纳米晶硬质合金的制备及组织性能研究

以纳米WC粉、超细钴粉为原料,通过滚动球磨制备纳米晶WC-Co混合料,经成形和压力烧结制备出纳米晶硬质合金,研究了球磨时间和烧结温度对纳米晶WC-Co硬质合金组织结构和性能的影响.结果表明:长时间滚动球磨和配合合适的烧结温度可以实现合金组织均匀细小和双高性能,当球磨时间为82 h,在1390℃烧结的纳米晶硬质合金在性能...     

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。     

超细、纳米晶硬质合金的原料制备研究

随着电子工业及汽车行业飞速发展,超细、纳米晶硬质合金需求量逐年上升。生产超细、纳米晶硬质合金的关键在于如何制备出性能优良的原料粉末和先进的合金烧结技术。本文侧重讨论采用对普通黄色氧化钨原料进行特殊的工艺处理,制备出粒度分布窄的超细、特细氧化钨产品,然后以此类产品为原料进行超细、纳米晶硬质合金的制备,并进行不同原料制备的合金性能对比。对比超细、纳米晶硬质合金性能,说明粒度细、分布窄的特细黄钨是更适合制备纳米晶硬质合金的原料。     

从硬质合金典型材质发展看中国硬质合金工业的技术进步

中国是世界硬质合金的生产与消耗大国,中国硬质合金工业的技术现状令世人关注.本文从硬质合金典型材质与关键原料制备技术及其微观组织结构与性能特性等方面,展示了近年来中国硬质合金工业的主要技术进展.包括紫钨工艺制备的超细、纳米W粉与WC粉,紫钨工艺与WC-Co纳米复合粉工艺制备的超细晶硬质合金,超粗晶硬质合金以及原位激发自润...     

纳米硬质合金的研究进展

概述了纳米晶WC-Co硬质合金的研究开发现状与进展。重点介绍了纳米硬质合金粉末常用的制备方法和烧结技术。同时，对我国超细晶粒硬质合金工业化技术开发的重点方向提出了具体看法。     

烧结工艺对低Co超细晶硬质合金性能的影响

低Co超细晶硬质合金具有比常规的超细晶硬质合金更高的硬度、耐磨性、红硬性,在精密机械、加工刀具、特种耐磨材料及零件、拉拔模具等领域有其独特的优势和广泛的应用。本文以超细WC粉和球形Co粉为原料,采用真空烧结或低压烧结制备低Co超细晶硬质合金。采用低压烧结技术可成功制备出硬度为2110 HV30,矫顽力为55.7 kA/m,抗弯强度为2 250 MPa的低Co超细晶硬质合金。采用SEM、金相显微镜、维氏硬度计、矫顽磁力仪、材料实验机等研究烧结工艺对合金显微组织和物理机械性能的影响。结果表明:提高烧结温度或采用低压烧结,可以使低Co超细晶硬质合金中的孔隙度减少,强度提高。低压烧结制备的合金晶粒度大于真空烧结制备的合金晶粒度,但是采用真空烧结制备的合金中易出现WC晶粒异常长大现象。     

超细晶硬质合金的制备

以纳米WC粉末与超细钴粉为原料,采用行星球磨混料→压制成形→氢气脱胶→真空烧结工艺制备了WC-10Co超细晶硬质合金.研究表明,采用行星球磨混料获得的混合料分散均匀,颗粒细小且成形性好.采用该混合料在1 360℃下真空烧结制备的超细硬质合金其平均晶粒尺寸约0.34μm,抗弯强度3 100 MPa,硬度HV60为1 900,断裂韧性10.3 MPa·m1/2     

超细晶WC-Co硬质合金制备技术的研究

以经喷雾转化、煅烧、低温还原碳化工艺制备出的纳米晶WC-6%Co复合粉末为原料,不添加晶粒长大抑制剂,经湿磨、成形和压力烧结工艺,成功制备出WC晶粒度在400nm左右的超细晶WC-Co硬质合金,并与传统工艺制备的合金进行性能对比。结果表明:复合粉末制备的合金中WC晶粒大小、组元分布更加均匀,晶粒无异常长大现象,强度和硬度均高于传统工艺制备的合金。     

分解还原法制备超细球形钴粉的过程机理

硬质合金用钴粉的制备主要采用分解还原法,其原料为CoC2O4.2H2O、CoCO3.xH2O或Co3O4等。本文详细分析讨论了3种不同原材料的分解还原过程机理。并根据分解还原机理,利用形核和长大理论讨论和评价3种不同原材料制备所获得的钴粉的品质。指出制备超细球形钴粉的首要条件为采用超细球形原料;其次为从工艺上提高钴颗粒的形核速率,并降低其长大速率。从原材料上讲工艺控制的难易程度为CoC2O4.2H2OCoCO3.xH2OCo3O4。     

化学沉淀法制备超细WC-Co复合粉的研究

以钨酸铵和硝酸钴为原料,经化学沉淀后煅烧,然后在真空气氛下直接还原碳化制得超细WC-Co复合粉。考察了化学沉淀过程中料液浓度、反应温度和反应后母液的pH值等因素对所得前驱体氧化物粒度及收率的影响。用XRD和扫描电镜对所得超细WC-Co复合粉进行了分析和观察。结果表明,采用这种方法可以制取形貌规则,分散性良好的超细WC-Co复合粉,并且此法原料成本低,工艺简单,过程易控。     

中国超细和纳米晶WC-Co硬质合金的研究开发概况

概述了我国超细和纳米晶W C-Co硬质合金的研究开发现状。我国在制备超细晶硬质合金100nm左右的纳米级粉末原料(W C,W C-Co复合粉末)的批量化生产技术及烧结过程中抑制W C晶粒长大等关键技术方面已取得重要进展,可批量生产0.4～0.6滋m级超细晶硬质合金。添加新型VC基二元晶粒生长抑制剂可实验室制备W C平均晶粒度70nm的纳米晶硬质合金并获得优异性能。在此基础上,对生产技术的重点方向进行研究开发,推动我国超细晶硬质合金向产业化发展的基础条件已趋于成熟。     

In vitro genotoxic effects of hard metal particles assessed by alkaline single cell gel and elution assays

Hard metals (WC-Co) are made of a mixture of cobalt metal (Co, 5-10%) and tungsten carbide particles (WC, >80%). Excessive inhalation of WC-Co is associated with the occurrence of different lung diseases including an excess of lung cancers. The elective toxicity of hard metal is based on a physico-chemical interaction between cobalt metal and tungsten carbide particles to produce activated oxygen species. The aim of the present study was to assess the genotoxic activity of hard metal particles as compared with Co and WC alone. In human peripheral lymphocytes incubated with Co or WC-Co, a dose- and time-dependent increased production of DNA single strand breaks (ssb) was evidenced by alkaline single cell gel electrophoresis (SCGE) and modified alkaline elution (AE) assays. Addition of 1 M formate, a hydroxyl radical scavenger, had a protective effect against the production of ssb by both WC-Co or Co alone. On the basis of an equivalent cobalt-content, WC-Co produced significantly more ssb than Co. WC alone did not produce DNA ssb detectable by the AE assay, but results obtained with the SCGE assay may suggest that it either allows some uncoiling of the chromatin loops or induces the formation of slowly migrating fragments. Overall, this in vitro study is the first demonstration of the clastogenic property of cobalt metal-containing dusts. The results are consistent with the implication of an increased production of hydroxyl radicals when Co is mixed with WC particles. The SCGE results also suggest that WC may modify the structure of the chromatin, leading to an increased DNA sensitivity to clastogenic effects. Both mechanisms are not mutually exclusive and may concurrently contribute to the greater clastogenic activity of WC-Co dust. This property of WC-Co particles may account for the excess of lung cancers observed in hard metal workers.     

超细WC-Co复合粉热压烧结制备亚微米硬质合金

以原位还原所得超细WC-6%Co复合粉为原料,研究了热压烧结制备硬质合金材料的工艺过程,并分析了材料的物理性能及力学性能。结果表明:将平均粒径约300nm的超细WC-Co复合粉在热压炉中于1 370℃烧结1.5h,可得到平均晶粒度为600nm、相对密度99%且具有良好综合力学性能的亚微米WC-Co硬质合金。     

Erosion characteristics of materials recovered from hard alloy scrap

The production of electrode materials involving oxide processing of VK15 hard alloy scrap and thermomechanical processing of the resulting powder mixtures is investigated. The recovery of tungsten and cobalt oxides, synthesis of tungsten carbide, and compaction of WC-Co powder mixture are combined into one cycle. Studying the structure and erosion characteristics of the material shows that the oxide technology is suitable for producing electrode materials from hard alloy scrap and has wide opportunities for varying their erosion characteristics. __________ Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, Vol. 46, No. 3–4 (454), pp. 32–37, 2007.     

超细WC-Co复合粉超音速热喷涂修复煤磨机齿轮轴

利用超音速热喷涂(HVOF)技术,试用自制原位反应合成的WC-Co复合粉来修复大型煤磨机齿轮轴,并对热喷涂层的显微结构、物相组成和力学性能进行了表征.实验表明,超细WC-Co复合粉经超音速热喷涂制备的涂层可与齿轮轴基体结合牢固,显微组织致密,且经高温过程形成脱碳相的含量较低,表面硬度和耐磨性显著提高,能有效修复煤磨机齿轮轴的过量磨损,延长设备服役期,经济效益显著.     

超细/纳米硬质合金及晶粒长大抑制剂的研究

超细／纳米WC-Co硬质合金由于其优越的性能而获得更加广泛的应用,从而成为近年来各国政府研究学者及厂矿企业十分关注的热门话题。本文综述了国内外在超细／纳米硬质合金及晶粒长大抑制剂方面的研究进展。重点介绍了超细／纳米WC-Co复合粉末的制备技术和新的烧结工艺以及晶粒长大抑制剂的种类、添加方式和作用机理。     

紫色氧化钨氢还原制取微晶硬质合金用超细钨粉的研究

本研究选取相成分单一的紫钨和相成分不单一的蓝钨作为原料，研究钨原料对制取超细钨粉的影响。结果表明：紫钨WO2．72制得的钨粉细而均匀，分散性好，是适合做微晶硬质合金的原料。     

WC-Co硬质合金断裂强度的理论研究

运用Griffith-Orowan断裂理论,结合WC晶粒和有效钴相体积分数对WC-Co硬质合金断裂阻力的贡献,导出了用以描述WC-Co合金断裂强度σ_(bb)与其微观结构参数(如WC晶粒尺寸及钴相体积分数)间相关性的新型断裂强度理论。分析结果表明,该理论所给出的定性预测结果与前人所得到的实验事实吻合得很好。特别是,该理论能有效地定性描述硬质合金的断裂强度在全成份范围的变化规律。