的晶粒分布与所制备的合金的晶粒度的一致性比30μmWC制备的合金要好。粗晶WC研磨态的Fsss粒度可以用于评价粗晶WC晶粒度,也可以预测WC-Co合金的晶粒度。     

热变形对烧结Cu-10wt.%WC复合材料组织及性能的影响

采用还原法制备Cu-10%WC复合粉末(质量分数),热压烧结得到Cu-10%WC复合材料,并进行热轧处理。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、拉伸试验等研究了热轧对Cu-10%WC复合材料组织和性能的影响及机理。结果表明,经热轧：复合材料中WC颗粒尺寸无变化但沿轧制方向重新排列;Cu晶粒尺寸减小,发生再结晶时沿(220)晶面择优生长,降低了与WC颗粒结合界面的错配度。轧制后,复合材料抗拉强度从426 MPa提高至492MPa,硬度HV_0.2从1467.1 MPa提高至1634.6 MPa,导电、导热性能不变。热轧使WC颗粒重新排列调节了位错的分布、Cu晶粒择优取向提高与WC颗粒界面结合强度以及细晶强化的作用,提高了复合材料综合性能。     

WC/钢复合材料渗硼中WC颗粒对硼化物生长的影响

采用粉末渗硼法,对三种WC含量不同的WC/钢复合材料进行渗硼处理.利用SEM、XRD及自制的黑白图片伪彩色处理仪等方法对渗硼层的组织结构、硬度分布、渗硼层厚度及渗硼层内裂纹萌生进行研究,重点分析了WC含量及分布状况对硼化物生长的影响.结果表明：进行渗硼后,材料表面可获得高硬度FeB＋Fe2B的渗硼层,且随WC含量的增加,Fe2B含量相对增加.在渗硼过程中,WC颗粒对硼化物的生长起阻碍作用,而且含量愈多,阻碍作用愈大,渗硼层愈浅.当WC颗粒的分布方向与渗硼方向平行时,对硼化物生长的阻碍作用最小,渗硼层厚且致密,且在冷却时不易产生裂纹;当WC颗粒的分布方向与渗硼方向垂直时,对硼化物的生长阻碍作用最大,获得的渗硼层较浅,并且在渗层中出现明显的疏松区;当WC粒子呈无序分布,对硼化物的生长阻碍作用介于上面两者之间.硼化物生长时,遇到大颗粒WC其尖端变钝并停止生长;遇到小颗粒WC可以＂吞食＂.     

Effect of powder particle size on gradient formation and grain growth in ultrafine crystalline gradient cemented carbide

Sinter-HIP combining vacuum and pressure in one-step sintering process has been applied to prepare ultrafine crystalline cemented carbide with a surface gradient layer enriched in binder. The effect of powder particle size on gradient formation and grain growth has been examined. The results show that the gradient layer thickness increases with decreasing WC and Ti(C,N) powder particle size. The number of abnormal WC grains increases with decreasing WC powder particle size. The formational mechanism of the gradient cemented carbide with ultrafine grains is discussed through analyzing the decomposability of nanoscale Ti(C,N), atomic diffusion and grain growth during one-step Sinter-HIP process.     

熔模石膏型精铸铸件表面质量的控制

在熔模石骨型精铸件中，研究了不同的石膏和耐火材料、水膏比以及粒度分布对石膏混合料性能的影响。论述了提高熔模石膏型精铸质量的重要性，给出铸件表面质量和精度控制的主要因素。