添加Cr及Cr_3C_2对WC-(Co,Ni)硬质合金比饱和磁化强度的影响

本文首先研究了WC-(Co,Ni)硬质合金渗碳时的比饱和磁化强度。然后以此为基础研究了添加Cr及Cr3C2对WC-(Co,Ni)硬质合金的比饱和磁化强度的影响。结果表明:WC-(Co,Ni)硬质合金在Ni/(Co+Ni)质量比不超过0.5时,渗碳时合金的比饱和磁化强度遵从加和原理,相对比饱和磁化强度接近100%。当Ni/(Co+Ni)质量比超过0.5后,渗碳时合金的相对比饱和磁化强度急剧下降,远低于100%。Cr和Cr3C2的添加对WC-(Co,Ni)硬质合金有显著影响,添加Cr和Cr3C2后的WC-(Co,Ni)合金的比饱和磁化强度不再符合原来的加和关系;Cr和Cr3C2的加入,显著减弱了合金的磁性,其程度与Cr在粘结相中的相对含量有关。     

含碳量对WC-13Co硬质合金组织和性能的影响

采用粉末冶金方法制备了不同碳含量的WC-13Co细晶粒硬质合金。采用X射线衍射、SEM、自动钴磁仪、矫顽磁力测量仪等分析方法,研究了含碳量对细晶粒WC-13Co硬质合金表面组织及性能的影响。结果表明,随着含碳量的增加,合金中石墨相逐渐增多,WC颗粒长大;烧结后含0.2%C的WC-13Co硬质合金只存在(WC+γ)相,抗弯强度达到最大值3 730 MPa,断口中存在很多韧窝;随着碳含量的增加,合金的硬度下降,矫顽磁力降低,而磁性钴含量不断升高,但均小于原始钴含量。     

Ni3Al添加量对WC-Co硬质合金中WC晶粒形状的影响

采用粉末冶金制备技术,以粗WC粉末、Co粉和WC＋Ni3Al预合金粉末为原料制备出WC-40vol％（Co—Ni,Al）硬质合金。利用扫描电镜和透射电镜研究了不同NbAl含量对WC-40vol％（Co—Ni3Al）硬质合金中WC晶粒形状的影响规律。结果表明：W在Co粘结相中的固溶度接近25．4wt％,而W在Ni,Al粘结相中的固溶度接近9．5wt％,随着NbAl含量的增加,粘结相对W的固溶度减小,合金中的WC晶粒圆钝和细小;WC晶粒表面上出现明显的台阶。相应的,延长烧结时间,WC—Co—Ni3Al硬质合金具有与WC—Co硬质合金相同的WC生长行为,WC-40vol％（Co—Ni3Al）硬质合金中的WC晶粒表面上的台阶处出现明显的刻面。     

碳含量对WC-Ni-Co-Cr硬质合金组织与性能的影响

本文采用经典硬质合金生产工艺制备粘结相含量15%和20%(质量分数)的WC-Ni-Co-Cr硬质合金,研究了碳量变化对WC-Ni-Co-Cr硬质合金组织与性能的影响。结果表明:WC-Ni-Co-Cr硬质合金组织结构的变化受合金碳含量的控制,渗碳合金,WC相平均晶粒尺寸增大。添加Cr3C2会对Co+Ni复合粘结相硬质合金两相区宽度范围产生影响,使两相区碳含量上限降低。WC-Ni-Co-Cr硬质合金的钴磁随着碳含量的增加,先增大后略微降低,在碳饱和区内出现峰值,与粘结相含量相当的WC-Co合金相比,WC-Ni-Co-Cr合金的钴磁大幅降低。合金的矫顽磁力和硬度均随着碳含量的增加,先增大后减小,其变化规律存在良好的相似性,粘结相含量15%的合金,其硬度和矫顽磁力值较粘结相含量20%的合金高。随着碳含量的升高,合金抗弯强度增加,当合金中出现石墨相后,抗弯强度急剧下降。在本实验条件下,粘结相含量为15%时,BCtot为-0.02%合金的综合力学性能最优;粘结相含量为20%时,BCtot为-0.08%合金的综合力学性能最优。     

Mo含量对烧结WC-CoCrCuFeNiMo_x硬质合金性能的影响

以CoCrCuFeNiMo_x高熵合金粉末为粘结相,通过粉末冶金压制、烧结工艺制备WC-6 mass%CoCrCuFeNiMo_x硬质合金,并研究了高熵合金粘结相中Mo含量的不同对合金性能的影响。结果表明,WC-6 mass%CoCrCuFeNiMo_x硬质合金在1380℃烧结后所获得的合金物相主要由WC相和FCC面心立方相组成。随着烧结温度的提高,粘结剂的FCC相消失,其主要原因可能是温度升高,高熵合金粘结相中各元素的扩散得到加强,且Mo的加入使元素间的扩散混乱,致使其出现无序相,导致XRD探测不到具体的FCC面心相。此外,随着Mo含量的增加,粘结相中的混乱度增加,致使其溶解的W和C原子数量降低,减缓WC溶解-析出速率,有效抑制了WC晶粒的长大,使WC-6 mass%CoCrCuFeNiMo_x硬质合金的WC晶粒尺寸随Mo含量的增加呈变小的趋势。同时,Mo含量的增加会强化粘结相,使合金的硬度及抗弯强度提高。     

Ni_3Al含量对WC基钢结硬质合金组织与性能的影响

为了改善WC基钢结硬质合金性能,以热力学计算为基础,探索Ni_3Al添加量对WC-Fe(Cr,Mo)钢结硬质合金组织与性能的影响。采用粉末冶金方法,以添加Ni_3Al预合金粉的方式添加Al,通过液相烧结制得不同Ni_3Al含量(0,0.5%,1.0%,1.4%,质量分数)的WC-50%(Fe-Ni-Al-Cr-Mo)合金样品。采用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜分别对合金的液相温度点、相组成和显微组织进行了检测分析,并讨论了合金物理力学性能和磁性能的变化规律。结果表明:粘结相主要由γ-α+β′三相构成,且随着Ni_3Al含量的增加,Ni元素可以稳定奥氏体,粘结相中γ-Fe含量增加,1250℃时,Fe-Ni-Al粘结相从液相中析出γ-Fe相的形核驱动力增大,使得粘结相的晶粒细化,粘结相中析出的Ni Al相增多;合金硬质相主要为WC和Fe_3W_3C,WC沿晶界偏聚;γ-Fe含量增多,固溶了更多C元素,使Fe_3W_3C的含量随Ni_3Al含量增加而减少;WC晶粒细化,分布更为弥散。在上述因素共同影响下,合金密度略有降低,粘结相的磁饱和强度下降,矫顽磁力上升;硬度上升,抗弯强度先下降后上升,并在添加Ni_3Al含量为1.4%时,硬度和抗弯强度达到最大值。     

碳含量对缺碳硬质合金组织和性能的影响

通过配制不同碳含量的WC-6Co缺碳硬质合金,采用X射线衍射、光学金相、显微硬度、钴磁和TRS等分析方法,对比研究碳含量对低压烧结缺碳硬质合金的显微组织和性能的影响。结果表明:碳含量影响合金中η相的类型、含量、分布、WC的形状以及合金的性能;Co3W3C相出现在缺碳程度相对较小的合金中,其含量随碳含量的增加而增大,而Co6W6C相与之相反;合金中的η相总量随碳含量的增大而减少;随着缺碳程度的增加,合金中η相的分散均匀性变差,并且η相趋向于成大块状;WC大多呈现多角特征;合金的密度和维氏硬度随着碳含量的增加,先大幅度增加后缓慢减小,碳含量为5.2%(质量分数)时均出现最大值,合金的钴磁和横向断裂强度随着碳含量的增加而增加。     

原料总碳含量对WC-15%Co-1.1%Cr_3C_2硬质合金性能的影响

本文以WC-15%Co-1.1%Cr_3C_2(质量分数,下同)硬质合金为研究对象,通过抗弯强度、硬度、密度、钴磁、矫顽磁力、电化学极化曲线测试以及扫描电镜观察,研究了采用不同总碳含量原料制备的硬质合金的力学性能及其在中性、碱性溶液中的腐蚀行为。结果表明:WC-15%Co-1.1%Cr_3C_2硬质合金的矫顽磁力、硬度、密度均随碳含量的增加而减小;合金的钴磁随碳含量的增加而增大;合金抗弯强度随碳含量的升高先增加后下降,在碳含量为5.27%、相对磁饱和为80%左右时抗弯强度最大,可达3 650 MPa。在pH=7的Na_2SO_4溶液中,WC-15%Co-1.1%Cr_3C_2硬质合金主要发生粘结相Co的选择性溶解,碳含量越低,腐蚀电位越高,耐腐蚀性越好。在pH=9～10的碱性磨削液中,碳含量的变化对WC-15%Co-1.1%Cr_3C_2合金的腐蚀行为没有明显影响。     

两相WC-Ni系硬质合金成份的评估原理

探讨了两相 WC- Ni系硬质合金的成分、相含量同合金密度 d及比饱和磁化强度 4πσ的定量关系 ,并将这些关系归因于γ相 (镍基 Ni- W- C固溶体 )成分 (钨和碳在γ相中的固溶度 )的影响。得到了相应于 WC- Ni系合金材料处于 WC+γ两相区上、下限成分和消磁 (4πσ=0 )成分的密度求值公式。论述了评估两相 WC- Ni系硬质合金成分的原理。     

WC-Co-Ni硬质合金热扩散率的研究

本文研究了配碳量、粘结相中镍含量和温度对WC－Co－Ni硬质合会热扩散事的影响。结果表明，合金的热扩散率随配碳量、粘结相中谋含量增加而增加，随温度升高而降低．     

碳化钨/金属间化合物硬质合金的研究进展

对目前国内外以金属间化合物Ni3Al、FeAl、Fe3Al为粘结相的碳化钨基硬质合金的制备方法和性能特点进行了综合评述,重点介绍了硬质合金国家重点实验室在以Ni3Al为粘结相碳化钨基硬质合金方面的最新研究成果及应用情况。结果表明:均匀细小的金属间化合物预合金粉末的制备以及适当控制界面反应是粉末冶金法制备碳化钨/金属间化合物硬质合金的有效方法。碳化钨/金属间化合物硬质合金的研究方向应集中在界面问题、金属间化合物粘结相的韧化、制备工艺和综合性能评价体系的建立等几个方面。     

WC-Co-(Ni)-(Cr)硬质合金在中性溶液中的腐蚀行为

以WC粉、Co粉、Ni粉及Cr3C2粉为原料,采用粉末冶金方法制备了3组不同粘结相成分的WC-Co-(Ni)-(Cr)硬质合金,通过极化曲线测试和浸泡实验研究了3组合金在中性溶液中的腐蚀行为,并采用扫描电镜、能谱分析、X射线光电子能谱(XPS)和EBSD等手段对其腐蚀机理进行了探讨。结果表明,WC-Co和WC-Co-Cr硬质合金在中性溶液中主要发生粘结相Co的腐蚀,浸泡产生的腐蚀产物主要是Co(OH)2;添加Cr将提高WC-Co硬质合金在中性溶液中的耐腐蚀性能,这可能与Cr的添加明显降低了粘结相中密排六方Co的含量有关;同时添加Ni和Cr可进一步提高WC-Co合金在中性溶液中的耐腐蚀性能,在pH=7的Na2SO4溶液中浸泡480 h后,WC-Co-Ni-Cr合金发生很少量的腐蚀。     

金属间化合物粘结的碳化钨基硬质合金的研制

金属间化合物Ni3Al具有较好的高温性能 ,用作硬质合金的粘结剂 ,可显著影响其性能 ,因此 ,Ni3Al化合物可加入一系列高温条件下使用的远景组分中     

WC-Ni硬质合金研究

研究以Ni替代Co作硬质合金粘结剂，通过在Ni中添加适量的金属添加剂，来提高和改善WC－Ni硬质合金性能，采用此方法生产出来的WC－Ni硬质合金的机械性能和使用性能完全可以达到WC—Co硬质合金的水平．     

WC-base cemented carbides with partial and total substitution of Co as binder: Evaluation of mechanical response by means of uniaxial compression of micropillars

The influence of the chemical nature of the metallic binder on the plastic deformation of cemented carbides was studied. Three different cemented carbide grades - WC-Co, WC-CoNi and WC-NiMo - with similar microstructural characteristics (binder content and carbide grain size) were investigated. Mechanical response was evaluated by means of uniaxial compression of micropillars, and tests were carried out in-situ in a FESEM with a nanoindenter equipped with a flat-diamond punch. After uniaxial compression, inspection of deformation phenomena was done at both surface and bulk of micropillars through scanning and transmission electron microscopy, respectively. It is found that yielding phenomena and strain hardening increase as Co is totally substituted by a NiMo alloy, while contrary effect results from partial replacement of Co with Ni. Relative differences are directly linked to intrinsic ductility of the metallic phase and operative plastic deformation mechanisms. Moreover, for the three materials studied, stress-strain responses show pronounced yielding events related to glide at WC/WC interfaces. Although they are discerned at different stress levels, estimated values of sliding resistance of WC/WC boundaries are found to be alike for the three grades studied.     

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。     

非增碳型新型成形剂的工艺试验

阐述了两大类硬质合金成形剂的特点和区分方法,介绍了一种新型硬质合金成形剂-GBY。GBY既具有石蜡的非增碳性,又具有丁钠橡胶的优异成形性,是一种较理想的硬质合金成形剂。     

Effects of Ni addition on mechanical properties and corrosion behaviors of coarse-grained WC-10(Co,Ni) cemented carbides

The effects of the Ni content on the mechanical properties and corrosion behavior of coarse-grained WC-10Co cemented carbide, with a grain size of 3.5 μm, were investigated using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electrochemical measurements, and mechanical property tests. The results indicate that the strength and toughness are improved with the addition of 2 wt% Ni without sacrificing hardness. Furthermore, the existence of Ni can decrease the corrosion current density (i_corr) of WC-10Co cemented carbide in both 0.1 M HCl and 0.1 M NaOH solutions. The SEM and XPS results reveal that only a minor amount of WO₃ formed in the corroded surface in HCl solution. The corrosion behavior was determined by the dissolution of the binder phase, and Ni can develop the charge-change resistance (R_ct). Contrarily, the Co binder phase were oxidized to a dense passive film (Co(OH)₂ and Co₃O₄) in NaOH solution, and the addition of Ni was conducive to the enhancement of the diffusion resistance (R_f). This may give insights into adding an appropriate Ni content in coarse-grained WC-Co cemented carbide, in which the wear and corrosion of the components coexist.     

Microstructure and mechanical properties of 90WC-8Ni-2Mo2C cemented carbide developed by conventional powder metallurgy

In this paper, the microstructure and mechanical properties of a WC-Ni based cemented carbide with the addition of 2 wt% Mo₂C, processed by conventional powder metallurgy, was investigated. With the addition of only Mo₂C in the WC-Ni alloy system, the wettability between the WC and Ni binder phase was improved, which was confirmed by the increased density, hardness, fracture toughness and flexure strength of the cemented carbide obtained, which is superior than those observed in WC-10Ni cemented carbides and similar to those observed in WC-Co and WC-Ni-TiC-Mo₂C cemented carbides. Microstructural examinations of the developed cemented carbide 90WC-8Ni-2Mo₂C indicated that there was no excessive grain growth of the WC particles during sintering, confirming that Mo₂C is a grain growth inhibitor as effective as other carbides such as VC, TiC, Cr₂O₃, showing that the addition of only Mo₂C is able to improve the overall mechanical properties of the WC-Ni alloy system without sacrificing the toughness.