复合添加Cr_3C_2/NbC对超细晶WC-10%Co硬质合金组织和性能的影响

采用真空烧结方式制备超细晶WC-10%Co硬质合金,研究了复合添加晶粒长大抑制剂Cr3C2/NbC对合金组织及性能的影响。结果表明:在1400℃烧结条件下,添加剂的组成为0.4%Cr3C2+0.3%NbC时(文中含量均为质量分数),合金具有最好的综合力学性能,抗弯强度可达1951MPa、硬度1615HV30;WC平均晶粒尺寸为490nm。经SEM观察并通过EDS发现,抑制剂Cr3C2/NbC固溶到粘结相Co中,改变界面能,限制WC晶粒的长大;同时,也会降低WC在粘结相Co中的溶解度,从而起到细化晶粒的作用。     

Cr_3C_2添加量对WC-12%Co超细硬质合金组织和性能的影响

为制备具有超高强度的硬质合金,以Cr_3C_2为抑制剂,使用超细WC粉末,配置不同Cr_3C_2含量的WC-12%Co混合料,以酒精为介质行星球磨48 h,干燥后压制成45 mm×6.5 mm×6.5 mm的试样,然后在低压烧结炉中1 430℃烧结成型。采用SEM、XRD、万能材料试验机、自动钴磁仪等研究了Cr_3C_2添加量对WC-12%Co超细硬质合金组织和性能的影响。结果表明:随着Cr_3C_2含量的增加,WC-12%Co合金平均晶粒尺寸减小,合金孔隙率增加且孔隙尺寸增大,硬度提高,比饱和磁化强度减小,矫顽磁力增大;合金抗弯强度提高。当Cr_3C_2添加量为0.6%时,合金抗弯强度达到4.3 GPa,继续添加Cr_3C_2,合金中出现缺碳相,抗弯强度急剧降低。     

超细硬质合金WC-8Co-0.8(Cr_3C_2/TaC)的组织与性能

以超细WC-8Co硬质合金为研究对象,混合添加晶粒长大抑制剂Cr3C2/TaC。结果表明,合金在添加0.8wt%Cr3C2/TaC时的TRS达到3675MPa,而在添加0.5wt%和1.0wt%Cr3C2/TaC时的TRS降到2120MPa;Cr3C2/TaC在很大程度上影响了合金烧结时的致密化,WC-8Co-0.8wt%(Cr3C2/TaC)压坯在1400℃下完全致密化需要的烧结时间为60分钟;而同类普通WC-8Co-0.8wt%(Cr3C2/TaC)的压坯,由于没有超细粉末的高表面能,烧结60分钟后密度只能达到理论密度的98.8%;TaC和Cr3C2对W在γ相中的固溶度具有相反的作用。     

热处理对超细晶硬质合金性能的影响

通过热处理改变硬质合金钴相组织,是目前提高材料强韧性的研究重点。本文以0.8μm WC-10%Co超细晶硬质合金为研究对象,采用不同的热处理(快冷+回火)工艺制度,制备超细晶硬质合金,并检测合金力学性能和粘结相成分的变化。研究结果表明,合理的热处理工艺可提高合金的断裂韧性,但热处理过程中易引起硬质合金超细晶晶粒长大,导致硬度和抗弯性能降低。     

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℃。     

退火热处理对WC-6%Co超细晶硬质合金抗弯强度的影响

本文制备了两种掺加不同晶粒长大抑制剂的WC-6%Co(质量分数)超细晶硬质合金,实验研究了退火热处理对其抗弯强度的影响。结果显示:两种超细晶硬质合金磨削加工后的试样表面产生了约400 MPa的残余压应力,退火热处理降低了表面残余压应力,从而降低了试样抗弯强度。复合添加Cr₃C₂、VC、TiC晶粒长大抑制剂的实验合金经退火热处理的试样的抗弯强度比未处理试样平均降低17.7%;复合添加Cr₃C₂、VC晶粒长大抑制剂的试验合金经退火热处理的试样抗弯强度比未处理试样平均降低11.7%,抗弯强度的降幅与合金试样表面残余压应力的降幅密切相关。     

超细晶WC-10Co-VC-NbC硬质合金的组织与性能

通过球磨与真空烧结方法,制备了含VC与NbC的超细晶WC-10Co硬质合金.采用X射线衍射、扫描电镜和硬度及断裂韧性测试,研究了微量VC与NbC对超细晶WC-10Co硬质合金的组织与性能影响.结果表明,添加微量VC与NbC,能明显提高基体合金的硬度与断裂韧性,降低硬质合金中WC晶粒的长大,WC的平均晶粒尺寸从673 nm降低至430 nm.同时也减少了烧结过程中Co3W3C相的形成.     

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。     

Cr_3C_2对WC-6.5％Co硬质合金组织和性能的影响

通过向WC-6.5%Co硬质合金中添加0%～2.0%的晶粒长大抑制剂Cr_3C_2,研究了其对硬质合金组织和力学性能的影响。研究结果表明,Cr_3C_2的添加细化了WC晶粒,但不能完全抑制WC晶粒的异常长大。Cr_3C_2使合金的硬度提高,但是却降低了合金的致密度和抗弯强度。Cr_3C_2添加量为0.5%时,合金的综合性能最好。     

VC/Cr_3C_2及配碳量对WC-0.5Co超细硬质合金组织与性能的影响

以超细WC粉末和超细WC-6Co复合粉末为原料,添加VC/Cr3C2作为晶粒长大抑制剂,同时进行配碳,采用高能球磨和气压强化烧结制备晶粒度小于0.5μm的WC-0.5Co超细硬质合金,研究了不同VC/Cr3C2添加量及配碳量对其组织与性能的影响。结果表明:VC/Cr3C2有效抑制了烧结过程中WC晶粒的长大,显著提高了WC-0.5Co超细硬质合金的硬度。当VC/Cr3C2添加量为0.73%(质量分数,下同)时,合金的硬度(HV0.05)最高,达到32 658 MPa;同时一定的配碳量有利于控制合金中的脱碳,提高合金性能,当配碳量为0.2%时,WC-0.5Co-0.73VC/Cr3C2合金的综合力学性能最好,断裂韧性为6.935 MPa·m1/2,维氏硬度(HV0.05)为32 216 MPa。     

超细硬质合金WC-10Co-0.8(VC/Cr_3C_2)的烧结特征

超细硬质合金粉末粒度细小,具有高的比表面积和缺陷密度,因而具有较高的烧结活性,呈现出与普通硬质合金不同的烧结特征。因此,针对超细硬质合金特点制定合适的烧结工艺在生产超细硬质合金中是至关重要的。真空烧结超细硬质合金WC-10Co-0.8(VC/Cr3C2)的结果表明:1320℃烧结温度下的超细硬质合金,较1350℃和1380℃的密度和硬度低,WC晶粒细而孔隙度高。1350℃比1380℃具有更高的横向断裂强度(TRS)。WC-10Co-0.8(VC/Cr3C2)超细硬质合金的适宜烧结温度为1350℃。差热分析(DTA)对烧结过程中的热效应分析表明:出现液相温度为950℃,1300℃结束。同时氧化杂质被还原导致质量的损失和气体的产生。晶粒长大抑制剂VC和Cr3C2的加入,提高了氧化物杂质还原温度。     

Effect of binder-phase modification and Cr3C2 addition on properties of WC-IOC0 cemented carbide

For production of fine-grained and corrosion-resistant tungsten carbide (WC) based cemented carbides, addition of chromium carbide (Cr₃3C₂) in small amounts is standard practice. No systematic study, however, has been made of the effects of large additions (maximum 6 wt % ) of Cr₃C₂ as a substitute for tungsten carbide. This study focuses on the effect of hard-phase substitution by C₃C₂ in WC-1OCo cemented carbide. An attempt is also made to modify the binder metal cobalt by partial or complete substitution of nickel. Specimens were prepared using the standard liquid-phase sintering process and were tested for sintered porosity, mechanical properties, corrosion resistance, and microstructural parameters. Results confirm the findings of earlier workers regarding grain refinement and improvement of mechanical properties upon the addition of small amounts (<2 wt%) of Cr₃C₂. Modification of the binder phase improves indentation fracture toughness and corrosion resistance. Addition of Cr₃C₂ independent of the binder type improves corrosion resistance.     

深冷处理对3Cr13组织和力学性能的影响

利用SLX-30程序控制深冷箱、金相显微镜、扫描电镜和洛氏硬度计,研究了刀剪材料3Cr13钢经普通热处理、深冷处理后的微观组织及力学性能变化。结果表明,与普通热处理相比.深冷处理后钢中析出的碳化物数量明显增加,分布更加均匀弥散;深冷处理后洛氏硬度值较普通热处理增加了5.3 HRC,冲击韧度增加了0.8 J。     

用机械合金化制备超细WC-Co-Cr_3C_2复合粉末

以工业ＷＣ粉、Ｃｏ粉和Ｃｒ３Ｃ２粉为原料,用行星式高能球磨机制备了ＷＣＣｏＣｒ３Ｃ２复合粉末。用Ｘ射线衍射、扫描电镜、光电子能谱等对粉末进行了分析。结果表明,球磨１２ｈ后复合粉末的粒度可达０．１μｍ左右,钴均匀分布且部分包覆在ＷＣ颗粒表面,处于亚固溶状态。     

WC-20Co硬质合金钎焊的热处理机理

研究了高频钎焊同时淬火处理对ＷＣ－２０Ｃｏ硬质合金刀片显微结构和性能的影响。结果表明，在１０００－１２００℃温度范围内处理将导致ＷＣ－２０Ｃｏ合金刀片中ＷＣ相邻接度∑ＷＣ－ＷＣ下降，γ相平均自由程Ｌγ增加，韧性改善和硬度提高等一系列淬火效果。断口殂貌微观特征也表明了合金韧性的提高。当处理温度超过１２００℃后，ＷＣ－２０Ｃｏ合金的显微结构和性能将恶化。     

VC和Cr_3C_2抑制剂的应用和图解优化设计

本文主要介绍了VC和Cr3C2的添加量对超细硬质合金的晶粒长大抑制效果,绘制出了VC和Cr3C2的含量与合金的硬度和横向断裂强度之间的三维关系图,从此三维图中可以直观、方便地找到获得硬质合金优良性能的抑制剂优化成分范围。     

WC－20Co硬质合金钎焊的热处理机理

研究了高频钎焊同时淬火处理对ＷＣ－２０Ｃｏ硬质合金刀片显微结构和性能的影响。结果表明，在１０００～１２００℃温度范围内处理将导致ＷＣ－２０Ｃｏ合金刀片中ＷＣ相邻接度∑ＷＣ－ＷＣ下降、ｒ相平均自由程Ｌ＿ｒ增加、韧性改善和硬度提高等一系列淬火效果。断口形貌微观特征也表明了合金韧性的提高。当处理温度超过１２００℃后，ＷＣ－２０Ｃｏ合金的显微结构和性能将恶化。     

CeO2添加及碳含量对超细WC-9Ni-0.4Cr3C2硬质合金热性能与表面形态的影响

以超细WC-9Ni-0.4Cr_3C_2硬质合金为研究基体,采用传统粉末冶金方法制备了不同Ce O_2添加量与碳含量的4组合金试样,利用Hot Disk热常数分析仪,采用瞬变平面热源法(TPS)技术测量了材料的热性能;并采用XRD、SEM和EDX等方法对4组合金烧结后基体与表面进行了分析与观察。实验结果表明:合金的热导率和热扩散系数随着Ce O_2的添加量增加而降低,而合金的比热容则出现小幅上升。另外,当WC-9Ni-0.4Cr_3C_2-Ce O_2合金中碳含量较低时,Ce会在合金表面以硫化物或氧化物的形式聚集。随着碳含量的升高,Ce的表面聚集现象逐渐消失,同时合金的热导率和热扩散系数明显上升,比热容变化并不明显。同时,合金出现了渗碳的趋势。