表面硬质合金覆层的耐磨特性研究

对粉末烧结制备的WC—Fe／Ni／Co硬质合金覆层材料，在MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机上进行了无润滑的摩擦磨损试验。结果表明，WC—Fe／Ni／Co硬质合金覆层材料组织致密、细小、硬质相分布均匀，界面结合良好，具有较高的硬度和耐磨性。磨损的产生是硬质相的剥落引起的。     

EM42与Si3N4陶瓷干摩擦磨损性能的研究

在HT-1000型高温摩擦磨损试验机上对EM42高速钢与氮化硅(Si3N4)陶瓷配副进行干滑动摩擦磨损试验,利用SEM观察并分析了摩擦面的磨损形貌及磨损机理。结果表明:EM42高速钢与氮化硅(Si3N4)陶瓷在干摩擦条件下,随着摩擦速度的增加,摩擦系数的变化幅度和磨损量都逐渐降低。摩擦表面由低速的犁沟、硬质相(MC)的剥离脱落,转向表面硬质相(MC)磨粒对EM42高速钢的挤压犁沟、疲劳脱落,再到摩擦表面润滑膜的最终形成;其磨损机理由低速的EM42高速钢表面的硬质相被撞击破碎或剥落而形成磨粒磨损,氧化疲劳磨损转变为高速表面的氧化疲劳磨损和磨粒磨损。     

平面Fe基体TiC/Fe金属陶瓷涂层自蔓延高温合成与耐磨性研究

通过自蔓延高温合成结合准热等静压技术制备TiC/Fe基金属陶瓷。采用球-盘接触形式进行材料的耐磨试验。研究TiC/Fe基金属陶瓷材料微观组织和相结构,重点探讨其磨损特性。结果表明:TiC/Fe基金属陶瓷具有优良耐磨性,在干摩擦条件下,载荷为30N,磨损时间为40min,材料几乎没有质量损失,其磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损和硬质相剥落。     

等离子喷涂WC复合涂层耐磨性能

利用大气等离子喷涂技术在45钢基体上制备了WC复合涂层,采用Ml-10摩擦磨损试验机研究了涂层在干摩擦条件下摩擦磨损性能.结果表明:涂层比基体耐磨性高很多,未出现硬质相的剥落;涂层具有典型的"软基体加硬质相"耐磨组织结构,Ni包Al粉末的加入强化了软相,涂层在干摩擦条件下表现出来比较优良的耐磨性;由于气孔不可避免存在于涂层,涂层磨痕在气孔处出现断裂和塌陷现象,因此提高涂层致密性能降低涂层磨损率.     

Ti(C,N)基金属陶瓷的摩擦磨损研究

本文对Ti(C,N)基金属陶瓷材料的摩擦磨损行为及其磨损机理进行了研究.试验结果表明:与具有相同硬度的WC-Co合金和钢结硬质合金相比,Ti(C,N)金属陶瓷具有优异的耐磨性和较低的摩擦系数,其耐磨性随粘结相含量的增加而降低.Ti(C,N)基金属陶瓷磨损过程中,首先由表面微凸体间相互滑过,发生粘着,犁削,引起磨损,跑合一定时间后磨损由硬质相晶粒剥落控制.     

不同载荷下镍基自润滑耐磨复合涂层的摩擦磨损性能

为了拓展所制备的镍基自润滑耐磨复合涂层的应用领域,基于前期研究基础,在HT-1000型高温摩擦磨损试验机研究涂层在300℃不同载荷下的摩擦磨损行为,利用SEM和EDS对磨损表面进行了形貌观察与成分分析,研究其摩擦磨损机理。结果表明:该复合涂层的摩擦系数及磨损率都随着载荷的增大呈现先减小后略增大的趋势;当载荷较低(2 N)时,涂层的磨损表面出现少量分散的磨屑;在中等载荷(5 N)下,磨损表面光滑平整,涂层中的润滑颗粒被挤压出磨损表面形成润滑膜,导致涂层具有良好摩擦磨损性能;随着载荷的增大,达到10 N时,磨损表面出现犁沟及部分由于硬质相碳化物和润滑颗粒剥落而形成的凹坑。     

WC对铁基合金喷焊层组织及磨损性能的影响

采用等离子喷焊技术在Q235表面制备铁基合金喷焊层,借助X射线衍射分析、金相显微镜以及摩擦磨损实验,研究一定含量的WC对铁基合金喷焊层组织及磨损性能的影响。结果表明:铁基合金喷焊层主要由α-Fe,γ-Fe,(Fe,Cr)_7C_3和(Fe,Ni)固溶体等物相组成,加入WC后,出现了(Fe,Cr)_(23)C_6,WC,W_2C等新物相。未加入WC的喷焊层出现了疲劳剥落,数量较多、较深且平直的犁沟,表现为粘着磨损和磨料磨损;加入WC后疲劳剥落减弱,犁沟减少,表现为磨料磨损。喷焊层中硬质相的弥散强化作用提高了硬度和耐磨性。     

(Ti,V)C原位烧结钢结硬质合金热处理后的组织与性能

以钛粉、钒铁粉、铬铁粉、钼铁粉、铁粉及石墨粉为原料,在真空烧结炉中原位合成了(Ti,V)c钢结硬质合金.研究了(Ti,V)C钢结硬质合金的热处理组织及力学性能.结果表明,该钢结硬质合金在1000℃淬火后的组织为片状马氏体+(Ti,V)C硬质相颗粒+少量未溶碳化物;经1000 ℃淬火+500℃回火时发生二次硬化现象,硬度达86 HRA左右,抗弯强度达1540MPa,其断口形貌为硬质相解理、基体准解理及韧窝;经1000℃淬火+250℃回火、1000℃淬火+500℃回火后该硬质合金的耐磨性分别是经深冷处理高铬铸铁的3.8和3.5倍,其磨损机理是基体形变磨损和硬质相脱落.     

不同冲击功对中碳合金钢腐蚀磨损的影响

为探讨较高的冲击力对中碳合金钢的冲击腐蚀磨损规律,对中碳合金钢经900℃淬火、200℃低温回火得到的复相组织的磨损特性和机理进行了试验研究。结果表明:中碳合金钢的耐磨性随冲击功的增加而明显下降;剥落裂纹起源于表面,在亚表层中扩展;冲击功由2.1 J增至3.6 J,中碳合金钢在冲击腐蚀条件下的磨损失效机制由以浅层剥落为主向以深层剥落为主转变。     

Cr20高铬铸铁的摩擦磨损及高温抗氧化性能

以Cr20高铬铸铁作为垃圾焚烧炉排片材质,结合工况条件考察其摩擦磨损及高温抗氧化性能。利用销盘式摩擦磨损试验机研究了合金在260℃下的磨损特性,采用增重法研究了Cr20高铬铸铁在800～1000℃下的氧化动力学,并利用X射线(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)分析其恒温氧化后的微观形貌、相组成及其抗氧化机理。结果表明:Cr20高铬铸铁在0～30 h处于快速磨损阶段,磨损量大,之后趋于平缓,磨损机制由磨粒磨损逐渐转变为磨粒磨损+轻微氧化磨损,表面形成的氧化膜在一定程度上起到抗磨作用;当在900℃氧化时,合金表面形成完整的保护膜,无剥落,氧化速度低,抗氧化性能好,随温度继续升高,氧化速度加剧且氧化膜层状剥落,不抗氧化。     

渗硼对硬质合金物理力学性能及耐磨性的影响

采用不同的渗硼工艺制备了渗硼厚度不同的YG11硬质合金试样。利用经典方法测定试样的密度、洛氏硬度、抗弯强度、钴磁及矫顽磁力等性能。通过金相显微镜、场发射电子显微镜观察渗硼试样断面的组织结构,采用X射线衍射仪分析渗硼试样断面的相成分。在自制的专用磨损实验机上对比了各组试样的耐磨性能。结果表明:YG11硬质合金通过气-固相渗硼处理后,断面组织可分为渗硼层、过渡层和基体3个部分。渗硼层出现了新的硬质相W2C、CoW2B2、CoW3B3等,WC晶粒细化,钴相因渗硼得到了强化。合金的耐磨参数比未渗硼时提高了14%～30%。经渗硼后硬质合金抗弯强度下降,但韧性略有提高。     

深冷及深冷后回火处理对截齿硬质合金头耐磨性的影响

选取YG8硬质合金作为掘进机截齿硬质合金头的材料,研究深冷工艺和深冷后回火工艺对YG8硬质合金耐磨性和平均摩擦因数的影响,并通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)探究两种工艺对YG8硬质合金相组织的影响.结果表明,深冷后回火处理在减少YG8硬质合金磨损量方面更明显.深冷处理在降低YG8硬质合金...     

深冷处理对YG10硬质合金磨损性能的影响

以YG10硬质合金为研究对象,深冷处理技术为手段,采用正交试验的方法,在不同深冷温度、深冷时间、交变次数的情况下对其进行深冷处理,并对处理后的试样进行磨损试验、硬度试验和显微组织分析试验.结果表明,最优深冷处理工艺使YG10合金显微硬度提升33.6％,耐磨性提升72.8％,深冷温度是影响YG10合金耐磨性能最大的因素....     

钢结硬质合金的磨料磨损耐磨性

对五种不同成分的钢结硬质合金的磨粉磨损耐磨性在两种不同的磨损条件下进行了系统地研究，分析了各种钢结硬质合金的显微组织，并测定了它们的整体宏观硬度。试验结果表明，钢结硬质合金中碳化物的种类、含量以及钢基体的组织和硬度对其耐磨性均有着显著的影响。碳化物和钢基体的硬度越高以及碳化物的体积分数越大，则钢结硬质合金的耐磨性也越高，工具钢结硬质合金的耐磨性明显高于高锰钢结硬质合金的耐磨性。     

含WB烧结硬质合金的组织结构和性能研究

将不同含量的WB粉末添加到传统成分的WC-Co粉末中,利用低压烧结技术制备了系列含WB的WC-Co型硬质合金,并对其物相组成、组织结构和力学性能进行了系统表征分析。研究发现,在低压烧结过程中WB与Co发生反应,生成了具有超高硬度的WCoB相,由此降低了粘结相Co对WC晶粒的隔离,增加了WC晶粒间的接触度,引起合金韧性下降。添加WB制备的硬质合金材料其摩擦系数更低,随WB添加量的增加,硬度和耐磨性明显提高,当WB添加量为30%(质量分数)时,制备的硬质合金材料的硬度达到19 000 MPa,其磨损速率仅为传统WC-Co硬质合金1/10。然而,添加WB的WC-Co合金的断裂韧性约为传统WC-Co硬质合金的83%~91%。     

矿用纳米稀土硬质合金的磨损性能研究

以石英砂为磨料,研究了YG12硬质合金的冲击磨料磨损性能与其纳米稀土添加量、硬度及断裂韧度之间的关系。结果表明,随着纳米稀土含量的增加,该硬质合金的磨损体积先减小再增大,加入1wt%纳米稀土时,其磨损量最小;随着硬度、断裂韧度的增加,合金的抗磨损性能提高。岩石颗粒的混合、粘结相的脆变和WC晶粒的破碎是矿用纳米稀土硬质合金的主要磨损机制。     

Wear characteristics of the cemented carbide blades in drilling limestone with water jet

Drilling hard rock with water jet is considered to be an efficient way to improve the work life of the cemented carbide blade. In this paper, cemented carbide material YG-6 is used on the drill bit in limestone drilling with water jet. Wear characteristics of the cemented carbide blades in drilling limestone with water jet is studied. Experiment results showed that the water jet pressure and nozzle diameter played an important influence on the wear rates of the cemented carbide blades in the drill bits. The wear rates of YG-6 blades decreased when the jet pressure increased. But the decline speed of wear rates was not even, it declined more and more slowly when the jet pressure upon 10 MPa. It was also showed that wear rates decrease with the increase of the nozzle diameter in the drill bit, for the bigger nozzle diameter could provide more impact force which could reduce the mechanical force on the YG-6 blades. SEM photographs were taken to characterize the wear mechanism of the cemented carbide blades in limestone drilling with water jet. Surface analysis demonstrated that cemented carbide blades in limestone drilling with water jet showed circular action of brittle fracture, grain pullout and polishing, which induced material removal process.     

热处理后钢结硬质合金覆层中粘结相组织转变分析

采用液相烧结技术成功制得碳钢/钢结硬质合金TLMW50覆层复合材料。为了提高覆层材料的耐磨性等性能,将烧结复合成功的碳钢/TLMW50覆层复合材料进行淬火和回火热处理。利用XRD、SEM和TEM对热处理后的试样覆层粘结相组织进行分析。结果表明:在1050℃淬火、150℃￣250℃回火热处理后钢结硬质合金TLMW50覆层中粘结相组织发生明显转变,由烧结态下的片状珠光体组织转变为针状马氏体,1050℃淬火、200℃回火后TLMW50覆层中粘结相回火马氏体组织较其它回火温度处理后的覆层粘结相组织更细密。     

国内外矿用高耐磨、高韧性硬质合金新技术

近年来随着国内国外采掘业的快速发展,对硬质合金材料也提出了越来越高的要求,而耐磨性和韧性在传统的同一硬质合金中却是一对此消彼长的矛盾体。本文着重列举了超细及纳米晶粒硬质合金、双粘结相结构硬质合金、双晶结构硬质合金、"高温粉末"基硬质合金、功能梯度结构硬质合金以及低钴粗晶硬质合金共六种近年来国内外实现高耐磨性与高韧性协调统一的硬质合金新技术,归纳和比较了各技术的制备工艺、技术原理、材料性能和发展状况。探讨了晶粒大小、微观结构以及所选原料性能等引起硬质合金硬度、耐磨性、强度、韧性等宏观力学性能的变化,分析了各主要因素的影响趋势,以及各种技术需要解决的问题,以期对我国发展新型硬质合金提供有益参考。     

Influence of the cemented carbide specification on the process force and the process temperature in grinding

Cemented carbides are hard and brittle materials. Their material properties are adjusted by their chemical composition, in particular their average hard phase grain size and their binder fraction. The research paper focusses on grinding of cemented carbides with cobalt (Co) as binder and tungsten carbide (WC) as hard phase material. Within the research paper, it is discussed if and to what extent the cemented carbide composition affects the occurring thermo-mechanical load collective in the grinding process. In particular, the influence of the average WC grain size and the cobalt fraction on the thermo-mechanical load collective is investigated and explained by the cemented carbide material properties. The results of the publication contribute to a knowledge-based design of cemented carbide grinding processes.