梯度硬质合金梯度层形成的计算机模拟及验证

建立了多组元梯度硬质合金W-C-Co-Ti-Ta-Nb-N体系的热力学和扩散动力学数据库,采用Thermo-Calc相图热力学计算软件描述了梯度烧结过程中出现的各相及其成分,并采用DICTRA扩散动力学软件对WC-Ti(C,N)-Co,WC-Ti(C,N)-TaC-Co和WC-Ti(C,N)-NbC-Co合金梯度层的各相体积分数及各组元成分随距离的分布进行了计算机模拟,模拟结果与实验结果吻合良好.在热力学和扩散动力学数据库基础上制备了WC-(Ti,W)C-Ti(C,N)-(Ta,Nb)C-Co合金,采用SEM观察梯度层的显微结构,利用EDS分析合金组元分布,并对合金梯度层的形成进行了计算模拟,模拟结果与实验结果吻合良好.     

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。     

表面脱β层梯度结构硬质合金研究进展

随着涂层技术在硬质合金领域的日益广泛应用,制备可防止涂层裂纹向基体扩展的具有表面脱立方相碳化物(即β相)的梯度结构的硬质合金基体成为需要。文中概述了此类结构合金的形成机理、影响因素以及发展现状和方向等。     

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。     

梯度聚晶金刚石增强硬质合金楔形齿的电子探针分析

评述了聚晶金刚石 (PCD)增强楔形梯度复合尺的优点 ,详细介绍了其制备工艺过程并给出了成分梯度变化的电子探针图谱 ,并对电子探针的结论进行了详细的解释。     

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。     

基于热、动力学计算模拟研发梯度硬质合金

对于材料研发和过程参数优化来说,掌握材料体系的热、动力学信息并基于CALPHAD(相图计算)方法进行计算模拟是一种强有力且高效的方式.CALPHAD计算结果的准确性在很大程度上取决于热力学和动力学数据库的质量.基于前期建立的热力学数据库(CSUTDCC1)和动力学数据库(CSUDDCC1),对硬质合金研发过程中所关心的...     

梯度硬质合金制备技术及研究现状

本文概述了梯度硬质合金发展历程,对DP合金制备方法、组织性能及梯度层形成机理进行阐述和分析,并列举了表层脱立方相、富立方相和其他梯度硬质合金的制备方法和组织性能。本文目的是为研究梯度硬质合金结构与性能设计的研究人员提供更多可能性,并为对这一方向感兴趣的研究人员介绍广阔的梯度硬质合金世界。     

WC-Co梯度硬质合金的制备及渗碳对其组织的影响

采用光学金相检测、扫描电镜分析、能谱分析等方法对WC-6Co硬质合金渗碳处理后的成分和梯度组织结构进行分析.结果表明:对硬质合金渗碳处理后可形成显微组织和钨、钴含量的梯度分布,其特征是合金表层和次表层的η相已经完全消失,属正常的WC γ两相组织,合金的芯部依然是含η相的三相组织,中间形成了一个富钴层;碳原子的扩散和液相钴的流动是形成梯度的原因;在各渗碳温度下,合金的梯度结构厚度均随渗碳时间的增加而增加;在渗碳时间和渗碳温度相同的情况下,合金的梯度层厚度均随合金初始总碳含量的增加而增厚.渗碳处理后外表面的WC晶粒可能会产生一定的粗化现象.     

Quantitative evaluation of normal and abnormal grain growth of cemented carbides during liquid phase sintering

The liquid-phase sintering (LPS) of cemented carbides prepared from submicronic powders induces a micro-structural evolution generally ascribed to normal and abnormal grain growth. Such phenomena can be prevented by small additions of inhibitors (Cr, V). Presently, the mechanisms controlling either the grain growth or its inhibition are not strictly identified. In the present work, the effects of major parameters on grain growth (initial WC grain size, liquid composition, liquid fraction) are studied by image analysis of specimens sintered at 1450°C up to 8h.The evolution of the mean intercept and intercept distribution of WC grains is analysed in terms of the possible mechanisms involved.     

硬质合金气氛烧结过程中碳含量调整

阐明了碳含量对硬质合金质量控制的重要性以及国内外对用甲烷氢气混合气调整合金碳含量的研究情况。为了在两相区范围内对合金的碳势进行调整,从热力学上估算了不同温度下混合气体浓度的临界值,与试验结果基本符合。优化烧结气氛的试验结果显示:通过选择合适的烧结气氛,对WC-10Co合金性能的提高有明显作用。     

Change in relative density of WC-Co cemented carbides in spark plasma sintering process

The relative density of WC-Co cemented carbides during spark plasma sintering (SPS) was analyzed.Based on the change in displacement of the ram in the SPS system,the relative densities in the sintering process can be achieved at different temperatures.The results indicated that densification of the samples started at near 900℃,the density rapidly reached its maximum at the increasing temperature stage,in which the temperature was lower than the sintering temperature of 1200℃,and most of the densification took place in the stage.Besides,the theoretcal values were consistent with the experimental results.     

WC-Co硬质合金结构参数对烧结表面残余应力的影响

通过建模分析和实际测量,对WC-Co硬质合金结构参数与烧结表面残余应力之间的关系进行了研究。结果表明,硬质合金的结构参数对烧结表面残余应力有很大的影响。相同WC粒径条件下,随Co相体积分数的增大,硬质合金烧结表面残余应力的数值增大。当Co相体积分数固定时,增大WC颗粒的粒径,可明显降低硬质合金烧结表面的残余应力。实际测量结果与分析结论相吻合。     

硬质合金的疲劳与断裂

硬质合金在使用中一般同时承受多重疲劳的共同作用,了解硬质合金的疲劳破坏机理和提高其疲劳性能是硬质合金研究领域的一个重要方向。综述各种硬质合金工具在不同环境中的疲劳破坏情况,概括目前国内外学者对硬质合金疲劳性能的机理的研究进展。同时介绍本课题组在自行改造的疲劳试验机上对硬质合金多重疲劳开展的一些工作。     

球形钴粉的制备及其在超细晶粒硬质合金中的应用

以碳酸钻为原料,采用氢气还原法在带式无舟皿连续还原炉中制备超细球形钻粉。考察还原温度和还原时间对钻粉粒度的影响。结果表明,在420～460℃还原180min左右,可以制备费氏粒度为0．9μm左右的超细球形钻粉。采用二氧化碳气体钝化处理技术降低了钻粉的氧含量。采用制备的钻粉为超细晶粒硬质合金的粘结剂,用低压烧结工艺制备出钻相高度分散、晶粒均匀的超细晶粒YG10硬质合金。其晶粒度为0．4μm,矫顽磁力达38．0kA／m,硬度大于93．0HRA,抗弯强度高于3700MPa。     

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。