超细晶WC-Co硬质合金用纳米钴粉的研究现状与展望

粘结剂原料钴粉在制备超细晶WC-Co硬质合金中的作用至关重要.采用超细/纳米级粒度的球形钴粉不仅可以降低合金的烧结致密化温度从而抑制WC晶粒异常长大,同时能够减少球磨混合时间、改善合金中的钴相分布,有助于获得高性能的超细和纳米晶WC-Co硬质合金.总结了近年来超细和纳米晶WC-Co硬质合金用钴粉的国内外研究开发状况,介绍了采用液相沉淀-氢还原法制备球形纳米钴粉的取得的实验成果,指出该法是生产超细和纳米晶WC-Co硬质合金用纳米钴粉的一种行之有效的新工艺路线.     

新型含片状晶WC-10%Co硬质合金的制备及其性能研究

通过球磨诱导生成薄片状W晶源,再引入超细黄钨(纳米W源)、碳黑(活性碳源)、钴及适量晶粒长大抑制剂(Cr_3C_2)高效球磨生成含片状晶W/Co/C复合粉末,于低压真空烧结炉中在1410℃的温度下一次碳化烧结制备了片状晶强化新型结构WC-10%Co(质量分数,下同)硬质合金,研究了20%片状W的引入对WC-10%Co硬质合金显微组织结构和性能的影响。通过比表面测定仪和费氏粒度仪测定了粉体的比表面和粒度,用扫描电镜(SEM)观察了粉末的形貌和烧结体的显微组织结构,按硬质合金性能测试标准对WC-Co烧结体的物理和力学性能进行了测定。结果表明,碳辅助氢还原球磨诱导生成含片状晶W/Co/C复合粉末,经一次碳化烧结可制备出显微组织结构明显不同于普通合金的含片状晶新型结构WC-Co硬质合金;20%片状W粉末的引入致使合金整体晶粒尺寸偏粗,矫顽磁力偏低,但其片状晶和超细晶粒均布的组织结构,不仅能有效提高合金的硬度,还能改善合金的断裂韧性。     

纳米/超细晶WC-Co类硬质合金的研究进展

制备纳米/超细晶WC-Co类硬质合金的两大关键因素是优质纳米/超细晶WC-Co复合粉末的制备和烧结过程中晶粒长大过程的控制。从纳米/超细晶WC-Co复合粉末的制备技术和纳米/超细晶硬质合金的烧结技术两方面,综合评述了近年来国内外的研究进展,并展望了纳米/超细晶硬质合金的发展前景和今后研究开发的重点。     

超细及纳米WC-Co复合粉的低成本短流程制备及应用

综述了在超细及纳米WC-Co粉末的制备研究方面国内外的相关研究进展,系统介绍了北京工业大学硬质合金研究组在研究开发超细及纳米WC-Co复合粉的原位反应合成技术、超细及纳米复合粉在金属陶瓷防护涂层及烧结硬质合金块体材料中的应用等方面开展的系列工作和取得的研究结果。以合成的WC-Co复合粉为原料,制备的超细结构硬质合金涂层、超细晶及纳米晶硬质合金块体材料均具有优良的综合性能。     

硬质合金中碳含量对晶粒生长抑制剂抑制效果的影响

配制两批不同总碳为5.66%和5.70%的混合料,在不同烧结温度下制备WC-9Co(含0.8%的Cr_3C_2/VC)超细晶硬质合金,检测了混合料中氧含量及WC晶粒大小、应变随球磨时间的变化情况,研究了不同烧结温度下WC-9Co硬质合金的磁学性能随球磨时间的变化。结果表明,滚动球磨不能破坏晶粒尺寸达到纳米级的WC原料微观晶粒;不同总碳混合料随球磨时间延长其氧含量均呈上升趋势,符合线性规律,但高总碳的混合料中氧含量上升速度较慢;超细晶硬质合金的Com值(即碳含量)是影响H_c值的主要因素,随Com值增加H_c先升高后降低并呈抛物线规律,在特定的Com值达到最大值,据此可以推测其主要原因是硬质合金碳含量影响Cr、V元素在WC/Co界面析出形成抑制WC晶粒长大的(W,Cr)C_x和(W,V)C_x界面相,进而影响抑制效果。     

微波反应烧结制备硬质合金工艺的性能研究

WC-Co硬质合金作为一种特殊的工具材料,其具备较强的性能,能妥善解决传统硬质合金硬度和强度间的问题,实现双高的局面,所以,被广泛应用在各行业中。但从目前硬质合金研究情况来看,研究人员通过各种方法来制作纳米WC-Co粉末,但在烧结制备纳米WC-Co硬质合金方面出现很多问题,主要原因是受到烧结技术水平的限制,现存烧结技术无法合理控制烧结中WC晶粒的增长。基于此,本文将WC粉和Co粉为原料粉末,添加适量的晶粒长大抑制剂,将其放在磨机中进行湿磨,再压成生坯,然后在微波环境下进行烧结,从而分析不同因素给烧结工艺参数带来的影响,如保温时间、脱蜡时间、烧结温度等因素。     

粗晶WC-Co硬质合金强度和密度影响因素的变量搜索试验研究

采用粉末冶金气压烧结技术制备了粗晶WC-Co硬质合金,运用变量搜索试验设计研究了碳含量、烧结制度、钴含量、镍含量、球磨工艺参数对合金的抗弯强度和致密度的影响.研究表明,对抗弯强度影响程度的大小依次为:烧结制度与球磨球料比的交互作用,烧结制度与镍含量的交互作用,钴含量与球磨时间的交互作用,钴含量,碳含量与球磨时间的交互作...     

纤维状WC晶粒硬质合金的制备

以高能球磨方法处理制备的纳米晶复合粉末为原料，通过真空烧结制备硬质合金块体，研究该纳米晶复合粉末的烧结致密化行为和显微结构特征。结果表明：该纳米晶粉末的烧结致密化可依烧结温度从低至高分为、3个阶段，而在高于1250℃的液相烧结阶段，将温度提高至1375℃烧结30min，可获得密度为14．46g／cm^3、烧结收缩率为27．2％的致密硬质合金。此时，WC晶粒呈纤维状，随机分布在烧结体中，其长度约为1．2μm，径向尺寸约为100nm；采用高能球磨处理工艺可以获得原位生成的纤维状WC晶粒增强的硬质合金。     

亚微米晶WC-Co硬质合金中粗晶组织的形成

原料粉末氧化问题是亚微米晶硬质合金生产中一个不可回避的难题,因为氧化料会在硬质合金制备过程中形成粗晶或孔洞,使合金性能降低。本文在亚微米晶WC-Co硬质合金中添加氧化料并在不同温度下烧结,采用SEM观察氧化料在烧结过程中的形貌变化特征。结果表明压坯中的氧化料在烧结后会形成明显的粗晶组织。氢气烧结条件下粗晶组织更加明显。对粗晶组织的形成机理进行探讨,认为粗晶组织的形成是气相反应的结果,中间经过产生脱碳相组织CoxWyCx和W2C的过程。TG-DSC结果表明,在常压Ar气氛条件下,碳粉还原Co3O4的反应温度为732℃,碳粉还原WO3的反应温度为1 050℃。     

碳辅助氢还原/碳化法制备纳米WC粉的烧结工艺研究

以碳辅助氢还原/碳化法制备的纳米WC粉为原料,采用低压烧结工艺制备超细晶WC-6Co硬质合金。采用XRD和SEM表征了烧结工艺对WC-Co烧结体的物相组成和显微形貌的影响,并测试了烧结体的力学性能。结果表明,随着烧结温度升高和时间延长,烧结体的致密度增加,晶粒尺寸增大,硬度和抗弯强度随着致密度增加而提高,但烧结温度过高或时间过长,会降低烧结体的性能。最佳烧结工艺为,烧结温度1 360°C,保温时间60 min,所得WC-6Co硬质合金的平均晶粒尺寸为305 nm,洛氏硬度和抗弯强度分别达到94.6 HRA和4 450 MPa。