晶粒长大抑制剂对超细WC-9%Co硬质合金性能的影响

在复合抑制剂(VC/Cr3C2)的基础上,添加了不同配比的TaC,研究了TaC对超细WC-9%Co硬质合金组织结构和力学性能的影响。结果表明:添加不同配比的TaC制备的WC-9%Co硬质合金的硬度随着TaC质量分数的增加先增大后减小;TaC的加入降低了W在Co相中的固溶度,从而抑制了晶粒长大。在本实验范围内,在复合抑制剂(VC/Cr3C2)质量分数为0.6%的基础上添加质量分数0.3%的TaC,经1 390℃真空烧结后,制备的超细WC-9%Co硬质合金硬度为93.5 HRA,TRS为2 370 MPa,致密度为99.5%,磁饱和强度为13.29 G.cm3/g,矫顽磁力为31.86 kA/m,此时具有较佳的综合力学性能。     

硬质合金中的晶粒长大抑制剂

综述了过渡族元素碳化物的种类、含量、加入方法对硬质合金晶粒长大抑制效果的影响,指出了它们的不足之处,介绍了其他一些具有细化晶粒作用的抑制添加剂,报道了最近的研究结果。     

硬质合金晶粒长大的计算机研究

细晶粒的硬质合金粉末广泛应用于诸如整体立铣刀和微钻等工具：对于生产细晶粒的硬质合金来说，有关硬质合金晶粒长大方面的知识尤为重要。在本研究中，使用蒙特卡罗(Monte Cado)计算机模拟技术对硬质合金晶粒持续和断续的生长过程进行了研究。模拟中假定Ostwald成熟过程(溶解／再沉淀)和晶界迁移过程为晶粒长大机理，研究了液相成分、晶界能以及粗晶嵌入的影响。模拟结果，从定性方面来看和实验结果是相符的。这些结果表明，液相分布、WC／WC晶界能以及粗晶的夹杂是抑制硬质合金晶粒断续长大的重要因素。     

超细晶粒钢焊接HAZ晶粒长大规律分析

根据传统金属学和焊接冶金学理论，对800MPa和400MPa两个强度级别新一代钢铁材料进行焊接热模拟试验，分析了焊接HAZ晶粒长大规律。结果表明，随着峰值温度和‰的逐渐增大，新一代钢铁材料焊接HAZ的奥氏体晶粒都存在严重的长大倾向，且400MPa级比800MPa级的HAZ奥氏体晶粒长大更为严重。     

超细晶粒WC—Co硬质合金的剪切模压成型工艺

采用剪切模压新工艺成型,通过真空烧结制备出了超细晶粒ＷＣ－Ｃｏ硬质合金。研究了不同成型剂的特性、成型剂的配比、加入量以及压制力对剪切模压成型的影响。研究结果表明,采用剪切模压成型工艺可获得很高的成型质量,从而制备出具有较好物理力学性能的超细ＷＣ－Ｃｏ硬质合金。     

WC-Ni和WC-Fe硬质合金中WC晶粒的长大及长大抑制

研究了WC-10wt%Ni硬质合金中WC晶粒长大行为,以及加入(0~2)wt%的碳化物抑制剂(VC,Cr3C2,TaC,TiC和ZrC)对晶粒长大的抑制作用。合金总碳含量是Ni粘结剂合金中WC晶粒长大的一个关键因素,即使添加大量抑制剂也是如此。与低碳合金比较,高碳合金中WC晶粒粗化更明显,从而使得硬度大大降低。VC是WC-Ni硬质合金最有效的晶粒长大抑制剂,随后依次是TaC,Cr3C2,TiC和ZrC。硬度随抑制剂的含量增加而升高,但是有一个最大值,一旦超过此最大值,抑制剂增加,硬度却大约相同。WC-Fe-VC硬质合金实验结果表明,在WC-Fe硬质合金中,即使未加抑制剂,…     

超细晶粒钢HAZ晶粒长大的规律

研究了低碳钢、普通市售Ｘ６５钢和高洁净度Ｘ６５钢三种超细晶粒钢焊接ＨＡＺ的晶粒长大倾向。试验结果表明,这些超细晶粒钢都具有严重的晶粒长大倾向;低碳超细晶粒钢比Ｘ６５超细晶粒钢有更为严重的晶粒长大,这是因为前者不含有能阻碍晶粒长大的稳定碳、氮化物形成元素Ｎｂ和Ｔｉ,而后者中含有这些元素;高洁净度Ｘ６５超细晶粒钢的ＨＡＺ晶粒长大倾向小于普通市售Ｘ６５超细晶粒钢。这是因为钢中杂质元素含量越多,α→γ转变温度越低,即Ａｃ３点越低,在同样的焊接热循环条件下,普通市售Ｘ６５超细晶粒钢中的γ晶粒在高温停留时间就越长,晶粒长大的程度也就越大。     

晶粒长大抑制剂对WC-9%Co超细晶硬质合金组织及性能的影响

本文采用常规粉末冶金方法,通过单独或复合添加Cr_3C_2、VC、TiC等晶粒长大抑制剂的方法,制备了WC-9%Co超细晶硬质合金,试验对比了其显微组织和力学性能。结果显示:抑制剂的加入均可显著细化合金组织,提高硬度,但合金的断裂韧性(K_(IC))有所降低,抗弯强度(TRS)与所添加的抑制剂种类有关。其中VC抑制晶粒长大的效果最显著,其次是Cr_3C_2,再次是TiC。在本实验条件下,复合添加Cr_3C_2+VC的合金硬度最高,强韧性最差;复合添加Cr_3C_2+TiC的合金具有最好的综合力学性能。     

超细晶粒硬质合金磨削的材料去除机理研究

在使用金刚石砂轮的平面磨床上进行了超细晶粒WC-Co硬质合金的磨削实验研究,通过扫描电子显微镜观察磨削表面形貌,利用X射线能谱仪进行磨削表面元素微区分析,对不同磨削条件下超细硬质合金的材料去除机理进行了研究。研究结果表明:超细硬质合金磨削过程中,随砂轮粒度的增大或切深的增加,材料去除方式渐由滑擦、耕犁向脆性断裂、材料粉末化转变。磨削表面黏结相分布受材料去除方式的影响,以耕犁方式去除的磨削表面Co相分布不均匀程度最大。     

微量钴对无金属粘结相WC硬质合金烧结致密化与WC晶粒生长行为的影响

采用Cr3C2、VC掺杂超细WC为原料和无压真空烧结工艺,通过合金微观组织结构的观察与分析,研究了添加质量分数为0.3%的Co对无金属粘结相WC硬质合金烧结致密化与WC晶粒生长行为的影响。结果表明,微量Co的存在加速了WC的烧结致密化过程,与此同时也导致了WC晶粒明显的各向异性非连续晶粒长大。在上述研究基础上,提出了一种无金属粘结相WC硬质合金的低成本制备工艺,探讨了超细硬质合金中WC晶粒生长机制,提出了超细硬质合金的质量改进建议。     

硬质合金中异常长大晶粒生长方向的EBSD研究

在硬质合金烧结过程中的晶粒异常长大是影响硬质合金产品质量的重要问题,本文采用EBSD分析硬质合金中异常长大晶粒的取向,结果表明:由于硬度大,样品进行金相抛光后可直接进行EBSD分析;粗晶晶粒生长完整,没有亚晶界;在烧结过程中,WC晶粒沿晶向{1120}﹤110﹥择优生长。     

不同烧结温度下超细合金烧结体的密度、钴磁和晶粒度

本文研究了钴质量分数为10.5%的超细硬质合金在不同的烧结温度下的致密度、钴磁、晶粒长大等方面的变化趋势。研究结果表明:含量为10.5%的超细硬质合金,当烧结温度达到1 350℃时合金已基本致密化;在经典的WC-Co伪二元状态图表明的固相烧结阶段,随着温度升高,钴磁降低,晶粒长大以并合方式为主,可能存在少许的溶解-析出现象;在液相烧结阶段,钴磁达到稳定值后基本不变,晶粒长大以溶解-析出为主。     

超细硬质合金烧结过程中WC扩散-溶解-析出特征与机理研究

以08型WC与Co制成WC-10%Co试样条,脱蜡后分别于1 200﹑1 250﹑1 300﹑1 350℃进行烧结并分别保温1 h和5 h。采用扫描电镜观察烧结过程中WC晶粒形貌的变化,采用差热分析仪研究WC-10%Co的共晶温度。研究结果表明:WC-10%Co在低于共晶温度的烧结过程中发生了WC晶粒形貌由等轴形向棱边平直的多边形变化,并随着温度升高,晶粒尺寸增大。这表明在固相烧结时超细WC与钴相存在溶解析出过程,改变WC晶粒形貌并使晶粒长大。     

添加VC与Cr_3C_2对超细晶硬质合金烧结过程的影响

系统研究晶粒长大抑制剂VC和Cr3C2对WC-8%Co超细晶硬质合金烧结过程中收缩率、相变温度和晶粒长大的影响。研究表明,WC-8%Co超细晶硬质合金的烧结收缩和致密化过程主要发生在固相烧结阶段,在液相出现前,合金的致密化程度已达到95%。晶粒长大抑制剂VC和Cr3C2的加入,显著降低了超细晶硬质合金烧结过程中液相出现的温度,且不同程度地阻碍了WC-8%Co超细晶硬质合金烧结过程中致密化的进程和速度。与未加入晶粒长大抑制剂的合金相比,其致密化的进程大约延迟80℃。     

粗晶废合金制取细晶粒合金的技术研究

介绍了一种利用粗晶废残硬质合金为原料,制备细晶粒硬质合金的工艺技术方法。对粗晶废残硬质合金晶的加热处理过程中的影响因素(温度、气氛、加热时间)进行了深入研究,探讨了加热处理、破碎研磨、还原、碳化等工艺对合金晶粒细化作用的影响。     

一步还原包裹粉工艺制备WC-Co超粗硬质合金

以费氏粒度为4.1μm的WC粉末和CoCl_2·6H_2O、(NH_4)_2C_2O_4·H_2O为原料,将钴粉制备过程与粉末混合过程相结合,一步还原制备WC-Co包裹粉,并以包裹粉为原料成功制备了WC-8%Co(质量分数)超粗硬质合金。借助扫描电镜、X射线衍射仪、化学元素分析仪、力学试验机等分别对WC-Co复合粉末及硬质合金的微观形貌、物相组成和性能进行表征与分析。结果表明,一步还原法制备的WC-Co包裹粉末中,Co为fcc和hcp双相结构,Co相呈树枝状包裹在WC粉末表面。由该包裹粉制备的硬质合金组织结构均匀,综合性能优异,合金平均晶粒尺寸为8.9μm,密度14.63g·cm~(-3),硬度87.6HRA,抗弯强度2438 MPa,断裂韧性20.92 MPa·m~(1/2)。一步还原包裹粉工艺克服了传统湿磨工艺混料过程中WC粒度显著减小的问题,晶粒度可控性好,且工艺流程简单,有潜在的工业应用价值。     

纳米及超细复合粉添加对超粗晶硬质合金晶粒长大的影响及机制

在粗颗粒WC/Co混合粉末中分别添加平均粒径为100、250、400nm的WC-8Co复合粉,经球磨混合压坯后在不同温度进行Ar气保护烧结。针对烧结块体的形貌、晶粒尺寸及其分布进行了研究,并分析了复合粉添加对不同烧结阶段WC晶粒长大的影响机理。研究发现,在WC/Co混合粉中加入纳米和亚微米复合粉末均可制备得到超粗晶硬质合金,且添加纳米复合粉烧结的试样平均晶粒尺寸达到9.3μm。烧结初期,纳米和亚微米复合粉通过增加混合粉末的表面能而有效促进WC晶粒长大;当达到液相烧结温度时,添加纳米复合粉的烧结块体中,由于小晶粒具有更大的溶解驱动力,促使小晶粒溶解并在周围大晶粒表面析出,进一步增大烧结块体的晶粒尺寸;添加亚微米复合粉的块体中,小晶粒WC呈集中分布,使其溶解驱动力较小,且析出主要发生在周围细小晶粒之间,达到溶解析出动态平衡,从而使烧结块体的平均晶粒尺寸增长缓慢。     

WC-Co硬质合金烧结过程渗硼机理

用高温X射线衍射装置通过由室温到 130 0℃连续升温过程中XRD分析探讨了WC 2 0Co硬质合金真空烧结过程渗硼的机理。结果表明 ,在真空烧结升温期间 ,WC Co合金压坯表面上预置的供硼剂B4C在 85 0℃以上分解出活性硼原子 ;除在压坯表面形成含硼化合物外 ,还向压坯内钴相中扩散固溶并形成不均匀分布的羽毛状W2 Co2 1 B6 化合物 ,渗硼层厚达 2 2mm ,WC Co硬质合金真空烧结过程有效渗硼的温度范围为 85 0～ 10 0 0℃