粗细晶WC基体对WC-Co非均匀结构显微组织形成的影响

本文研究了粗晶WC基体与细晶WC基体对WC-8Co合金的非均匀结构组织形成的影响。结果表明,粗晶WC为基体,细晶WC添加量35%以上时,形成粗、细WC晶粒尺寸分别为7.0～8.0μm、2.0～2.5μm的非均匀结构显微组织。细晶WC为基体,粗晶WC添加量为45%时,形成粗、细WC晶粒尺寸分别为6.0～7.0μm、0.4～0.5μm的非均匀结构显微组织。在合适的工艺参数条件下,可获得粗、细晶分别为8.0～9.0μm、2.0～3.0μm的非均匀结构的合金组织。

纳米粉末溶解法制备粗晶WC-Co硬质合金

特粗晶硬质合金是一类发展中的先进矿业用硬质合金。采用纳米粉末溶解法制备特粗晶硬质合金,得到WC平均晶粒尺寸为8~9μm的特粗WC-Co硬质合金,研究发现纳米粉末可通过扩散机制控制小晶粒粗化。此方法不仅使WC平均晶粒尺寸增加,而且使WC-Co硬质合金的WC晶粒尺寸分布的均匀性得到提高;同时复杂形状晶粒明显减少,晶粒发育得到改善。

晶粒生长抑制剂在硬质合金中的微观行为

研究晶粒生长抑制剂在硬质合金中的微观行为对于硬质合金晶粒生长抑制机理的研究、晶粒生长抑制剂的选择、合金制备工艺的优化以及合金质量稳定性的控制均具有重要意义。本文作者从过渡族金属碳化物对WC-Co合金中WC晶粒生长的抑制效果、常用晶粒生长抑制剂对WC-Co合金液相温度的影响以及晶粒生长抑制剂在WC-Co合金中的界面偏析行为等方面介绍晶粒生长抑制剂在WC-Co合金中的微观行为,并对晶粒生长抑制剂的选择原则与添加量的确定方法进行探讨。

WC-TiC-Ni硬质合金的制备与性能

以WC、(W,Ti)C和Ni粉末为主要原料,采用冷压?真空烧结法,制备WC-TiC-Ni硬质合金,研究Mo、Co等合金化元素的添加对合金显微组织力学性能的影响。采用扫描电子显微镜、三点抗弯曲、洛氏硬度等测试手段对烧结坯体致密化过程、显微组织演变及材料力学性能等进行表征。结果表明,通过技术控制,可制备出高致密度、良好力学性能的以Ni为粘结相的硬质合金材料。在此基础上,针对WC-6.5(W,Ti)C-10.0Ni,加入1.0%Mo进行合金化,在保持抗弯强度相当的基础上,可以使合金硬度由88.2HRA提高至88.4HRA;添加1.0%Co,可以同时提高合金的硬度和抗弯强度,合金硬度和强度分别达到88.6HRA和1656.7MPa。

纳米钨粉体的表征及其晶格畸变分析

以工业化生产技术成功地制备了不同粒径的纳米W粉体,采用EDS、SEM和XRD对样品的含量、形貌、物相进行了表征,并计算了其晶格参数和晶胞体积。结果表明,纳米W粉体为bcc晶态结构,晶格发生收缩;随着晶粒尺寸的减小,晶格参数和晶胞体积收缩率增大,且晶格畸变率与粒径的倒数呈正比线性关系。

碱式碳酸钴的热离解过程与形貌继承性

以碳酸氢铵为沉淀剂,从氯化钴溶液中沉淀制得棒状碱式碳酸钴。采用TG-DTG-DSC热分析技术对碱式碳酸钴的热离解过程进行研究,采用X射线衍射技术对碱式碳酸钴在不同煅烧温度下的热离解产物进行物相分析,采用扫描电镜观察碱式碳酸钴及其在700℃的煅烧产物Co3O4的形貌特征。结果表明,在此实验条件下,碱式碳酸钴在450℃煅烧以及保温3 h的热离解产物中CoO的质量分数依然高达50.5%,碱式碳酸钴完全离解为Co3O4的温度高于359.5~421.1℃的热分析测量值;700℃煅烧可得到单一相成分的Co3O4;850℃煅烧,Co3O4发生离解,热离解产物中CoO的质量分数高达47.93%,这一离解温度低于Co3O4热离解最低温度为910~920℃的热力学理论预测值。要制备单一相成分的Co3O4,必须严格控制其前躯体的煅烧离解条件。Co3O4产物对碱式碳酸钴具有良好的形貌继承性,因此通过控制Co3O4粉末前驱体的制备条件可以实现对Co3O4粉末形貌的有效控制。

硬质合金常用模压成形剂的热分解特性

成形剂热分解特性的研究是成形剂的选择与高效脱除工艺制订的基础。采用热重法(TG)、微商热重法(DTG)和差示扫描量热法(DSC)等热分析手段对石蜡、PEG与SBP等3大类别、7种型号的硬质合金常用成形剂的热分解过程进行研究。结果表明,不同类型的成形剂,其集中脱除温度和有效脱除温度范围等都有明显的差异。即便是同一类成形剂,其成分的微小差异也会导致其脱除行为的差异。在上述研究基础上对各种成形剂脱除工艺提出建议。

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滑功能WC-Co硬质合金。

可转位刀片断屑槽断屑性能及其槽构技术研究

可转位刀片断屑槽具有促进切屑卷曲、折断和保护刀具的作用.在切削过程中,断屑槽通过对切削力、切削温度和切屑形态的影响,进而间接影响刀片的使用寿命.通过对具有多种断屑槽槽型的同一种刀片进行切削实验,应用高速摄影机分析切削区域切屑产生、流出、卷曲和折断过程.通过磨损测量仪观测断屑槽,并结合切屑形态分析,明确断屑槽合理几何参数;通过三维受力分析仪采集切削过程中的振动和切削力,揭示断屑槽对切削力的影响规律;综合切削参数、断屑槽几何结构和切削力三方面的因素,最终确立断屑槽槽型与进给量对切屑折断的作用机制.研究数据以期为断屑槽设计与应用提供数据支撑.

实际初始WC颗粒尺寸选择的LSW理论分析

超粗硬质合金是一类重要的矿用硬质合金。本文作者通过对WC平均晶粒尺寸为7～8μm粗晶硬质合金的烧结实验,并用LSW动力学理论分析液相量相对较少的超粗硬质合金(>5μm)的晶粒生长机制。分析发现,可以用Co对WC晶粒的覆盖度替代LSW动力学中的原子动力学转移系数。经过修正的LSW动力学方程可以用来指导超粗WC(>5μm)实际初始颗粒平均粒度的选择。修正后的LSW动力方程形式为axt2-axo2=0.125(C0γV m2/R)·(t/T)。

断续切削过程硬质合金可转位刀片破损行为研究

采用专用工件进行切削实验,借助三维受力分析仪和热成像仪分别采集机械和热冲击载荷,从而揭示刀片断裂行为产生的规律;通过电子显微镜观测刀片断口亚微观形貌特征,从而研究刀片破损失效机理;通过将切削速度和进给量进行区域性划分,明确硬质合金刀片安全切削的参数区域。研究数据可为硬质合金刀片的设计以及切削参数的选择提供方法、数据和理论支撑。

纳米碳化钨粉体的粒度表征

以工业化生产设备制备纳米碳化钨粉,采用X射线衍射谱(XRD)、比表面积法(BET)、冷场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、激光动态光散射仪对样品的物相、粒度及其分布进行表征,探讨其测量原理.实验结果表明:纳米碳化钨粉的平均颗粒尺寸为90 nm,大多数近似球形,也有一部分呈多角形.为了能更准确地测量纳米碳化钨粉颗粒的粒径,分散剂中的样品要有较好的分散,才能破坏团聚体,同时纳米碳化钨粉颗粒的形状对激光动态光散射仪的测量结果具有重要的影响.

中国超细晶硬质合金及原料制备技术进展

超细晶硬质合金是WC晶粒度≤0.5μm的硬质合金,这类合金具有高强度和高硬度的优异性能。目前由超细晶硬质合金制备的高效刀具已经广泛用于航空航天、核能、汽车、发电设备、新能源和电子通讯等现代制造业。主要对中国超细晶硬质合金原料(例如超细碳化钨粉、钴粉、复合粉)和超细晶硬质合金制备技术、性能及表征方法作了系统的阐述。最后对超细晶硬质合金制备技术进行了展望。

低温快速碳化制备纳米WC粉体及表征

采用工业化生产技术,以纳米钨粉和炭黑为原料,在1 050℃低温条件下快速碳化15 min制备了纳米WC粉体,通过XRD、EDS、SEM和FESEM等方法分析了纳米WC粉体的物相、成分、形貌和粒径。结果表明:制备的纳米WC粉体的纯度较高,仅含有少量的W_2C和游离碳等杂质;粉体颗粒均匀,呈球形、板状及多角形,平均粒径为68.9 nm。

WC-Co硬质合金磁饱和性能及其应用研究浅论

论述了 Ｗ Ｃ Ｃｏ 硬质合 金磁饱 和性能的 概念、表 示方法。 对国内外 进行的 有关研究 做了较全面的综 述和概念 辨析，并 对利用 磁饱和性 能控制硬 质合金 产品质量 问题进 行了探讨 。

超粗晶硬质合金的显微结构和力学性能

以超粗碳化钨粉和球形钴粉为原料,通过真空液相烧结工艺制备钴含量分别为7%和10%(质量分数)的超粗晶硬质合金。利用光学显微镜和SEM观察并研究超粗晶硬质合金的显微结构;测定并计算材料力学性能与显微组织参量间的关系。结果表明:超粗晶硬质合金中WC晶粒呈圆角形或等轴形,分布均匀;临界裂纹长度与WC平均晶粒度相近,导致横向抗弯强度降低;圆角形WC晶粒和较大粘结相平均自由程的存在使裂纹产生偏转、分叉和不连续现象,提高了材料的断裂韧性。

纳米材料在硬质合金中的应用

WC晶粒不断细化是硬质合金发展的一个重要特征。从硬质合金的纳米原料、纳米硬质合金、纳米材料助长或增强超粗晶硬质合金以及硬质合金的纳米涂层材料等4个方面论述了纳米材料在硬质合金中的应用，着重报道了中国在这些方面的优势。纳米粒径原料的制备是首要难题，1997年发明的“紫钨原位还原”技术利用传统工艺制备纳米、超细碳化钨粉末，碳化钨粉的粒径可小于20 nm。纳米硬质合金技术利用低压热等静压或热等静压，克服了烧结过程中 WC异常长大的难题，制备100～200 nm纳米硬质合金，抗弯强度在5000 MPa以上，使用性能优于亚微或超细晶硬质合金，已用于生产。利用“纳米颗粒溶解法”制备的超粗晶硬质合金晶粒度可达12μm；而含有纳米Co2 W4 C增强相的超粗晶硬质合金产品，使用寿命比普通合金产品提高了2～3倍。涂层材料纳米化，是硬质合金工具的一个发展方向，在耐磨性、硬度和抗裂纹扩展方面有明显优势，加工工件表面质量更好，工具使用寿命更长。

热处理对纳米钨粉体微结构的影响

采用紫钨氢还原制备纳米钨粉体并对其进行热处理,通过样品的形貌、物相、含量、比表面和孔结构的表征,分析晶格的变化和晶粒的长大机理.结果表明,经热处理后的纳米钨粉体更致密,形状更规则,晶格由收缩变膨胀;比表面积和孔径减小,粒径增大且分布更均匀.随着热处理温度升高,晶格膨胀趋于稳定;当热处理温度达到1 200℃时,晶粒长大迅速,其长大机理可根据晶界迁移进行解释.

不锈钢可加工性分析及其高效切削刀具技术研究

由于不锈钢中含有Cr、Ni、Ti和Mn等铁族元素,与硬质合金刀片中的Co元素属于同族元素,切削过程中容易产生刀-屑黏结和元素扩散等问题,是典型的难加工材料。以碳素钢45#为参考标准,从切削变形、载荷和加工硬化等方面分析不同种类不锈钢的切削加工性;进行刀具材质、结构和切削参数与不锈钢的切削匹配性研究,并进行参数优选;最后对不锈钢切削刀具的性能进行分析,提出不锈钢车削专用刀具设计方法,实现了高效切削和优异刀具使用寿命双重目标,研究数据以期为难加工材料的高效车削提供参考。

亚微细晶粒硬质合金在冲模上的应用

１引言硬质合金在电子、仪器仪表、轻工、航空航天和汽车等工业部门中得到了普遍应用。模具用硬质合金多采用钴含量较高（１５％～２０％）中等晶粒硬质合金。而为了制造高效、精密、多工位级进模，则选用晶粒更细的亚微细晶粒硬质合金（也有人称它为超细晶粒硬质合金），...