Influences of Carbon Content on the Properties and Microstructure of Ultrafine WC-10Co Cemented Carbide

WC-10Co nanocrystalline composite powders prepared by spray pyrogenation-continuous reduction and carburization technology were consolidated by vacuum sintering plus hot isostatic pressing （HIP）. Influences of carbon content on properties and microstructure of ultrafine WC-10Co cemented carbide were investigated. The results show that the relative density of the ultrafine WC-10Co cemented carbides can reach 99.72%, and the transverse rupture strength （TRS） was higher than 3 890 MPa, Rockwell A hardness （HRA） was higher than 92.5, the average grain size was less than 460 nm, when carbon content in nanocrystalline composite powder was 5.54wt% and the ball-milled time was 48 hours, ultrafine WC-10Co cemented carbide with excellent properties and homogeneous microstructure was obtained.

激光熔覆WC/17-4PH复合涂层组织及性能研究

采用LaserlineLDF-3000-60型激光器在45钢表面,利用激光熔覆技术,制备不同质量分数的17-4PH+碳化钨(WC)复合涂层。借助光学显微镜、显微硬度计、摩擦磨损测试方法对熔覆层的显微组织、硬度及耐磨性检测及分析。结果表明,熔覆层的平均硬度和磨损量均随WC质量分数的增加呈现梯度增加的趋势。当WC质量分数为25%时,涂层与基材冶金结合良好,组织均匀、致密,无热裂纹及气孔等缺陷,熔覆层平均硬度为497.6 HV,相较于基体提高了153.0%;当WC质量分数为30%时,陶瓷相进一步增多,使得熔覆层出现从涂层表层至基体的贯穿裂纹,涂层硬度相较于基体提高了160.7%,磨损量为基体的26.2%。

碳含量对超细晶WC-12%Co硬质合金组织及性能的影响

经混料、压形、热等静压烧结制备了8组不同碳含量的WC-12%Co硬质合金,采用金相显微镜、扫描电镜、硬度计、电子万能力学试验机分析了碳含量对合金微观组织及力学性能的影响。结果表明:碳含量为5.26%~5.42%的WC-12%Co硬质合金处于WC+γ二相区;当碳含量小于等于5.22%时,合金出现絮状、针状脱碳相;当碳含量大于等于5.46%时,合金出现黑色絮状的渗碳相,伴有粗晶、粗晶聚集及钴偏析现象。随着碳含量逐渐增加,WC晶粒逐渐长大,结晶趋于完整,晶粒边缘趋于平直化,晶界变得更加清晰,当碳含量达到5.54%时,WC晶粒边缘出现圆角。碳含量为5.26%~5.42%的合金处于WC、Co二相区,综合力学性能较优,硬度维持在1 777~1 695 kg/mm^(2),抗弯强度为3 357~3 290 MPa。

WC–xVC复合粉的制备及高含量VC对WC–Co基硬质合金微观结构和力学性能的影响

采用两步碳热还原法合成了WC–xVC复合粉,并以此为原料通过真空烧结法制备了不同Co含量(6%和10%,质量分数)的WC–Co–VC硬质合金,研究了烧结温度(1420℃、1440℃和1460℃)对硬质合金致密化过程的影响,分析了Co和VC含量对WC晶粒尺寸以及硬质合金维氏硬度和断裂韧性的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,合金的相对密度增大,当烧结温度为1460℃时,所有合金试样的相对密度均大于98.5%。此外,随着VC含量的增加,WC的平均晶粒尺寸减小,这导致样品的硬度提高,断裂韧性降低。当VC质量分数为6%时,WC–6Co硬质合金和WC–10Co硬质合金的硬度均达到最大值,分别为HV301941和HV301838。在烧结温度和VC含量一定的情况下,试样的断裂韧性随着Co含量的增加而增加,试样的硬度随着Co含量的增加而减小。

适宜碳化钨含量提高Ti(C,N)-WC涂层耐磨耐蚀性

为了提高农机关键部件表面强度,采用反应等离子熔覆技术,在Q235B钢表面制备了不同碳化钨WC含量的Ti(C,N)-WC金属陶瓷复合涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站对复合涂层的形貌、物相及其耐磨耐蚀性进行了分析,并与Q235B钢进行了硬度、耐磨耐蚀性对比试验。结果表明:涂层组织主要由硬质相、包覆相、粘结相组成,涂层与基体呈冶金结合;在一定范围内,随着WC含量的增加,涂层的显微硬度及耐磨耐蚀性能都有所增强,当WC质量分数为12%时涂层的耐磨耐蚀性能最优,12%WC涂层与Q235B钢基体相比,涂层硬度提高了6倍,摩擦系数为基体的2/5,磨损量为基体的1/16;在5%H2SO4溶液中,12%WC涂层的腐蚀速率为Q235B钢的1/9,在3.5%NaCl溶液中,12%WC涂层的腐蚀速率为Q235B钢的1/4,涂层较基体有更好的耐磨性、耐蚀性,该研究以期为农机材料强化提供参考。

WC含量对真空熔覆镍基合金涂层组织及性能的影响

为了强化45钢表面性能,在45钢表面于1 225℃下通过真空熔覆制备了WC颗粒增强的镍基合金涂层,利用SEM观察了熔覆层组织形貌,结合EDS分析了各元素扩散情况及WC含量对过渡层结合情况的影响,通过硬度测试和磨损试验,研究了不同WC含量对熔覆层性能的影响。结果表明:熔覆过程中元素互扩散使母材与熔覆层达到冶金结合,同时WC颗粒发生沉降;当WC含量低于20%时,WC颗粒偏聚在母材过渡层附近,且颗粒越大,越靠近母材侧;随着WC含量逐渐增加,颗粒之间相互支撑形成骨架可减少沉降,使分布逐渐趋于均匀,但当WC含量过多时,WC聚集形成熔池使熔覆层中气孔率提高;WC含量达到40%时,出现大量分布在WC颗粒之间或周围的空洞,同时,WC的加入可大大提高材料的耐磨性;当WC含量为30%时,平均磨损失重约为21.5 mg,仅为母材的15%左右。将WC颗粒增强的镍基合金熔覆于45钢表面,在保证母材基本性能的同时可显著提高45钢的表面硬度及耐磨性。加入30%WC既能保证涂层与母材良好的冶金结合,又能显著提高其表面耐磨性,具有一定的研究价值。

WC含量对Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-1C粉末冶金复合材料的孔隙形貌与性能的影响

在Fe-1.5Cu-1.8Ni-0.5Mo-lC粉末中添加了WC颗粒,采用常规混粉与烧结工艺,制备了WC含量分别为0%、5%、10%、15%、20%的Fe基复合材料,观察了材料的显微孔隙形貌,测试了材料的密度、硬度与抗弯强度等性能。结果表明,制备WC颗粒增强Fe基粉末冶金复合材料时,需控制好WC的含量。5%的WC含量对Fe-l.5Cu-l.8Ni-0.5MO-1C烧结复合材料的性能有利,其综合性能较佳,硬度为95.3 HRB,抗弯强度为1031.3 MPa;WC可有效减少组织的细小孔隙,但易形成粉末团聚,且过多的WC对基体材料形成割裂效应,降低材料性能。

Ti(C,N)-xWC-Ni-Mo-C金属陶瓷组织的研究

采用粉末冶金工艺制备不同WC含量的Ti(C,N)-xWC-Ni-Mo-C金属陶瓷,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了Ti(C,N)-xWC-Ni-Mo-C金属陶瓷组织、断口形貌和裂纹扩展路径。结果表明:Ti(C,N)-xWC-Ni-Mo-C金属陶瓷除了有黑芯-灰壳组织,还有白芯-灰壳组织。随着WC含量的增加,晶粒有细化趋势,但当WC含量达到20%(质量分数)时,晶粒有所长大。材料断裂模式主要是沿晶断裂和穿晶断裂;在裂纹扩展过程中,产生裂纹桥接、裂纹偏转和微裂纹。

回收WC制备硬质合金过程中的碳量控制

通过化学成分分析和扫描电镜研究锌熔法回收的WC与钨粉碳化后的原生WC粉在化学成分、颗粒形貌和费氏粒度等方面的不同。以锌熔法回收的WC粉和Co粉为原料,经过调碳,制备不同含碳量的YG8混合料,再经相同的压制、真空烧结制度制得YG8合金,研究碳含量对该合金组织及力学性能的影响,并重点探讨在真空烧结过程中的控碳问题。研究表明,对回收碳化钨进行适当的碳量调配,并通过工艺控制,可以生产出综合性能良好的硬质合金制品。

硅对氩弧熔敷原位制备WC颗粒增强涂层组织及性能的影响

通过配制不同硅含量的WC颗粒增强涂层,借助光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和磨粒磨损试验机等,对比研究硅对氩弧熔敷原位制备WC颗粒增强涂层组织及性能的影响.结果表明,当硅含量为0～5%,硅能促进WC形核与长大,抑制Fe3W3C等M6C碳化物的形成.其中当硅含量为5%时,涂层中WC分布均匀,涂层性能达到最佳,其相对耐磨性达到最高值.当硅含量继续增加到7.5%以上时,WC颗粒反而细化,且团聚现象明显,涂层耐磨性下降.

WC-Co类硬质合金的低周冲击疲劳性能研究

为研究WC-Co类硬质合金的冲击疲劳断裂机制和微观组织参数对其低周冲击疲劳性能的影响,对6种牌号不同WC晶粒尺寸及Co含量的硬质合金进行了冲击疲劳试验,并用扫描电子显微镜(SEM)观察冲击疲劳断口。结果表明:当硬质合金承受冲击加载时,裂纹从粉末冶金缺陷处萌生,萌生的裂纹与孔洞相互连接形成主裂纹,主裂纹快速扩展导致材料疲劳失效。Co含量越高的硬质合金其疲劳敏感性越强,冲击疲劳寿命越短;WC晶粒尺寸越大的硬质合金其冲击疲劳寿命越长。

微波烧结制备WC-TiC-Co硬质合金的组织和性能研究

以WC粉为基体,Co为粘结相,TiC颗粒为抑制剂,通过球磨、压制成型,微波烧结制备WC-TiC-Co硬质合金。结果表明,在1360℃微波烧结为液相烧结,Co与WC会发生反应生成η相(Co3W3C)。随TiC含量升高,合金的晶粒逐渐变得均匀细小,合金的相对密度、硬度和抗弯强度均先升高后下降,硬度在0.5%TiC时达到最高值,相对密度和抗弯强度在1.0%TiC时达到最高值。

WC颗粒增强铜基复合材料的研究

用粉末冶金法制备了WC增强的WC/Cu复合材料,研究了WC含量对复合材料性能的影响,分析了复合材料的再结晶行为.结果表明:WC体积含量为1.6％时,细小的WC粒子均匀分布,弥散效果好,材料的密度为8.41 g/cm3,硬度为HV151,电导率为85％IACS,其综合性能较优;WC粒子能显著提高复合材料的再结晶温度.图6,表1,参10.

VC含量对WC-12%Co硬质合金性能的影响

VC晶粒长大抑制剂能有效抑制烧结过程中WC晶粒长大,从而获得高强度高硬度的超细硬质合金。采用传统粉末冶金制备了掺杂VC的WC-12%Co硬质合金材料,并研究不同VC含量(0.5%,1%,1.5%,2%)时对WC-12%Co硬质合金材料的性能的影响。通过密度测量、硬度测定、微观结构分析研究发现,添加0.5%VC时硬质合金材料的致密性最好,硬度最大,微观结构紧凑,材料内部缺陷少。

WC-Co硬质合金注射成形制品中碳含量控制的研究现状

碳含量控制是WC-Co硬质合金注射成形技术(CCIM)的难点之一。作者分析了碳含量对WC-Co硬质合金注射成形制品的相组成、力学性能、尺寸精度的影响,指出引起碳含量变化的各注射成形工艺步骤和内在机理,讨论了精确控制碳含量的有效措施。

激光熔覆Ni基WC复合熔覆层组织与性能的研究

通过激光熔覆的方法在Cu-Cr-Zr三元铜合金表面制备Ni60添加不同含量WC颗粒的合金熔覆层。熔覆层的微观组织结构、化学成分、物相组成分别由SEM、EDS、XRD进行表征;显微硬度、耐磨性和耐蚀性也分别由硬度试验机、干滑动摩擦磨损试验机以及电化学工作站进行测试。结果显示,在合适的工艺参数下,可以得到冶金结合良好,没有缺陷,组织均匀且致密的激光熔覆层。含WC的熔覆层组织中,主要含有Cr7C3、Cr23C6、CrB、NiSi3、γ(Ni,Fe)、W2C、Cr2W4C、WC等相。熔覆层平均硬度可达基体的7倍以上,并且随WC含量增加逐渐增加。熔覆层耐磨性随WC含量增加也逐渐提高,摩擦系数和磨损量均下降明显。熔覆层的耐蚀性随WC含量的增加先提高,后降低,其中WC含量为15%时熔覆层的耐蚀性最好。

WC－Co硬质合金中η_1相和碳含量的磁性测定原理

根据三相ＷＣ－Ｃｏ硬质合金中η＿１相和碳含量的求值公式和影响比饱和磁化强度４πσ的诸因素论述了用４πσ测定三相ＷＣ－Ｃｏ硬质合金中η＿１相和碳含量的原理。结果表明，用滋性方法测定ＷＣ－Ｃｏ合金的η＿１相和碳含量是精确的非破坏性检验方法，对于η＿１相和碳含量的测定精度分别为千分之三和万分之一。

WC含量对Stellite6激光熔覆涂层耐液态铅铋腐蚀性能的影响

为提高316L不锈钢耐高速流液态铅铋腐蚀能力,采用激光熔覆方法,通过在Stellite6合金中添加不同比重的WC制备熔覆层,将加工好的试样放进400℃的高温铅铋熔融炉进行500 h高速流实验,相对流速设定为3.23 m/s。使用SEM、XRD、EDS、OM和激光共聚焦显微镜观察了熔覆层腐蚀前后的微观组织和表面形貌,结果表明:随着WC含量增加,熔覆层的硬度值也逐渐增加,当WC添加量在10%时,耐磨性最好,表面粗糙度值最低为33.6μm;不同WC含量的熔覆层均能够有效地提升耐蚀性能,当WC添加量在10%时,渗氧层的深度最小,为2.8μm。

WC含量对激光熔覆AlCoCrFeNiNb0.75高熵合金涂层的组织与性能的影响

采用激光熔覆技术,在304不锈钢基体上制备了AlCoCrFeNiNb0.75+WC(0%、10%、15%、20%、25%)高熵合金涂层,研究了WC含量对涂层的相组成、微观组织、硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明:未添加WC时,高熵合金涂层为BCC与Laves两相交替生长的共晶组织。向AlCoCrFeNiNb0.75合金中添加WC后,WC颗粒完全分解,生成了不规则十字花及多瓣状的灰色NbC金属间化合物,共晶组织发生解离并逐渐消退。随着WC含量的增加,NbC含量增多,共晶组织减少,当WC含量加至25%时,共晶组织完全消失,Laves相开始聚集生长。其中,当WC含量为15%时,涂层平均硬度最高,达825HV,约为不锈钢基体的4倍。当WC含量为10%时,涂层的磨痕宽度、深度最小,磨损程度最轻,表现出了最优的耐磨性。

WC含量对激光熔覆TC4涂层组织及性能的影响

采用激光熔覆技术在TC4基体表面制备了WC/TC4复合涂层,研究了WC含量对WC/TC4复合涂层截面组织、硬度和磨损率的影响。结果表明:随WC含量的增加,复合涂层逐渐出现α-Ti固溶体、TiC、WC、W2C和W元素。WC质量分数为10%时,仍可观察到网篮组织;WC质量分数为20%时,熔覆层中的枝晶状和柱状TiC尺寸更均匀且组织最致密,硬度最高,耐磨性最好;WC质量分数为30%时,TiC密度虽高,但出现更多的颗粒状TiC,导致涂层硬度和耐磨性降低。