化学包裹粉工艺制备粗晶粒WC-Co硬质合金

以费氏粒度为8.06μm的WC粉与Co(NO3)2·6H2O为原料,采用N(CH2CH2OH)3(TEA)为还原剂制备WC-12%Co(质量分数)包裹粉,以包裹粉为原料制备WC-12%Co硬质合金。采用扫描电镜观察包裹粉与合金中WC晶粒的立体形貌,采用X射线衍射仪分析粉末的物相组成,采用比表面积分析仪分析TEA还原产物多孔泡沫Co的比表面积,采用金相显微镜观察合金的组织结构。结果表明:包裹粉中Co为纯fcc高温相结构,呈多孔泡沫状纳米组装结构形式包裹在WC粉末表面;WC-12%Co合金组织结构均匀,平均晶粒度为4.8μm,WC晶粒结晶完整、呈规则多面体形状。     

超粗晶WC-Co硬质合金的研究现状

超粗晶硬质合金是一类性能优异的新型合金,广泛用于采矿、凿岩、轧辊等领域,应用前景广阔。化学包覆法和纳米粉末溶解法是超粗晶WC-Co硬质合金制备的主要方法,介绍了超粗硬质合金原料WC颗粒平均粒度选择的动力学理论,碳含量对超粗合金中WC晶粒生长粗化的影响以及通过引入其它元素强化粘结相以提高合金寿命的探索结果。此外,分析了以合金硬度为常数时,晶粒尺寸与合金性能的关系,指出在保持合金硬度不变时,通过增大WC晶粒尺寸来提高合金的耐磨性和韧性是可行的。最后,展望了超粗晶合金的发展方向。     

梯度超粗晶硬质合金的制备与组织性能研究

本文报道了一种制备梯度超粗晶硬质合金的新方法:结合初始WC-Co硬质合金棒料的成分设计和区域熔炼处理工艺,制备了显微组织和性能连续梯度分布的硬质合金棒料。对制备的梯度硬质合金棒料分别表征分析显微组织结构、晶粒尺寸、Co含量变化和硬度分布等,结果表明:沿着硬质合金棒料的轴线方向,WC晶粒尺寸范围为14.95~25.09μm,Co的质量分数变化为3.0%~12.5%,硬度变化范围为8 100~9 800 N/mm2。本文提出的新方法实现了梯度结构和超粗晶组织的有效结合,可赋予硬质合金棒料不同部位以不同特征的力学性能。     

球磨时间对粗晶硬质合金性能的影响

通过对粗晶合金性能的检测和金相组织的观察,研究了球磨时间对粗晶粒硬质合金性能的影响。结果表明,球磨时间对粗晶粒硬质合金性能和组织结构有明显的影响;通过控制适当的球磨时间,可得到兼有高硬度和高韧性的粗晶合金。     

纳米及超细复合粉添加对超粗晶硬质合金晶粒长大的影响及机制

在粗颗粒WC/Co混合粉末中分别添加平均粒径为100、250、400nm的WC-8Co复合粉,经球磨混合压坯后在不同温度进行Ar气保护烧结。针对烧结块体的形貌、晶粒尺寸及其分布进行了研究,并分析了复合粉添加对不同烧结阶段WC晶粒长大的影响机理。研究发现,在WC/Co混合粉中加入纳米和亚微米复合粉末均可制备得到超粗晶硬质合金,且添加纳米复合粉烧结的试样平均晶粒尺寸达到9.3μm。烧结初期,纳米和亚微米复合粉通过增加混合粉末的表面能而有效促进WC晶粒长大;当达到液相烧结温度时,添加纳米复合粉的烧结块体中,由于小晶粒具有更大的溶解驱动力,促使小晶粒溶解并在周围大晶粒表面析出,进一步增大烧结块体的晶粒尺寸;添加亚微米复合粉的块体中,小晶粒WC呈集中分布,使其溶解驱动力较小,且析出主要发生在周围细小晶粒之间,达到溶解析出动态平衡,从而使烧结块体的平均晶粒尺寸增长缓慢。     

超粗晶硬质合金的研究现状与发展趋势

基于超粗晶硬质合金具有优异的耐磨性、抗冲击性、抗热疲劳性等特点,在煤炭采掘、矿物开采、隧道掘进、路面养护等领域表现出色,成为近年来硬质合金材料领域重点研究对象。本文对比了超粗晶硬质合金晶粒度的评判标准,综合评述了国内外超粗WC粉末制备技术和超粗晶硬质合金制备技术方面的研究成果,指出超粗晶硬质合金的技术发展趋势为特粗低钴硬质合金的制备技术及粘结相相强化技术。     

超粗晶硬质合金截齿的层状剥落

本文主要探讨采煤机用截齿在使用过程中的失效行为。重点研究焊接于截齿顶部的超粗晶硬质合金齿的"层状剥落"现象,探讨层状剥落出现的原因及其形成机理。分析表明:在采煤过程中,超粗晶硬质合金的热疲劳是导致其失效的主要原因之一,合金的热疲劳及超粗WC晶粒之间粘结相的先期去除是层状剥落形成的主要原因。通过适当增加合金中WC的平均晶粒度、采用特定手段强化合金中的Co相将有效减缓或避免超粗晶合金层状剥落现象。     

微波烧结WC-Co硬质合金致密化与晶粒生长

分别采用微波烧结和常规烧结制备WC-8Co硬质合金,通过1 000~1 400℃温度范围烧结以及1 400℃保温0~240 min的微波和常规烧结实验,测量各样品的收缩率、密度和晶粒尺寸,分析其致密化行为和晶粒生长,研究烧结温度和保温时间对合金致密化和晶粒生长的影响。结果表明,与常规烧结比较,微波烧结促进YG8硬质合金的致密化,且获得的合金组织均匀,晶粒细小。另外,保温时间对微波烧结YG8硬质合金的晶粒生长几乎没有影响。     

WC-Co硬质合金中WC变粗的机理

<正>硬质合金的碳含量在WC晶粒的生长方面扮演着重要的角色。众所周知,含碳含量低的WC-Co硬质合金因为粘结相中的W浓度很高从而能够有效抑制WC的粗化。然而,目前对这种现象的形成机理还不是很清楚。德国Element Six Hard Materials,Element Six GmbH的I.Konyashin等人从活化能的角度研究液相烧结中WC粗化机理。他们用超粗WC粉末和10wt%Co粉混合,再加入钨粉或炭黑调节碳含量,经充分球磨并烧     

掺杂与湿氢工艺制备超粗钨粉及其对合金性能的影响

通过控制送入炉内H_2O与H_2的分压比制备了超粗钨粉,并对所制钨粉及其后续产品物化性能进行了研究。结果表明:与掺杂工艺相比,在还原温度1 040℃、还原时间9 h、P_(H2O)/P_(H2)=0.7的条件下制得Fsss粒度为20μm的超粗钨粉及其制备的碳化钨,具有细颗粒少,均匀性好,晶体发育完整,纯度高等优点。用其制备的超粗WC-10%Co硬质合金晶粒粗大,细晶少,粒度分布窄,组织均匀,无异常晶粒、孔隙等缺陷,后续产品抗冲击性能和抗磨损性能提高。     

硬质合金中的晶粒长大抑制剂

综述了过渡族元素碳化物的种类、含量、加入方法对硬质合金晶粒长大抑制效果的影响,指出了它们的不足之处,介绍了其他一些具有细化晶粒作用的抑制添加剂,报道了最近的研究结果。     

超细硬质合金中晶粒非均匀长大机理

采用市售的粒度为0.8μm的WC粉末和粒度为1.6μm的Co粉制备了WC-10%Co超细硬质合金,通过金相显微镜﹑扫描电子显微镜观察了不同烧结温度下制备的试样WC晶粒形貌,对超细晶粒硬质合金非均匀长大现象及机理进行了研究。结果表明:粉末湿磨后的粗大颗粒在烧结过程中起晶核作用,是引起晶粒非均匀长大的关键因素。固相烧结时,烧结体中细小颗粒受到张力的作用发生旋转,当其取向与邻近的大颗粒取向一致时,形成共格界面,以粗大晶粒为核心以并合的方式非均匀长大;液相烧结时,细小晶粒溶解并优先地在大晶粒的某些低能量晶面如(0001)和(1010)面析出,引起晶粒异常长大。本研究中,当烧结温度达到1 410℃时,WC晶粒可异常长大为接近20μm的粗大晶粒。     

WC-Co硬质合金烧结过程渗硼机理

用高温X射线衍射装置通过由室温到 130 0℃连续升温过程中XRD分析探讨了WC 2 0Co硬质合金真空烧结过程渗硼的机理。结果表明 ,在真空烧结升温期间 ,WC Co合金压坯表面上预置的供硼剂B4C在 85 0℃以上分解出活性硼原子 ;除在压坯表面形成含硼化合物外 ,还向压坯内钴相中扩散固溶并形成不均匀分布的羽毛状W2 Co2 1 B6 化合物 ,渗硼层厚达 2 2mm ,WC Co硬质合金真空烧结过程有效渗硼的温度范围为 85 0～ 10 0 0℃     

粗晶碳化钨粒度对WC-Co合金晶粒度的影响

选用供应态分别为30μm和12μm的二种粗颗粒WC粉末,研究不同方法表征的粉末粒度与合金晶粒度的关系。结果表明:三种粉末粒度测定方法给出的结果都呈现粒度越粗合金的晶粒度也越粗的规律。粗颗粒WC的研磨态粒度与合金的晶粒度相当接近,金相法测得的12μmWC的晶粒分布与所制备的合金的晶粒度的一致性比30μmWC制备的合金要好。粗晶WC研磨态的Fsss粒度可以用于评价粗晶WC晶粒度,也可以预测WC-Co合金的晶粒度。     

WC粒度分布对WC-Co硬质合金力学性能影响的模拟分析

本文旨在建立基于WC-Co硬质合金真实微观组织的力学性能预测有限元分析方法,进而分析WC颗粒粒度分布对微区变形和力学行为的影响。实验设计和制备了具有Co含量相同,WC晶粒分布均匀和非均匀的两种WC-Co硬质合金,并进行维氏硬度测试和用SEM进行组织观测。通过对合金组织的SEM形貌照片进行WC颗粒边界的重构,建立WC和Co两相真实组织的二维有限元模型。通过有限元模拟对两种合金的弹性模量、泊松比和强度等力学性能进行预测和微观变形机理分析。有限元模拟结果表明均匀合金强度高于非均匀合金,与实验测试的硬度所揭示的规律相吻合。对微观变形机理分析揭示了均匀合金应力分布更均匀是强度较高的主要内在机理,而WC/WC邻接界面的应力集中是弱化力学性能的主要机制。     

球磨时间对粗晶钨钴合金WC晶粒尺寸分布与WC邻接度的影响

本文选取钴含量分别为3％、8％、18％、26％的粗晶硬质合金混合料进行球磨,在球磨时间为15、16、17 h时取出混合料制成四组每组3批硬质合金样品,研究球磨时间对粗晶硬质合金WC晶粒尺寸分布及WC邻接度的影响,结果表明,同组粗晶硬质合金的WC晶粒尺寸分布曲线随着球磨时间的增加逐渐向左偏移,分布曲线的右支变得更陡,WC...     

涂层硬质合金回收料生产硬质合金的工艺探索

利用废旧涂层硬质合金回收料生产硬质合金,通过采用适当的工艺方法,可以生产出质量较好的再生硬质合金产品。     

微量钴对无金属粘结相WC硬质合金烧结致密化与WC晶粒生长行为的影响

采用Cr3C2、VC掺杂超细WC为原料和无压真空烧结工艺,通过合金微观组织结构的观察与分析,研究了添加质量分数为0.3%的Co对无金属粘结相WC硬质合金烧结致密化与WC晶粒生长行为的影响。结果表明,微量Co的存在加速了WC的烧结致密化过程,与此同时也导致了WC晶粒明显的各向异性非连续晶粒长大。在上述研究基础上,提出了一种无金属粘结相WC硬质合金的低成本制备工艺,探讨了超细硬质合金中WC晶粒生长机制,提出了超细硬质合金的质量改进建议。     

真空－气压烧结WC—Co硬质合金的研究

以真空－气压烧结炉为主要手段，研究了ＷＣ—Ｃｏ硬质合金在真空烧结中的行为及气压烧结的作用。结果表明：ＹＧ８牌号的硬质合金的真空烧结起始于约９４０℃，终止于约１４２０℃，其真空烧结机理为相界反应控制的“溶解－淀析”过程。采用气压烧结工艺后，材料各方面性能均有明显改善。