WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-Co涂层硬质合金的组织与性能

用控制烧结工艺制备了均质基体结构与梯度基体结构的WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-Co硬质合金,采用化学气相沉积工艺在合金表面涂上TiCN/Al203/TiN涂层,制备成相应的涂层硬质合金及刀片.运用金相观察、扫描电镜分析、三点抗弯强度测试及切削性能测试,研究了梯度基体结构对涂层WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-Co硬质合金的组织与力学性能影响.结果表明,采用梯度烧结工艺,可以在合金的表层形成梯度韧性区,该韧性区可以提高裂纹扩展阻力.所制备的梯度基体结构合金的抗弯强度明显超过均质基体结构合金,而相应涂层硬质合金刀片在保持耐磨性能的同时能显著提高抗冲击性能.     

具有梯度结构的涂层硬质合金刀片

研究了Co和Ti(CN)含量对梯度硬质合金的力学性能、梯度结构的影响.测试了梯度硬质合金刀片的切削性能.结果表明:随着合金钴含量的增多,合金梯度层厚度增厚,梯度结构越明显;合金的强度提高,磁饱和提高,磁力、硬度和密度减小.随着合金Ti(CN)含量的增多,合金梯度层厚度有变薄的趋势;随合金的硬度提高,合金的强度和密度减小.切削试验表明:具有梯度结构涂层硬质合金刀片的切削性能比无梯度结构涂层硬质合金刀片的切削性能优良.达到同一磨损高度hB=0.15 mm时,前者的切削寿命较后者提高了近一倍.同时随着合金钴含量的增多,硬质合金刀片的切削性能提高.     

国内外硬质合金研究和发展动态

近10年来,世界硬质合金的研究与发展取得了举世瞩目的成绩。新结构、新晶粒尺寸范围、新概念、新涂层硬质合金,新结构硬质合金刀具,硬质合金新材料,硬质合金生产新技术、新设备(如微波烧结设备、放电等离子体快速烧结设备)不断涌现。硬质合金新材料、新技术的发展对开辟硬质合金新的应用领域起着决定性的作用。 一、新结构硬质合金 1.梯度结构硬质合金。梯度结构硬质合金主要有:双相结构梯度硬质合金(主要用作凿岩工具用柱齿),含富钴层或脱β层的涂层刀片,梯度结构顶锤,类涂层功能梯度硬质合金     

基体碳含量对梯度结构硬质合金微观结构与性能的影响

Co相梯度结构硬质合金与传统硬质合金(WC-Co)相比具有良好的硬度和韧性组合.本文通过固体渗碳烧结处理制备出了Co相梯度结构硬质合金,研究了贫碳量对固体渗碳后硬质合金中Co相梯度结构、力学性能的影响,探索了Co相梯度结构的形成机制.结果表明,贫碳合金碳含量越低,η相体积分数越大,渗碳时需要消耗更多的活性碳原子,渗碳烧...     

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。     

世界硬质合金材料技术新进展

对世界硬质合金研究的最新进展作了评述,重点介绍了亚微米和超细晶粒硬质合金、超粗晶粒硬质合金、梯度合金以及硬质合金复合材料的制备方法与应用技术的最新进展。     

烧结温度对梯度硬质合金表层组织结构和力学性能的影响

梯度硬质合金表层组织结构的变化直接影响着CVD涂层硬质合金刀具的加工性能,而烧结温度的变化将显著影响梯度硬质合金表层和芯部组织结构。本文研究了1 410、1 440℃和1 460℃3种烧结温度对梯度硬质合金表层（0～100μm）组织结构和力学性能的影响规律。采用SEM和EBSD对梯度硬质合金表层组织结构、梯度区和合金芯部粒度进行了分析,研究了不同温度下表层组织结构的变化对梯度硬质合金抗弯强度和显微硬度的影响。结果表明：随着温度升高,表面Co含量明显下降,梯度层厚度增加。合金硬质相（WC和立方固溶体相）晶粒度随烧结温度升高而明显长大,梯度区内WC晶粒度大于芯部WC晶粒度,并且二者差异随烧结温度的升高而加大,芯部立方固溶体的生长速度高于WC。随烧结温度的升高,合金的磁力下降了10.3%,合金的断裂韧性和抗弯强度分别提高了8.5%和7.7%,相比去除梯度层试样,3个烧结温度下保留梯度层合金试样的抗弯强度提高了7.6%～9.8%。从表面至芯部合金的显微硬度先降低至最低点后逐渐上升至接近芯部硬度,梯度层内HV最低点约为芯部HV的87%。随烧结温度的升高,梯度区和芯部的HV都呈现下降趋势。     

真空/压力烧结对硬质合金脱β层的影响

研究了真空和真空/压力烧结两种工艺对均质、梯度硬质合金的性能及其组织结构的影响,分析了梯度硬质合金脱β层的形成机理。研究表明,采用真空/压力烧结工艺可使硬质合金的抗弯强度得到明显提高;而采用相同烧结工艺时,梯度硬质合金的抗弯强度高于均质合金;梯度合金经真空/压力烧结后,虽然脱β层的厚度减小,但强度仍有增加。     

梯度硬质合金与45钢的TIG焊研究

选取YG8,YG15和YG20商用硬质合金与WC-5Co-25Ni硬质合金通过扩散烧结的方法制备梯度硬质合金,采用NiFe-C焊丝对梯度硬质合金与45钢进行TIG连接,通过扫描电镜观察、抗弯强度试验,对焊接接头的组织和力学性能进行了分析。结果表明:YG8/YG15/YG20/WC-5Co-25Ni四层结构梯度合金可以缓解焊接应力,与45钢TIG焊可以获得无开裂接头;垂直堆叠烧制的梯度合金焊接时易在焊缝底部界面位置形成η碳化物层,60°倾角倾斜堆叠烧制的梯度合金焊接时,界面位置不再形成有害碳化物层;由于η碳化物层的存在,垂直堆叠梯度合金的焊接接头抗弯强度仅为0. 74 GPa,倾斜堆叠梯度合金的焊接接头的抗弯强度提高到1. 29 GPa。     

烧结方式对硬质合金梯度结构和性能的影响

通过连续烧结和分段烧结试验,研究烧结方式对硬质合金梯度结构和合金性能的影响。研究发现,连续烧结很难形成梯度结构,分段烧结可形成梯度结构;分段烧结合金与连续烧结合金相比:密度较大,磁力和硬度较低。     

准晶材料的研究现状及其前景展望

综述了准晶材料的结构、特征及其应用现状，认为目前将准晶材料以涂层或薄膜的形式涂覆于其它材料表面，只是利用了准晶材料的不粘性、难表面氧化性、耐热、耐磨、低的摩擦系数、耐蚀及特殊的光学性能，而准晶材料还具有独特的热电性、磁阻性、吸氢性和催化性等性能尚未被应用，预言了准晶材料将会有广阔的应用前景。     

球状碳气凝胶基磁性吸附材料制备

以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂,柠檬酸为催化剂,在硝酸镍存在下间苯二酚和甲醛经过溶胶-凝胶反应、还原气体保护下碳化处理得到球状碳气凝胶基磁性吸附材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、磁力测试、粒径分析对所制备磁性吸附材料进行了表征,结果表明：材料的磁性能优良,比饱和磁化强度和矫顽力分别为17emu/g、124Oe,颗粒分布均匀,均值约5μm。通过原子吸收测试表明：材料对重金属离子Pb2＋的饱和吸附容量可达62.5mg/g。     

干法氟化铝生产中二氧化硅行为及其影响质量对策

扼要介绍了干法氟化铝生产中二氧化硅杂质的行为和形成于产品中的原因,针对原料萤石二氧化硅含量升高影响产品质量的现状,提出了降低产品二氧化硅含量的对策.     

基于电流反馈的步进电机微步驱动器

步进电机在不涉及伺服系统复杂反馈环路的情况下实现了良好的位置精度，这使其在定位控制系统中得到了广泛的应用。但是在传统的全步或者半步模式下，步进电机的分辨率受到电机结构的很大限制。本文介绍了一种设计方案，该方案在全桥电路底部和地之间接入一个检测电阻，控制流过电机绕组的电流，实现步进电机的微步控制。     

装配型企业CAPP与工艺管理系统的实现

通过分析装配型企业工艺工作现状,提出适用这种生产类型的CAPP与工艺管理系统的总体结构,阐述该软件系统三大组成部分:工艺设计、工艺管理和系统管理中主要模块的功能和特点,与传统CAPP系统相比,更能满足装配型企业各应用层次对CAPP的需求.     

SINUMERIK 802D数控系统的数据备份与恢复

机床数据是数控系统与机床以及伺服驱动之间匹配的媒介,是数控机床能否发挥其工作性能的关键。维修人员了解机床数据的作用和保护方法是保证数控机床正常工作的前提条件。针对西门子SINUMERIK 802D数控系统的数据备份与恢复方法进行总结,系统介绍了SINUMERIK 802D数控系统内部存储器结构、数据的内部备份和外部备份方法。     

脉冲高能量密度等离子体陶瓷刀具表面改性研究进展

对刀具涂层技术的发展现状与趋势进行了综述,提出了提高涂层刀具性能的"五化"措施:沉积工艺复合化、薄膜组成多元化、薄膜结构多层化、薄膜组成和显微结构梯度化、薄膜晶粒纳米化.基于这个思想,提出了用高能量密度脉冲等离子体技术进行陶瓷刀具表面改性,并在最近几年用高能量密度脉冲等离子体同轴枪对硬质合金和氮化硅陶瓷刀具进行了镀膜改性尝试.使用该复合表面改性技术,所制备涂层刀具结构独特,很好地满足了"五化"思想,材料性能得到显著提高.在优化的工艺条件下,所得TiN、TiCN和TiAlN涂层刀具硬度高,纳米硬度分别为26～28 Gpa、50～53 Gpa和38～40 Gpa;膜基结合力强,纳米划痕临界载荷达80～110 Mn.所得TiN、TiCN和(Ti,Al)N涂层硬质合金刀具能够在工业条件下对硬度高达HRC 58～62 的淬硬CrWMn钢进行干切削,实用切削速度可提高2～10倍,且刀具磨损较小;涂层氮化硅陶瓷刀具加工淬硬钢和灰铸铁(HB 2200～2300 Mpa)工件时,比未涂层刀具后面磨损降低6～10倍.预示该技术是一种非常有前途的陶瓷刀具改性技术.     

基于小波神经网络的刀具状态监测

建立了一种小波基函数神经网络的切削刀具磨损状态监测系统。通过提取反映刀具磨损状态的特征参数：声发射，主功率，进给电流为输入信号，利用Morlet解析小波神经网络的非线性模型，获得表示刀具磨损状态的特征量，来实现刀具磨损状态在线智能监测。它可以有效地提高系统识别的精确度和可靠性。     

模具高速切削刀具技术研究概况

系统地介绍了模具高速切削刀具技术在各个领域的发展现状，包括：刀具材料、刀具磨损、刀具动平衡、刀具与机床的连接、刀具的可靠性、刀具的监测技术和刀具的几何参数。指出发展模具高速切削刀具技术，要从以下几个方面展开工作：研制和开发新的刀具材料，同时进行PCBN刀具切削性能的研究，推广其应用范围；进行模具高速切削刀具磨损机理的研究，进一步提高刀具寿命；做好刀具的动平衡，防止刀具的破损，保证工作人员的安全；进一步加强刀具监测技术的研究，以获得良好的加工质量；建立模具高速切削数据库，以便有效地利用刀具，提高刀具的寿命；大力推进有限元模拟技术在高速切削刀具技术中的应用。     

挤压镁合金AZ31的压缩过程中的组织及织构演化

对常规挤压态镁合金AZ31压缩过程的组织及织构演化进行了扫描电镜-电子背散射衍射(SEM-EBSD)原位观察。结果表明材料的初始组织为等轴晶,晶粒的平均尺寸为76微米,晶粒内部未发现形变孪晶。材料的初始织构类型为典型的{11-20}丝织构,即大多数晶粒的<11-20>晶向平行于棒材的挤压方向(ED)。在压缩过程中,多数晶粒内部开始出现拉伸孪晶,随着压缩应变的增加,孪晶片层不断增厚,导致晶内的孪晶合并成大的孪晶并占据晶粒内部的大部分区域进而使孪晶的体积分数不断增加。随着压缩压缩应变的增加初始丝织构不断减弱并有新的基面织构形成。实验表明压缩过程中的{10-12}<10-11>孪生而非滑移是引起压缩过程中织构演化的主要原因。