Cr_3C_2对WC-6.5％Co硬质合金组织和性能的影响

通过向WC-6.5%Co硬质合金中添加0%～2.0%的晶粒长大抑制剂Cr_3C_2,研究了其对硬质合金组织和力学性能的影响。研究结果表明,Cr_3C_2的添加细化了WC晶粒,但不能完全抑制WC晶粒的异常长大。Cr_3C_2使合金的硬度提高,但是却降低了合金的致密度和抗弯强度。Cr_3C_2添加量为0.5%时,合金的综合性能最好。     

Cr_3C_2抑制剂含量对WC-8%Co-0.5%(VC/Cr_3C_2)超细硬质合金性能的影响

将Cr_3C_2晶粒长大抑制剂添加到WC-8%Co-0.5%(VC/Cr_3C_2)超细硬质合金中,通过对试样进行金相组织分析、SEM形貌观察、洛氏硬度(HRA)测试、三点抗弯强度测试和密度测量,研究了Cr_3C_2添加量对WC-8%Co-0.5%(VC/Cr_3C_2)超细硬质合金力学性能及组织结构的影响。结果表明,不同Cr_3C_2加入量的WC-8%Co-0.5%(VC/Cr_3C_2)合金试样均拥有细小均匀的微观组织,其硬度随着Cr_3C_2添加量的增多而不断增加;抗弯强度则先增加后减小,当Cr_3C_2添加量为0.1%时,试样抗弯强度达到峰值2450 MPa;试样密度则在Cr_3C_2添加量增加到0.3%时出现降低。     

Cr_3C_2添加量对WC-12%Co超细硬质合金组织和性能的影响

为制备具有超高强度的硬质合金,以Cr_3C_2为抑制剂,使用超细WC粉末,配置不同Cr_3C_2含量的WC-12%Co混合料,以酒精为介质行星球磨48 h,干燥后压制成45 mm×6.5 mm×6.5 mm的试样,然后在低压烧结炉中1 430℃烧结成型。采用SEM、XRD、万能材料试验机、自动钴磁仪等研究了Cr_3C_2添加量对WC-12%Co超细硬质合金组织和性能的影响。结果表明:随着Cr_3C_2含量的增加,WC-12%Co合金平均晶粒尺寸减小,合金孔隙率增加且孔隙尺寸增大,硬度提高,比饱和磁化强度减小,矫顽磁力增大;合金抗弯强度提高。当Cr_3C_2添加量为0.6%时,合金抗弯强度达到4.3 GPa,继续添加Cr_3C_2,合金中出现缺碳相,抗弯强度急剧降低。     

添加Cr_3C_2对WC-Co硬质合金微观组织和性能的影响

本文以WC粉、Co粉及Cr_3C_2粉为原料,采用粉末冶金方法制备了不同WC晶粒度、不同Cr_3C_2含量的WC-15%Co硬质合金,通过显微硬度、电化学极化曲线测试,以及金相、扫描电镜观察等试验手段研究了Cr_3C_2含量对不同晶粒度WC-Co合金微观结构和抗腐蚀等性能的影响规律。结果表明,在细颗粒WC-15%Co合金中添加Cr_3C_2后,合金的硬度升高,强度降低;而在粗颗粒WC-Co合金中添加Cr_3C_2后,合金的硬度和强度都将升高。通过Tafel极化曲线测试可以看出WC晶粒度对相同钴含量合金的耐腐蚀性能没有明显线性关系;无论是细颗粒合金还是粗颗粒合金,添加Cr_3C_2均可提高其抗腐蚀性能和细化晶粒。     

晶粒长大抑制剂对WC-9%Co超细晶硬质合金组织及性能的影响

本文采用常规粉末冶金方法,通过单独或复合添加Cr_3C_2、VC、TiC等晶粒长大抑制剂的方法,制备了WC-9%Co超细晶硬质合金,试验对比了其显微组织和力学性能。结果显示:抑制剂的加入均可显著细化合金组织,提高硬度,但合金的断裂韧性(K_(IC))有所降低,抗弯强度(TRS)与所添加的抑制剂种类有关。其中VC抑制晶粒长大的效果最显著,其次是Cr_3C_2,再次是TiC。在本实验条件下,复合添加Cr_3C_2+VC的合金硬度最高,强韧性最差;复合添加Cr_3C_2+TiC的合金具有最好的综合力学性能。     

SPS制备含钼WC-6Co硬质合金的工艺性能

以Mo粉、Co粉和自主研发的WC-6Co复合粉为原料,通过球磨、SPS制备Mo添加量为1%(质量分数)的细晶WC-6Co硬质合金。利用XRD、SEM、XPS、维氏硬度计和电化学工作站等研究SPS烧结温度、保温时间对合金组织和性能的影响。结果表明:随着SPS烧结温度的升高和保温时间的延长,WC-6Co-1Mo合金相对密度和断裂韧性持续增加,维氏硬度先增大然后略有下降。当烧结温度为1250℃、保温时间为5min时,制备的合金综合性能最佳。与相同工艺制备的WC-6Co和WC-6Co-4Mo合金进行对比,发现添加适量Mo能够有效抑制WC晶粒的长大,提高合金的硬度和韧性,但相对密度减小;同时,也能够增强合金在HCl溶液的耐腐蚀性能。     

VC/Cr_3C_2及配碳量对WC-0.5Co超细硬质合金组织与性能的影响

以超细WC粉末和超细WC-6Co复合粉末为原料,添加VC/Cr3C2作为晶粒长大抑制剂,同时进行配碳,采用高能球磨和气压强化烧结制备晶粒度小于0.5μm的WC-0.5Co超细硬质合金,研究了不同VC/Cr3C2添加量及配碳量对其组织与性能的影响。结果表明:VC/Cr3C2有效抑制了烧结过程中WC晶粒的长大,显著提高了WC-0.5Co超细硬质合金的硬度。当VC/Cr3C2添加量为0.73%(质量分数,下同)时,合金的硬度(HV0.05)最高,达到32 658 MPa;同时一定的配碳量有利于控制合金中的脱碳,提高合金性能,当配碳量为0.2%时,WC-0.5Co-0.73VC/Cr3C2合金的综合力学性能最好,断裂韧性为6.935 MPa·m1/2,维氏硬度(HV0.05)为32 216 MPa。     

稀土Y_2O_3对WC-6%Co超细硬质合金组织及性能的影响

本文研究了在复合抑制剂(Cr3C2/VC/TaC)组成及含量不变的基础上,添加不同量Y2O3对WC-6%Co超细硬质合金的组织结构、磁性能及力学性能的影响。通过XRD以及性能测试,研究发现:在WC-6%Co超细硬质合金中添加Y2O3,能起到细化晶粒的效果,当添加0.2%Y2O3时,合金的晶粒最细,致密度最好,WC晶粒分布均匀;Y2O3会影响WC-6%Co超细硬质合金的磁性能,随着Y2O3含量的增加,合金的矫顽磁力增加,磁饱和强度略有降低,Y2O3能有效的改善合金的机械性能,特别是其抗弯强度。结果表明,当抑制剂配方为0.8%(Cr3C2/VC/TaC)+0.2%Y2O3时,制备的WC-6%Co超细硬质合金的机械性能具有最佳值,硬度达到94.1 HRA,抗弯强度1 770 MPa。     

放电等离子体烧结WC-Co,WC-Co-Cr_3C_2和WC-Co-TaC金属陶瓷的显微组织和力学性能（英文）

通过添加Cr_3C_2和Ta C晶粒长大抑制剂,采用等离子体烧结技术制备WC-Co金属陶瓷。采用扫描电镜、X射线衍射、密度测定、硬度测试、断裂韧性测试和弹性模量测试技术表征放电等离子烧结体。在相同的工艺参数下,与不添加WC-Co抑制剂的金属陶瓷进行了比较。结果表明,添加Cr_3C_2和Ta C抑制剂能提高WC-Co金属陶瓷的硬度和断裂韧性,且添加Cr_3C_2的陶瓷其晶粒生长抑制性能比添加Ta C的更好。WC-5Co-2Cr_3C_2金属陶瓷的最佳硬度和断裂韧性分别为HV_(30)(2105±38)和(8.3±0.2)MPa·m~(1/2)。     

退火热处理对WC-6%Co超细晶硬质合金抗弯强度的影响

本文制备了两种掺加不同晶粒长大抑制剂的WC-6%Co(质量分数)超细晶硬质合金,实验研究了退火热处理对其抗弯强度的影响。结果显示:两种超细晶硬质合金磨削加工后的试样表面产生了约400 MPa的残余压应力,退火热处理降低了表面残余压应力,从而降低了试样抗弯强度。复合添加Cr_3C_2、VC、TiC晶粒长大抑制剂的实验合金经退火热处理的试样的抗弯强度比未处理试样平均降低17.7%;复合添加Cr_3C_2、VC晶粒长大抑制剂的试验合金经退火热处理的试样抗弯强度比未处理试样平均降低11.7%,抗弯强度的降幅与合金试样表面残余压应力的降幅密切相关。     

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。     

B对WC-20%Co硬质合金微观结构与力学性能的影响

硬质合金中微量元素的添加主要集中在V、Ta、Hf、Ce等金属元素，非金属元素应用较少，主要有B等元素。非金属元素B引入硬质合金方式主要有表面渗硼和在原料粉末中添加，本文以化学性能稳定的B₄C为添加剂，在WC-20%Co(YG20C)硬质合金混合料制备过程中进行添加，采用气压烧结制备出含硼WC-20%Co硬质合金。研究了B添加(0.01%、0.03%、0.06%，质量分数)对WC-20%Co硬质合金组织结构及力学性能的影响。实验结果表明：B含量增加使YG20C合金晶粒度分布趋向不均匀，当B添加量为0.06%时，其晶粒度呈现双峰分布趋势，同时，随着B含量的增加，YG20C合金硬度提高；当B添加量为0.01%时，合金的断裂韧性最佳(16.43 MPa·m^1/2)。     

TiN和TiN/Cr_3C_2抑制剂对WC-Co硬质合金组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备WC-Co硬质合金,研究了单一添加0%~1.2%(文中含量无特殊说明的均为质量分数)TiN和复合添加不同比例TiN/Cr_3C_2晶粒长大抑制剂对WC-Co硬质合金组织和性能的影响。结果表明:添加TiN后,WC晶粒明显细化且晶粒尺寸分布集中,合金硬度上升。TiN与粘结相中的W和C形成(Ti,W)(C,N)固溶体,起到了细化了WC晶粒的作用,但是由于固溶体本身的脆性和粘结相对其润湿性较差,使合金的强度和韧性下降。TiN单一添加量为0.4%时,合金综合性能最佳,硬度值可达到1 770 HV3,强度值为2 870 MPa,韧性达到10.37 MPa·m~(1/2);复合添加w(TiN)∶w(Cr_3C_2)为1∶3时,合金综合性能最佳,硬度值可达到1 770 HV3,强度值为2 860 MPa,韧性达到10.23 MPa·m~(1/2)。     

抑制剂对WC-15wt%Co硬质合金性能的影响

研究了抑制剂的不同种类和添加量对WC-15wt%Co硬质合金性能的影响。添加抑制剂可以抑制烧结过程中的晶粒长大及非均匀长大,提高合金的各项性能。在原始WC粉末粒度较粗的合金中添加一定量的VC/Cr3C2,也可以制取WC晶粒度达到亚微米级的合金。     

CeO2添加及碳含量对超细WC-9Ni-0.4Cr3C2硬质合金热性能与表面形态的影响

以超细WC-9Ni-0.4Cr_3C_2硬质合金为研究基体,采用传统粉末冶金方法制备了不同Ce O_2添加量与碳含量的4组合金试样,利用Hot Disk热常数分析仪,采用瞬变平面热源法(TPS)技术测量了材料的热性能;并采用XRD、SEM和EDX等方法对4组合金烧结后基体与表面进行了分析与观察。实验结果表明:合金的热导率和热扩散系数随着Ce O_2的添加量增加而降低,而合金的比热容则出现小幅上升。另外,当WC-9Ni-0.4Cr_3C_2-Ce O_2合金中碳含量较低时,Ce会在合金表面以硫化物或氧化物的形式聚集。随着碳含量的升高,Ce的表面聚集现象逐渐消失,同时合金的热导率和热扩散系数明显上升,比热容变化并不明显。同时,合金出现了渗碳的趋势。     

SiC掺杂WC-10Ni硬质合金的真空烧结及性能

采用高能球磨和真空烧结技术制备了纳米SiC颗粒弥散增强WC-10Ni硬质合金复合材料,研究了SiC添加量和烧结温度对SiC掺杂WC-10Ni硬质合金复合材料显微组织和室温力学性能的影响。结果表明,采用真空烧结技术于1450和1500℃下烧结可获得烧结颗粒结合良好,致密度高达99.2%的WC-10Ni-SiC复合材料。SiC的添加不仅可以抑制WC晶粒的长大,起到细化晶粒的作用,还可促使WC晶粒烧结致密化。而且所获得的复合材料的维氏硬度随着SiC含量的增加而提高,最高达16.49GPa;断裂韧性和抗弯强度随着SiC添加量增加均呈现先升高后降低的趋势,当SiC添加量为0.5%时(质量分数,下同)可获得断裂韧性和抗弯强度分别为12.7MPa·m1/2和1126.1MPa的WC-10Ni-SiC硬质合金复合材料。     

TaC含量对WC-9Co粗晶硬质合金显微组织和力学性能的影响（英文）

采用热等静压烧结和气淬工艺制备6种不同TaC含量的WC-9Co粗晶硬质合金。利用扫描电镜,能谱仪、X射线衍射等方法研究TaC含量对WC-9Co粗晶硬质合金显微组织、Co中Ta和W含量的影响,并对合金的力学性能进行测试和比较。结果表明:当TaC添加量为0.4%时,WC晶粒生长被明显抑制,WC-9Co的硬度和强度达到最大值,分别为HV 1124和2466 MPa。当TaC添加量超过0.6%时,WC晶粒不再进一步减小,合金显微组织中出现(W,Ta)C相;而且随着TaC含量的增加,合金的强度和韧性提高,同时Co中的(Ta+W)含量下降。这表明,对于具有正常WC+γ组织的粗晶WC-TaC-9Co合金,降低Co中的(Ta+W)含量有利于提高其力学性能。     

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。     

SiC掺杂WC-10Ni硬质合金的真空烧结及性能研究

采用高能球磨和真空烧结技术制备了纳米SiC颗粒弥散增强WC-10Ni硬质合金复合材料,研究了SiC添加量和烧结温度对SiC掺杂WC-10Ni硬质合金复合材料显微组织和室温力学性能的影响。结果表明,采用真空烧结技术于1 450 ℃和1 500 ℃下烧结可获得烧结颗粒结合良好,致密度高达99.2%的WC-10Ni-SiC复合材料。SiC的添加不仅可以抑制WC晶粒的长大,起到细化晶粒的作用,还可促使WC晶粒烧结致密化。而且所获得的复合材料的维氏硬度随着SiC含量的增加而提高,最高达1 649 HV;断裂韧性和抗弯强度随着SiC添加量增加均呈现先升高后降低的趋势,当SiC添加量为0.5wt%时可获得断裂韧性和抗弯强度分别为12.7 MPa.m_1/2和1 126.1 MPa的WC-10Ni-SiC硬质合金复合材料。     

WC-7Co硬质合金放电等离子烧结工艺

采用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)技术制取WC-7Co硬质合金。研究了烧结温度、烧结压力对烧结WC-7Co硬质合金力学性能的影响,探讨了最佳烧结热压比,分析了粉末烧结致密化过程和晶粒长大机制。结果表明,WC-7Co硬质合金在1150℃烧结时,随着压力的增加,烧结致密性呈现先增加后降低的变化趋势,在30 MPa时可获得最佳烧结致密性。在升温速率为100℃/min,保温时间为5 min,烧结温度为1150℃,热压比为38℃/MPa的工艺条件下,利用SPS技术可制备组织致密、综合力学性能良好的WC-7Co硬质合金。