表面脱β层梯度结构硬质合金研究进展

随着涂层技术在硬质合金领域的日益广泛应用,制备可防止涂层裂纹向基体扩展的具有表面脱立方相碳化物(即β相)的梯度结构的硬质合金基体成为需要。文中概述了此类结构合金的形成机理、影响因素以及发展现状和方向等。     

YG6金刚石涂层刀片衬底真空渗硼预处理新技术研究

本文研究了真空渗硼预处理硬质合金基体的表面组织、形貌、粗糙度，并在处理过的YG6刀片基体上，用强电流直流伸展电弧等离子体CVD法沉积金刚石薄膜涂层。结果表明，真空渗硼预处理不仅可以有效的消除或控制钴在金刚石沉积时的不利影响，而且，还显著粗化硬质合金基体表面。因此，提高了金刚石薄膜的质量和涂层的附着力。     

(Ti,Al)N涂层的微观组织和性能

采用EPMA、XRD、SEM、TEM、HR-TEM、EDX、纳米压痕、氧化实验和切削实验研究了磁控溅射在硬质合金基体上沉积TiN涂层和(Ti,Al)N涂层的微观组织结构和性能。结果表明:TiN涂层晶粒为喇叭口柱状晶,(Ti,Al)N涂层为面心立方平直柱状晶,由于固溶了Al元素,(Ti,A l)N涂层呈(200)面择优生长;(Ti,Al)N涂层在硬质合金基体上无外延生长;(Ti,Al)N涂层在800℃氧化后形成Al2O3/TiO2/(Ti,Al)N的分层结构;(Ti,Al)N涂层具有更高的硬度和更好的切削性能。     

送粉激光熔覆合成制备WC/Ni硬质合金涂层及其耐磨性

借助同轴送粉法将W／C／Ni元素混合粉末送入熔池，利用激光熔池中热力学和动力学条件，在优化材料威分和激光熔覆工艺参数条件下可以直接反应合成出WC颗粒，形成以WC／Ni为主的复合涂层。熔覆层中含有WC，CW3，α-W2C，W2C，Fe6W6，C,FeW3C，W3O，C等相。添加2wt％的Cr3C2可以细化涂层中的WC颗粒尺寸，颗粒平均尺寸为4～6μm，硬度值为85HRA左右。激光合成制备的WC／Ni硬质合金涂层的耐磨性尚不及YG8硬质合金的耐磨性，但比渗氮处理试块的耐磨性提高了7．9倍。激光直接合成硬质合金涂层的成本低，可在零件能任何部位原位合成，形状尺寸不受限制。     

超细硬质合金WC-8Co-0.8(Cr_3C_2/TaC)的组织与性能

以超细WC-8Co硬质合金为研究对象,混合添加晶粒长大抑制剂Cr3C2/TaC。结果表明,合金在添加0.8wt%Cr3C2/TaC时的TRS达到3675MPa,而在添加0.5wt%和1.0wt%Cr3C2/TaC时的TRS降到2120MPa;Cr3C2/TaC在很大程度上影响了合金烧结时的致密化,WC-8Co-0.8wt%(Cr3C2/TaC)压坯在1400℃下完全致密化需要的烧结时间为60分钟;而同类普通WC-8Co-0.8wt%(Cr3C2/TaC)的压坯,由于没有超细粉末的高表面能,烧结60分钟后密度只能达到理论密度的98.8%;TaC和Cr3C2对W在γ相中的固溶度具有相反的作用。     

Effect of binder-phase modification and Cr3C2 addition on properties of WC-IOC0 cemented carbide

For production of fine-grained and corrosion-resistant tungsten carbide (WC) based cemented carbides, addition of chromium carbide (Cr₃3C₂) in small amounts is standard practice. No systematic study, however, has been made of the effects of large additions (maximum 6 wt % ) of Cr₃C₂ as a substitute for tungsten carbide. This study focuses on the effect of hard-phase substitution by C₃C₂ in WC-1OCo cemented carbide. An attempt is also made to modify the binder metal cobalt by partial or complete substitution of nickel. Specimens were prepared using the standard liquid-phase sintering process and were tested for sintered porosity, mechanical properties, corrosion resistance, and microstructural parameters. Results confirm the findings of earlier workers regarding grain refinement and improvement of mechanical properties upon the addition of small amounts (<2 wt%) of Cr₃C₂. Modification of the binder phase improves indentation fracture toughness and corrosion resistance. Addition of Cr₃C₂ independent of the binder type improves corrosion resistance.     

Investigation of wetting behaviour of hardenable copper based-alloys for brazing applications

ABSTRACT

Tools for machining are exposed to high loads, wear, and elevated temperatures. Commonly, such tools consist of cemented carbides and tool steel. To combine the advantages of both materials, high-quality-joints with high strengths are desired. When brazing these materials, the main challenge is the mismatch of the Coefficient of Thermal Expansion (CTE) and the poor wettability of cemented carbides by molten filler alloys. In this regard, the feasibility of two custom-made alloys (CuNi12Si5, CuNi12Si5B0.4) was analysed. Besides being a cost-efficient alternative, these alloys offer the possibility to modify their mechanical properties by precipitation hardening to reduce stresses within the final joints. Thus, this paper shows that a temperature of 1060°C is suitable for wetting and brazing tests on different substrates.     

中国硬质合金产业的技术进步

简要介绍了中国硬质合金产业技术进步的历程,阐述了在超细硬质合金、涂层硬质合金、CAD/CAM技术、喷雾干燥和气压烧结方面取得的长足进步。指出了中国硬质合金产业与国外先进水平的四大差距,提出了组建国家硬质合金工程研究中心,加强宏观调控,快速提升应用技术水平和培育高水平人才等重要对策。     

叠层加压SPS烧结制备梯度硬质合金

采用叠层加压SPS烧结法制备致密的YG10/YG20梯度结构硬质合金。通过调整WC粒度和添加微量元素B来调整烧结温度,使含钴量低的粉末与含钴量高的粉末的烧结温度相近。研究了烧结温度对致密度、组织形貌、显微硬度和断裂韧性的影响,分析了沿梯度截面上C,Co,W等成分、显微硬度的变化及YG10/YG20界面的结合情况。结果表明:原始WC粒度为1μm的YG10+0.05%B混合粉末和9μm的YG20混合粉末都能在1100℃~1160℃烧结致密,相对密度达到99%以上,晶粒尺寸均匀,梯度界面结合良好,没有开裂现象。低钴端的硬度达到了15500MPa~16000MPa,高钴端的硬度为11100MPa;在294N载荷的作用下低钴端的断裂韧性为12.62MPa·m1/2,而高钴端在这一载荷的作用下没有出现裂纹,断裂韧性较高,从而实现了硬质合金一端具有高硬度,另一端具有良好的韧性的有机结合。     

WC基硬质合金CVD涂层的组织与性能

利用X射线衍射研究了CP3型硬质合金涂覆 5层 (TiC TiNC TiC TiCN TiN)硬质层的组织 ,用扫描电镜观察了涂层的断口形貌 ,用划痕法测定了涂层与基体的结合力 ,用三点弯曲方法测定了涂覆前后硬质合金的抗弯强度 ,并用Weibull统计方法对其进行了分析。结果表明 :涂层组织由TiC ,TiC0 .2 N0 .8和TiN组成 ,涂层中无发达的柱状晶 ,涂层与基体结合良好 ,涂覆后硬质合金的抗弯强度有所下降 ,但分散性却减小