硬质合金表面脱β层工艺研究

主要研究了硬质合金含碳量、含氮量与脱β层间的影响关系,从动力学上对合金这一组织结构的形成机理进行了论证,通过试验得出碳、氮的添加量直接影响到脱β层的厚度,为产业化脱β层合金工艺控制指明了方向。     

烧结工艺对梯度结构硬质合金梯度层组织和厚度的影响

本文用两步烧结方法制备了梯度结构硬质合金,用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析研究了不同的烧结工艺和基体中Co含量对梯度层元素浓度分布、梯度层厚度及显微组织的影响。实验结果表明,烧结温度和保温时间对脱β层厚度有很大影响,基体中高的Co含量有利于梯度层厚度的增加。     

初始成分对梯度硬质合金微观组织及脱β层厚度的影响

采用普通市售中颗粒Ti(C,N)粉末,以一步烧结法制备脱β层梯度硬质合金;利用显微组织分析和图像分析等手段,研究合金初始成分对其微观组织及脱β层厚度的影响规律。结果表明:当Ti(C,N)含量低于1.6%(质量分数)时,随着Ti(C,N)含量的增加,脱β层厚度明显增大,而当Ti(C,N)含量超过1.6%时,脱β层厚度呈缓慢缩小的趋势;随着钴含量的增加,脱β层的厚度迅速增大,但当钴含量达到10%(质量分数)左右时,在脱β层与芯部的界面处钴相聚集现象严重;总碳含量为6.51%(质量分数)的合金中WC晶粒度较大且呈规则的多边形,在1 450℃、2 h梯度烧结工艺下制备的脱β层厚度可达38μm左右,而总碳含量为6.23%的合金中WC晶粒度较小且呈等轴化趋势,同时脱β层的厚度仅为17μm左右。     

烧结工艺对脱β层厚度及性能的影响

改变硬质合金烧结工艺控制的几个关键因素,通过测量合金的理化性能,利用扫描电镜分析合金的内部结构,研究了烧结气氛(真空,N_2)、烧结温度、烧结压力对硬质合金梯度结构和机械性能的影响。结果表明,对于含氮硬质合金的梯度烧结,适时引入一定量的氮气可抑制合金中含氮物质的早期分解,可用氮压来控制梯度增长速率,烧结气氛中氮气压力适宜控制在100～200 mbar;随着烧结温度的提高,合金的致密度和脱β层梯度厚度增加明显,合金抗弯强度增加;随着烧结压力的增大,合金脱β层梯度厚度变薄。     

烧结制备含Ti功能梯度硬质合金的研究进展

随着科学技术的发展,对硬质合金的性能提出了越来越高的要求。功能梯度硬质合金通过赋予材料不同部位以不同的性能,成功应用于现代工业技术领域。本文综述了气氛烧结制备含Ti功能梯度硬质合金的研究进展,分析了国内外对表面梯度层的形成机理、制备工艺、梯度结构特征及切削性能的研究成果,指出加强相关机理研究和实验工艺优化是今后研究工作的重点。     

真空/压力烧结对硬质合金脱β层的影响

研究了真空和真空/压力烧结两种工艺对均质、梯度硬质合金的性能及其组织结构的影响,分析了梯度硬质合金脱β层的形成机理。研究表明,采用真空/压力烧结工艺可使硬质合金的抗弯强度得到明显提高;而采用相同烧结工艺时,梯度硬质合金的抗弯强度高于均质合金;梯度合金经真空/压力烧结后,虽然脱β层的厚度减小,但强度仍有增加。     

梯度硬质合金梯度层形成的计算机模拟及验证

结合相图热力学计算,使用DICTRA软件计算模拟Co-W-Ti-C-N、Co-W-Ti-Nb-C-N和Co-W-Ti-Ta-C-N体系梯度硬质合金梯度层形成过程,对比计算模拟和实测的梯度硬质合金中Co含量的距离变化曲线。通过分析各相体积分数及组元成分随距离的分布研究烧结时间、烧结温度、Co含量和Ti含量对梯度层厚度的影响。结果表明:计算模拟与实验数据吻合较好。延长烧结时间、升高烧结温度和增加Co含量均会促进梯度层厚度的增加,而增加Ti含量则会抑制梯度层厚度的增加。     

表面无立方相层功能梯度硬质合金的研究进展

综述了目前应用于涂层基体的无立方相层含氮功能梯度硬质合金的研究进展;详细介绍无立方相层的形成热力学基础、梯度结构特征、机理和动力学研究进展以及力学性能和切削性能;重点评述C、N含量以及组分对无立方相层的影响规律;提出获取合金系统真实的热力学相图和动力学数据是今后研究工作的重点。     

Ti(C,N)的碳氮比及粒度对脱β层梯度硬质合金的影响

研究了Ti(C,N)的粒度和组成对脱β层梯度硬质合金性能和组织结构的影响。结果表明,Ti(C,N)粒度范围位于1.5μm～3.0μm之间和碳氮质量比控制为1∶1最有利于梯度硬质合金脱β层的形成。     

梯度硬质合金梯度层形成过程模拟分析

以梯度硬质合金W-C-Co-Ti-Ta-Nb-N体系为研究对象,分别建立了动力学和热力学数据库,通过计算机模拟分析了梯度层形成过程中相体积分数与合金组元成分分布,并与文献实验结果进行了对比。结果表明,模拟结果和实验结果基本吻合。     

梯度硬质合金及耐磨涂层的计算模拟和实验验证

建立了多组元硬质合金W-C-Co-Ti-Cr-Ta-Nb-N体系热力学及动力学基因库。利用所建立的热力学及扩散动力学基因库,模拟了WC-Ti(C,N)-TaC-Co硬质合金梯度层形成过程,计算所得各相体积分数及组元成分与实验结果相吻合。采用SEM和EDS等方法对不同N气氛下梯度烧结所获得的WC-Ti(C,N)-Co梯度硬质合金进行了合金表面组元成分分布测定,并对样品梯度层的形成进行了模拟,模拟能很好地描述实验结果。基于第一原理计算和实验对广泛应用的三元Ti-Al-N耐磨涂层体系的结构、力学、热力学性质和调幅分解曲线,以及调幅分解析出立方二元氮化物的性能进行了研究。计算结果与已有实验值符合较好,可为高性能硬质合金和多元涂层的开发设计提供理论指导。最后提出了硬质合金及耐磨涂层研发的基因框图。     

功能梯度硬质合金的发展现状与前景

随着科学技术的发展 ,均质材料的应用已受到限制 ,于是人们开发出功能梯度材料 (FGM )。本文综述了功能梯度硬质合金的分类、制备方法和工业应用 ,并预测了功能梯度硬质合金的发展前景。     

SPS技术的进展及其在硬质合金制备中的应用

介绍了放电等离子烧结SPS技术的原理、特征、工艺影响因素及发展,并使用放电等离子烧结制备了WC-Co和TiCN系硬质合金,展望了放电等离子烧结在硬质合金制备中的应用。     

超细WC-Co硬质合金的组织与性能特征

综述了超细WC-Co硬质合金的组织与性能特征。超细硬质合金因其粉末原料细小,比表面积特别大,易氧化,含氧量高,氧在还原过程中对碳平衡产生了显著的影响,使碳含量的控制显得尤为重要。随着超细硬质合金粉末原料的细化,合金需要达到完全致密的烧结温度就越低。晶粒长大抑制剂的加入使超细硬质合金的收缩率曲线开始收缩温度相对要低,且收缩峰变宽;并且它对超细硬质合金的性能和组织产生重大的影响。超细硬质合金具有普通硬质合金难以达到的高硬度和强度,以及比同类普通硬质合金的高得多的矫顽磁力。     

硬质合金钝化与伪钝化行为的研究进展

极化曲线可以反映腐蚀动力学过程的细节,是研究材料腐蚀行为的重要手段。本文以极化曲线为重点,对硬质合金的钝化与钝化行为的研究成果进行了综述,内容包含了WC-Co、WC-Co-Cr、WC-Ni-Cr、WC-Ni-Co-Cr等系列硬质合金的钝化或伪钝化行为的研究及钝化膜的形成与生长的研究。     

YL10D硬质合金切削性能研究

重点研究新牌号合金YL10D与国际市场上知名品牌产品在模具钢切削加工和高速干切削淬火钢时的刀具寿命,并对材料物理力学性能对刀具寿命的影响进行了初步探讨。     

测定硬质合金中钴相相组成的X射线衍射法

采用 X射线衍射理论推导出简易计算公式 ,可以快速准确便利地测定硬质合金中钴粘结相的相组成 ,即测量钴相中的两种同素异构体α- Co(fcc)和ε- Co(hcp)的相对含量。以 YG15硬质合金为例 ,测量经 12 0 0℃油淬热处理前后的钴相的相组成 ,发现几乎全部由α- Co组成 (占体积的 96 .3% )     

碳含量对WC-Co硬质合金显微组织的影响及其控制

在硬质合金生产中,碳是影响硬质合金性能的关键因素,富碳时合金易出现游离石墨,缺碳时则易出现η相,这两种组织都会对合金的性能产生不利的影响,但即使合金处于正常组织,碳含量对性能也有很大的影响。文章对WC-Co硬质合金两相区的宽度、碳含量对其显微组织的影响以及在制备过程中如何控制碳含量进行了阐述。     

微量合金元素对硬质合金性能的影响

为改善金属-陶瓷复合材料的物理、化学及机械性能,通常会在其中添加微量合金元素,然而如果添加方法不同、或后续处理方法不当,则合金元素的功效无法完全发挥,甚至会出现负面效应。而这些最终都可归结到对微量元素的精确控制。硬质合金属于金属-陶瓷复合材料中最重要的材料之一。详细概括了常见的微量合金元素对硬质合金的制备、组织结构和性能的影响。分析研究了微量合金元素的来源、在硬质合金中的作用机理,及其精确控制难点。根据其作用机理,提出一些可能的有效措施,用于精确控制微量合金元素在硬质合金中的含量、相组成、存在状态、分布等,以期能为硬质合金的生产实际提供一些理论指导。     

硬质合金线切割加工变质层的形成及对材料性能的影响

从微观角度对硬质合金线切割加工变质层的形成机理进行了分析,探讨了影响变质层厚度的因素,并就变质层厚度对材料抗弯强度的影响进行了分析.提出了减少变质层厚度的措施.