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。     

涂层WC-Ni硬质合金刀具的显微结构及性能

通过比较完全Ni代Co的YN6(WC-6Ni)与YG6(WC-6Co)硬质合金的显微组织及物理性能之间的差异,得出YN6硬质合金在使用性能上与Co粘结剂的YG6硬质合金还存在差距;利用中温气相化学沉积法(MT-CVD)在YN6、YG6硬质合金基体表面涂覆Ti(C,N)单层涂层,对比研究涂层后二者的微观组织、物理性能和磨损特性,结果表明涂层后的YN6硬质合金使用性能和经同样涂层处理的YG6硬质合金相当。     

离子注入在硬质合金刀具中的应用

论述了离子注入技术在硬质合金刀具上的应用,认为离子注入可以通过增加显微硬度、产生残余压应力和降低摩擦系数来提高刀具耐用度,并展望了该领域的技术发展。     

APS/HVOF热喷涂WC基金属陶瓷涂层的微观组织与性能

WC基涂层由于具有较高的硬度、优异的耐磨性、较好的抗腐蚀性,广泛应用于石油等工业中提高零件的磨损和腐蚀性能。随着现代化工业中工件服役环境日趋复杂,对制备性能优异的WC基涂层要求越来越高。在热喷涂技术中,热喷涂大气等离子热喷涂(APS) 喷涂温度范围广,可以提高至数万温度,在喷涂难容材料方面具有无与伦比的优势,而超音速火焰喷涂(HVOF)由于具有较高的焰流速度,粒子动能较高,同时由于喷涂过程中N2等冷却喷涂材料,近来在涂层制备中具有广泛的应用。本文利用APS与HVOF两种热喷涂方法在45钢表面制备WC-10Co-4Cr、WC-17Co两种涂层,对不同方式制备的涂层截面硬度、金相组织、与基体结合能力、涂层脱碳情况进行分析。结果表明：HVOF 涂层在喷涂中粒子未充分熔化,但粒子动能较高,表面相比于APS喷涂方式更加平整,与基体的结合性能好于APS制备的涂层。通过HVOF制备的两种涂层的孔隙率均低于APS制备的涂层,其中HVOF 制备的WC-17Co具有最小的孔隙率(0.65%)。此外,HVOF涂层的硬度均高于APS制备的涂层,由于具有较少的粘结相,通过HVOF制备的WC-10Co-4Cr涂层具有最高的截面硬度。相比于HVOF,APS具有较高的喷涂温度和较低的焰流速度导致涂层在喷涂过程中氧化脱碳现象较为严重,出现大量的W2C及少量的Co3W3C、Co6W6C等脆性η相。因此,HVOF更适合于喷涂WC-10Co-4Cr、WC-17Co两种涂层。     

Influences of copper on solidification structure and hardening behavior of high chromium cast irons

The influences of copper on microstructure and the hardening behavior of high chromium cast irons subjected to sub-critical treatment were investigated. The results show that the microstructure of the as-cast high chromium cast irons consists of retained austenite, martensite and M1C3 type eutectic carbide. When copper is added into high chromium cast irons, austenite and carbide contents are increased. The increased addition of copper content from 0% to 1.84% leads to the increase of austenite and carbide from 15.9% and 20. 0% to 61.0% and 35.5% , respectively. In the process of sub-critical treatment, the retained austenite in the matrix can be precipitated into secondary carbides and then transforms into martensite in cooling process, which causes the secondary hardening of the alloy under sub-critical treatment. High chromium cast irons containing copper in sub-critical treatment appear the second hardening curve peak due to the precipitation of copper from supersaturated matrix.     

Mn~(2+)浓度对6063铝合金表面锆基转化膜组织和耐蚀性的影响

为了改善6063铝合金表面锆基转化膜的耐腐蚀性能,利用XRD、SEM、EDS及电化学腐蚀等方法研究了促进剂中Mn~(2+)浓度对6063铝合金表面锆基转化膜的组织和耐蚀性的影响。结果表明,当促进剂中ρ(Mn~(2+))=2.2 g/L浓度时,锆基转化膜比不添加Mn~(2+)时的更致密,但是ρ(Mn~(2+))=4.4 g/L时,转化膜致密性反而下降,不过Mn~(2+)浓度对转化膜厚度的影响不大。本试验制备的锆基转化膜与铝合金基体无明显分界,表明锆基转化膜与铝基体结合良好。并且所制备的转化膜表面属于多孔结构,有利于提高膜与喷涂油漆的附着力。电化学腐蚀性表明,当采用ρ(Mn~(2+))=2.2 g/L Mn~(2+)浓度的促进剂时,转化膜的腐蚀电流密度变小,大约是没有添加Mn~(2+)的1/200,而且极化电压增加,大约是没有添加Mn~(2+)的8.7倍。这些参数表明,Mn~(2+)的加入提高了锆基转化膜的耐腐性。但是Mn~(2+)浓度过大会导致耐腐性下降,甚至不如没有添加Mn~(2+)的转化膜的。     

金属陶瓷及硬质合金表面CVD/PVD涂层的摩擦与切削性能

为研究涂层沉积方式对金属陶瓷和硬质合金性能的影响,采用粉末冶金技术制备了Ti(C,N)基金属陶瓷和YT15硬质合金,在基体表面先后采用CVD和PVD制备涂层。采用SEM、EDS等手段对涂层的微观组织和元素含量进行分析,并对涂层试样进行划痕、摩擦因数、切削性能检测。结果表明,通过复合CVD+PVD工艺,CVD涂层和PVD涂层结合良好。不论是金属陶瓷还是硬质合金,CVD涂层的膜基结合力和摩擦因数均为最大,PVD涂层最小,复合CVD+PVD涂层介于两者之间。对于金属陶瓷和硬质合金而言,复合CVD+PVD涂层的切削性能最好,CVD涂层最差,PVD涂层介于两者之间。切削过程中的磨损机理主要是氧化磨损和磨粒磨损。     

高温合金切削刀具的研究现状及进展

高温合金具有较高的强度、抗高温氧化性等性能,被广泛应用于各种领域中,其加工时切削温度高、加工硬化严重、刀具磨损严重,是最难加工的材料之一。本文综述了国内外高温合金切削刀具的研究现状。阐述了高温合金的切削特性,重点对高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、PCVB这几类高温合金切削刀具材料的研究现状进行了分析;同时,也对国内外切削高温合金刀具的结构、切削加工工艺参数以及磨损机理的研究现状进行了概述。在此基础上,发现高温合金切削刀具虽然已经研发设计出了多种新刀具材料、新切削工艺参数,但仍然需要进一步了解影响刀具性能的因素及刀具磨损机理。因此,本文提出了建立评估刀具使用性能体系和研发高性能的刀具材料是高温合金切削刀具的主要研究方向。     

木质复合材料加工刀具的研究进展

介绍了目前国内外木质复合材料加工领域内各种刀具的市场前景、研究方向及存在的问题。分析认为涂层处理技术和聚晶金刚石刀具将是木工刀具的主要发展方向。