HIP后续烧结对超细WC-Co硬质合金性能的影响

采用高能球磨法制备超细WC-Co硬质合金。研究了1 390℃真空通Ar常规烧结后再热等静压烧结(HIP),烧结温度1 320℃,80 MPa下保温60 min对WC-Co硬质合金组织和性能的影响。结果表明:1 390℃真空通Ar烧结,可获得组织细小、综合性能好的YG8、YG10超细硬质合金。其中YG8超细硬质合金硬度达93.8 HRA,抗弯强度达2 290 MPa,YG10超细硬质合金硬度达93.3 HRA,抗弯强度达2 250 MPa。真空通Ar常规烧结再HIP能提高合金的致密度,但会使WC晶粒长大,硬度、抗弯强度、矫顽磁力等性能均下降。     

原位合成WC-6Co复合粉末制备超细YG6硬质合金

将原位合成WC-6Co复合粉末采用干袋式冷等静压压制成型(压制压力1×10~8 Pa、保压时间15 s),将压制好的坯料采用低压烧结炉烧结(烧结温度1360℃、烧结时间40 min、加压5 MPa、保温保压时间20 min),烧结制备超细YG6硬质合金,对合金的形貌、金相组织及物理力学性能进行分析。结果表明:原位合成WC-6Co复合粉末制备的超细YG6硬质合金,晶粒异常长大,WC平均晶粒尺寸为0.8μm,硬度HV_(30)为(21500±100) MPa,较传统超细YG6X硬度高。再将WC-6Co复合粉末采用滚动湿磨、压力式喷雾干燥、掺成型剂、挤压成型、低压烧结等工序制备超细YG6硬质合金,研究不同晶粒长大抑制剂配比、球磨时间、挤压压力、烧结温度对合金性能的影响。结果表明:添加0.3%VC、0.8%Cr_3C_2(质量分数),湿磨48 h,挤压压力24 MPa,烧结温度1340℃,制备的超细YG6硬质合金WC晶粒均匀,无异常长大的WC晶粒,WC平均晶粒度尺寸0.4μm,呈多边形,外形较圆。强度、硬度最高,抗弯强度TRS为(2250±20) MPa、硬度HV30为(22600±100) MPa。断口形貌为沿晶断裂,沿WC与WC晶界断裂或WC与Co晶界断裂。     

烧结温度对超细YG6硬质合金性能的影响

在相同的烧结工艺下,研究了烧结温度(1380、1390℃)对YG6超细硬质合金各项性能的影响。结果表明:1380℃加压烧结温度下,YG6硬质合金综合性能均优于1390℃加压烧结制备的YG6硬质合金。当抑制剂中添加0.2%Y2O3时,烧结温度对YG6的抗拉强度影响明显,在1380℃时其抗拉强度为1770 MPa,而在1390℃时其抗拉强度为1430 MPa。     

低温烧结Ni0.2Cu0.2Zn0.6Fe2O4铁氧体的工艺条件研究

采用化学共沉淀法制备了Ni0.2Cu0.2Zn0.6Fe2O4铁氧体,研究了制备工艺及助烧剂对材料显微结构和电磁性能的影响.结果表明,成型压力、保压时间、烧结温度和助烧剂对NiCuZn铁氧体材料的生坯密度和饱和磁化强度等有显著影响.随成型压力的增加,当保压一定时间、添加一定量助烧剂时,生坯密度随之增加,饱和磁化强度也相应提高.并确定了能实现低温烧结且具有良好饱和磁化强度的工艺条件:压制压力300 Mpa,保压时间 4min,烧结温度900℃.     

工艺参数对WC-Co硬质合金组织及力学性能的影响

研究了不同的抑制剂添加分量、模压压力、烧结温度等工艺对WC-Co硬质合金的组织结构和力学性能的影响规律和机制。结果表明,通过添加0.4wt%的VC和0.4wt%的Cr_3C_2的晶粒长大抑制剂与WC、Co复合粉末进行配比,采用100 MPa的模压压力制备出WC-Co硬质合金复合粉体压坯。将压坯放入真空烧结炉中,1450℃设定为最高烧结温度,可制得硬度为2459 HV、抗弯强度为3105 MPa、密度为15.5 g/cm~3以及致密度达到97.8%的硬质合金。     

烧结工艺对316L不锈钢3DP打印件性能的影响

基于3DP技术制备出316L不锈钢生坯,并将其固化、脱脂,然后在1 385、1 410、1 435℃下进行高真空烧结,探索打印生坯采用无压烧结致密化的可行性,探究烧结工艺对试样密度、力学性能和拉伸断口的影响。结果表明,打印毛坯通过无压烧结来实现致密化是可行的。随着烧结温度增加,试样的致密度提高、尺寸收缩增大,材料的强度、塑性等力学性能也随之大幅改善,在1 435℃烧结时其致密度最大,达到88.7%,体积收缩率为37.0%,屈服强度为160 MPa,接近商用316L不锈钢(177 MPa)的水平,抗拉强度为355 MPa,伸长率达到26.4%。     

“一步热脱脂+烧结”工艺对注射成形硬质合金显微结构与性能的影响

采用注射成形．溶剂脱脂．“一步热脱脂＋烧结”工艺制备了硬质合金。系统研究了一步热脱脂气氛和烧结工艺对合金性能的影响。结果表明：溶剂脱脂率控制在55％～58％时,通过“一步氢气热脱脂＋气压烧结”可以有效解决合金的控碳难和致密度低的问题。制备出的YG10X硬质合金制品抗弯强度达2690MPa,比常规模压．烧结法制备的合金性能大大提高。其硬度、钴磁、矫顽力控制在正常范围之内,它们分别是：维氏硬度为1320MPa,钴磁为8．6％。矫顽力为12．5kA·m^-1。     

Fe-Ni-Cu-C合金粗粉注射成型工艺参数的优化

采用正交试验法研究了注射压力、注射温度、注射速度及其交互作用对注射成型坯质量的影响,评价了各参数对生坯质量影响的显著程度,优化了注射成型参数.试验结果表明,注射压力、注射温度、注射速度及注射压力与注射温度的交互作用对生坯抗弯强度影响显著,注射压力、注射温度及注射温度与注射速度的交互作用对生坯密度影响显著.注射压力增加,生坯密度和抗弯强度都增大;注射温度提高,生坯密度降低,注射温度在155～160 ℃之间时,生坯抗弯强度变化不大,超过160 ℃时抗弯强度明显降低.注射速度为60%时,生坯密度达到最大值.最佳注射成型工艺参数为:注射压力8 MPa,注射温度155 ℃,注射速度60%.     

超细WC-6Co硬质合金注射参数的优化

采用正交实验方法研究了注射温度、注射压力、注射速度、保压压力及其交互作用对超细WC-6Co硬质合金注射成形坯质量的影响。通过直观分析和方差分析,比较了各因素影响注射坯质量的显著程度,优化了注射成形参数。结果表明:注射温度与注射压力的交互作用、注射温度与保压压力的交互作用、注射温度和注射速度对注射坯密度的影响显著;注射温度与保压压力的交互作用、注射温度与注射压力的交互作用和注射速度对注射坯抗弯强度的影响显著;台阶状圆棒的最佳注射参数组合为注射温度为100℃,注射压力为60 MPa,注射速度为40%,保压压力为20 MPa。     

WC—8％Co硬质合金注射成形工艺研究

研究了WC-8%Co硬质合金的粉末注射成形工艺,考查了不同气氛和脱脂方法对脱脂坯碳含量的影响及烧结温度、保温时间对合金强度的影响,以及固体粉末装载量对产品尺寸精度及保形性的影响。结果表明:溶剂脱脂+75%N2/25%H2混合气体热脱脂工艺,不仅能大幅度提高脱脂速率,而且有利于合金碳含量的控制。提高试样固体粉末装载率有利于提高制品密度和尺寸精度。在1460℃烧结,保温2h,PIM硬质合金试样的抗弯强度、硬度、密度分别达到2480MPa,HRA900MPa,和14.72g.cm-3;烧结后制品保形性良好,尺寸偏差为±0.02mm;断口检查和金相检验没有发现任何明显缺陷,合金组织均匀;平均晶粒度为2μm,孔隙度为A02B00,无石墨夹杂和η相出现。     

金属粉末注射成型催化脱脂料POM/PP/Ti的流变行为及脱脂工艺

利用聚甲醛(POM)/聚丙烯(PP)复合黏结剂与钛合金粉末制备出催化脱脂型专用料。结果表明:提高粉末含量会使专用料粘度增大,且专用料对温度的敏感性较低,能在较宽范围内注射成型;加入EVA和硬脂酸锂可进一步降低体系的表观粘度。当氮气通入速率为100 cm~3/min,硝酸通入速率为0.010~0.050 cm~3/min时,注射坯脱脂效率高。POM被脱脂去除后,样品依然保持原有的形状与结构。     

WC-Co硬质合金刀片注射成型参数优化研究

采用石蜡基多聚合物粘结剂体系,通过注射成型制备了WC-10％Co硬质合金的ZTKD型号切断切槽刀片试样。通过脱察该月片注射坯及断口形貌,分析注射坯的缺陷情况和质量变化等,研究了温度、压力、保雎时间等参数对WC-10％Co硬质合金注射成型性能的影响,确定了优化值,该注射成型刀片最佳参数为注射温度110℃、注射压力150MPa,保压压力为120MPa,保压时间为2．5-3．08。结果发现,注射温度、注射压力对注射结果影响最大;注射温度太低,喂料流动性不足,温度太高,将容易产生粉末与粘结剂两相分离;随着注射压力加大,注射坯密度也增大,并趋向一最大值,但压力过大,残余应力也大,产品容易变形、裂纹等,脱模也困难;为有效释放注射坯内应力,保压压力应低于注射压力,保压开始阶段,注射坯密度增加明显,随着保压时间的延长,保压压力与注射坯浇口处反作用力达到平衡,密度不再增加。     

SiC_P/Cu复合材料粉末注射成形

采用粉末注射成形技术制备出SiC颗粒增强Cu基复合材料,研究了注射成形工艺参数对注射件和烧结件性能的影响。结果表明,通过优化整个工艺参数,可以避免试样缺陷的形成。当注射压力为120 MPa、注射温度为180℃、注射速度为40 m/s时,试样成形性能良好;提高溶剂脱脂温度有利于提高脱脂率;采用较低的升温速率脱脂和烧结时,能避免产生气泡和变形等缺陷。     

正交法研究添加Y2O3对Ti-6Al-4V合金组织与性能的影响

采用正交实验方法,应用放电等离子烧结(SPS)技术制备出Y_2O_3含量分别为0.2%、0.6%、0.8%的Ti-6Al-4V合金,探究烧结温度、烧结压力、Y_2O_3含量和保压时间对Ti-6Al-4V合金显微组织、烧结密度和力学性能的影响,优化烧结工艺。结果表明,烧结温度对烧结密度的影响最大,接下来依次为烧结压力、Y_2O_3含量、保压时间;烧结温度对力学性能的影响最大,接下来依次为Y_2O_3含量、烧结压力、保压时间。当烧结温度1 200℃、烧结压力50 MPa、保压时间5 min、Y_2O_3含量0.6%,烧结样的密度和压缩强度高,分别达到4.413 8 g/cm~3、1 881.4 MPa,相比未添加Y_2O_3的Ti-6Al-4V合金,其压缩强度提高15.7%。     

低压烧结温度对YG15粗晶硬质合金性能的影响

采用低压烧结方法制备YG15粗晶硬质合金,研究了烧结温度对硬质合金组织和性能的影响,采用扫描电子显微镜观察硬质合金显微组织,固体密度测量组件测试合金致密度,采用洛氏硬度计、万能试验机、矫顽磁力计分别测试合金的洛氏硬度、抗弯强度和矫顽磁力。对不同烧结温度下的性能比较分析得出:YG15粗晶硬质合金的孔隙度A02B00C00,硬度86.0~88.1 HRA,抗弯强度3 018~3 426 MPa,矫顽磁力5.45~6.20 k A/m,1 360、1 375℃低压烧结时,合金的密度、硬度和抗弯强度都较高,而1 390、1 400℃低压烧结时性能下降,1 375℃是YG15粗晶硬质合金的最佳烧结温度。     

硬质合金注射成形脱脂工艺与碳含量控制

将传统蜡基粘结剂和油＋蜡改进粘结剂体系分别与粒度为1．97μm的WC-8Co硬质合金粉末混合采用注射成形法制备了全致密高强度的硬质合金。研究了注射坯在Hz中的热脱脂工艺和溶剂脱脂与其后补充热脱脂工艺，和不同脱脂工艺对脱脂坯碳含量的影响。结果表明：油＋蜡改进粘结剂体系具有更好的热脱脂和溶剂脱脂行为。通过工艺优化和碳含量控制，在真空气氛下1400℃烧结80min制备出高抗弯强度的全致密硬质合金烧结制品。     

硬质合金注射工艺参数的研究

对WC-8Co硬质合金的注射工艺进行了研究。通过对注射坯的外观检测和密度分析,考察了注射温度、注射压力、保压压力这几个主要参数对注射过程中缺陷的影响,并优化出注射工艺参数。     

SPS烧结WC-5%Co纳米复合粉硬质合金

采用喷雾干燥、流态化床化学转化法生产的WC-5%Co纳米复合粉为原料,研究了放电等离子体烧结(SPS)对超细硬质合金显微结构和性能的影响,同时对SPS烧结、低压烧结、真空烧结等三种工艺进行了比较。结果表明:采用SPS烧结可以在较低的温度下实现超细硬质合金的固相烧结,使合金快速致密化,当1170℃保温6min、压力为50MPa时合金可以获得最好的力学性能;其显微硬度HV30、抗弯强度、断裂韧性分别为1870、3230MPa、10.96MPa/m1/2。低压烧结可促进颗粒在液相中重排,硬质合金压坯经8MPa、1410℃、保温45min烧结,也可以获得比较好的力学性能;而传统真空烧结,合金孔隙度比较高,晶粒不均匀,性能较差。     

纯钼注射成形脱脂和烧结的研究

研究了纯钼注射成形脱脂和烧结工艺,讨论了热脱脂、溶剂脱脂 热脱脂和烧结工艺对粘结剂脱除率,C、O含量,烧结显微组织和力学性能的影响.结果表明:以正庚烷作为溶剂,在40～50℃下,脱脂2 h后,能脱除60%以上的粘结剂;直接热脱脂样品的C含量高于溶剂 热脱脂,经H2气氛烧结后,两者的C、O含量下降较快,分别小于0.06%和0.0042%;烧结坯的密度随着温度的升高而增加,但当温度高于1850℃时,密度反而下降;材料经1850℃,烧结2 h,其密度和力学性能达到最佳,密度为9.70 g/cm3,抗拉强度为229 MPa,硬度HV10为1930 MPa.     

气压烧结硬质合金性能的研究

选用一定条件的WC粉和Co粉,生产YG6、YG11、YG8顶锤3个牌号硬质合金试样．采用气压烧结和普遍真空烧结,对两种工艺进行对比,结果表明：气压烧结硬质含金孔隙等缺陷显著降低;密度、强度等物理性能大大提高,低粘合金更为明显,气压烧结硬质合金的磁力、Co磁更为均匀,组织更细。