金刚石涂层用高钴硬质合金基体表面二步浸蚀法的研究

研究了先用Murakami剂浸蚀WC相、再用 (H2 O2 +H2 SO4 )酸混合液除去Co相的二步法浸蚀YG15硬质合金基体表面预处理的过程 ;并在浸蚀过的硬质合金基体上 ,用热丝法沉积了金刚石薄膜。结果表明 ,二步浸蚀法可在基体表面深度为 6～ 12 μm的范围内 ,使Co含量从 15 %降低到 0 .85～ 5 .42 % ,并使硬质合金基体的表面粗糙度增加到Ra=1.0 μm ,但会导致硬质合金基体表面的硬度从 85 .5HRA降低至 83 .3HRA ;在该硬质合金基体沉积金刚石薄膜之后 ,发现样品的金刚石薄膜组织结构具有 { 110 }和 { 111}面取向 。

热丝CVD金刚石涂层硬质合金衬底两步法预处理的研究

研究了引入超声振动后酸碱两步法预处理对硬质合金衬底表面去Co催石墨化作用。采用偏压增强辅助热丝化学气相沉积(HFCVD)法,在硬质合金衬底上沉积了一层均匀、光滑的金刚石薄膜。研究结果表明:在酸碱两步法预处理过程中引入超声振动,能够有效的去除硬质合金衬底表面的Co元素,衬底表面发生了明显的粗化;采用Murakami试剂超声振动20 min腐蚀WC相,再用V(H2SO4)∶V(H2O2)=3∶7混合溶液超声振动30 s去除Co相,金刚石薄膜形核密度高、结晶质量好。这说明了超声酸碱两步法预处理能够有效的抑制钴对金刚石薄膜的不利影响,对提高金刚石薄膜与基体之间的附着力起着非常重要的作用。

硬质合金CVD金刚石涂层工具衬底前处理技术研究

本研究采用KOH:K3 [Fe(CN)6 ]:H2O和H2SO4:H2O2 两种溶液浸蚀硬质合金衬底,分别选择刻蚀WC和Co。并在浸蚀过的硬质合金衬底上,用强电流直流伸展电弧等离子体CVD法沉积金刚石涂层。研究表明,两步混合处理法不仅可以有效的去除硬质合金基体表面的钴,而且,还可显著粗化硬质合金衬底。因此,提高了金刚石薄膜的质量和涂层的附着力。

直流电化学两步处理精磨硬质合金表面对CVD金刚石涂层的影响

经开刃、精磨处理而具实际加工能力的钨钴硬质合金刀具在制备CVD金刚石涂层前需进行基体前处理,但常规的化学预处理技术对其规模化应用时,会受到腐蚀效率,工艺重复性的限制。以精磨YG6硬质合金铣刀片为研究对象,采用直流弧光放电等离子体CVD设备、SEM、激光Raman光谱仪、原子吸收光谱仪、表面轮廓仪、洛氏硬度计等,研究了直流电化学两步处理(先直流电化学腐蚀,后酸浸蚀)对精磨硬质合金基体以及对金刚石涂层的影响。结果表明:直流电化学两步处理能有效去除精磨硬质合金基体表面的WC"表皮",并降低基体表面Co含量;通过改变直流电化学腐蚀时间,可平衡基体表面粗糙度、基体表面Co浓度去除以及去Co后基体表面硬度的关系,可有效调控CVD金刚石涂层从微米向纳米晶型的转变过程,并具有较好的可控性;结合基体/涂层硬度、薄膜品质及膜基附着力等指标,优化了直流电化学两步处理工艺参数为:第一步,在10%NaOH电解液中经直流1A电化学腐蚀5min;第二步,王水再腐蚀90s。

新型硬质合金刀具材料的组织与性能分析

以Ti C和VC为抑制剂,采用先球磨再烧结的两步法制备了新型硬质合金刀具材料,并进行了显微组织、力学性能和抗氧化性能的测试与分析。结果表明,该新型硬质合金刀具材料组织均匀、晶粒细小,具有优异的力学性能和抗氧化性能。该合金材料的平均晶粒尺寸为1±0.5μm,显微硬度达1582HV,横向断裂强度达2600MPa,断裂韧度达21.8MPa·m1/2,700℃氧化5h后的氧化增重量低于6mg/cm2,氧化层有WO3、Co3O4、Co WO4、Ni O等氧化物。

电化学两步处理对精磨YG6硬质合金性能及金刚石涂层的影响

采用电化学两步腐蚀法进行表面预处理研究,探讨了电化学腐蚀中电流类型、腐蚀时间等参数对精磨YG6硬质合金基体的影响;在此基体上,采用直流弧光放电等离子体CVD法制备了金刚石薄膜,并采用SEM、激光拉曼光谱仪、原子吸收分光光度计、电动轮廓仪、洛氏硬度计等进行了表征。结果表明:直、交电化学腐蚀都可以有效地去除YG6硬质合金基体表面因开刃精磨而形成的结构复杂的WC"表皮"。但交流电化学对精磨基体的腐蚀效率较低,处理后基体表面性能较差,不利于金刚石薄膜的形核与生长。而直流电化学两步法可以通过电化学腐蚀时间、酸蚀时间来有效调控基体表面微观结构、Co含量与机械性能,在直流1 A电化学腐蚀5min,王水再腐蚀90s后的精磨硬质合金基体上获得了较高品质、膜基附着性能的金刚石涂层,适合作为精磨基体前处理技术。

加快研发钎具使用技术及配套机具,克服钎具发展短板(续)

目前我国钎钢钎具工业已接近国际先进水平,除满足了国内采掘工业的需要外,正进入全球市场。球齿钎头的边齿始终是薄弱环节,不适用于极坚韧矿岩,硬质合金利用率低,残余柱齿难以回收利用,事实上造成钨、钴资源的浪费。不少采掘部门的管理人员视钎杆、钎头为耗材,对钎杆、钎头的使用细节和存在的浪费现象关注不够。一些钎具企业单纯追求产量和利润,只关注卖,不关注用,导致我国凿岩钎具使用技术及配套机具的研发长期滞后,严重影响了国产钎具的市场竞争力,成为我国钎具工业发展的短板,眼下的迫切任务,就是借鉴国内外同行的经验,加速研发钎头、钎杆、整钎的装卸、修磨、修复工具和设备,帮助采掘企业建立钎具修磨、残留硬质合金片齿回收的车间,以实现可持续发展。

加快研发钎具使用技术及配套机具,克服钎具发展短板

目前我国钎钢钎具工业已接近国际先进水平,除满足了国内采掘工业的需要外,正进入全球市场。球齿钎头的边齿始终是薄弱环节,不适用于极坚韧矿岩,硬质合金利用率低,残余柱齿难以回收利用,事实上造成钨、钴资源的浪费。不少采掘部门的管理人员视钎杆、钎头为耗材,对钎杆、钎头的使用细节和存在的浪费现象关注不够。一些钎具企业单纯追求产量和利润,只关注卖,不关注用,导致我国凿岩钎具使用技术及配套机具的研发长期滞后,严重影响了国产钎具的市场竞争力,成为我国钎具工业发展的短板,眼下的迫切任务,就是借鉴国内外同行的经验,加速研发钎头、钎杆、整钎的装卸、修磨、修复工具和设备,帮助采掘企业建立钎具修磨、残留硬质合金片齿回收的车间,以实现可持续发展。

四元复合碳化物的添加方式对WC-Co硬质合金显微组织和机械性能的影响

通过一步还原法分别合成(W,Ti)C、(Ta,Nb)C、(W,Ti,Ta)C、(W,Ti,Ta,Nb)C固溶体,并以单一碳化物和固溶体的方式将Ti、Ta、Nb添加到WC-7%Co硬质合金中,考察碳化物添加方式对WC-7%Co硬质合金显微组织和机械性能的影响。结果表明,以(W,Ti,Ta,Nb)C固溶体的方式加入可提高WC-7%Co硬质合金的机械性能,其抗弯强度、维氏硬度、断裂韧性分别达到2289.9 MPa、1680 HV、9.67 MPa·m^1/2。

精密机床超精细刀具用新型硬质合金的研究分析

采用微合金化和两步法,制备了精密机床超精细刀具用WC-8%Fe-5%Ni0.15%Gd-0.15%Cr新型硬质合金,并研究了物相组成、显微组织、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,与商用WC-Fe系硬质合金相比,该新型硬质合金的力学性能和耐腐蚀性能得到显著提高,其中20℃抗弯强度增加148MPa、20℃冲击吸收功增加47.92%、腐蚀电位正移281m V。