基于TiAl-xCo-Mo-Ni复合粘结相的WC基超细晶硬质合金微观组织和力学性能研究

WC/Co类超细晶硬质合金是目前制备高性能金属切削刀具的理想材料,但Co是一种宝贵资源。为了寻找代替Co的粘结相并制备性能优良的WC基超细晶硬质合金,选用TiAl-xCo-Mo-Ni作为复合粘结相,并采用放电等离子烧结(SPS)制备了WC基超细晶硬质合金,分析了SPS温度和复合粘结相成分对其性能及微观组织的影响。研究结果表明:WC晶粒平均尺寸随放电等离子烧结温度的升高而增大,样品致密度及综合力学性能均在1 400℃时达到最优,当组分为WC-10%(TiAl-Co-Mo-Ni)时具有最高的致密度以及最佳的综合力学性能,其致密度、WC晶粒平均尺寸、维氏硬度和断裂韧性分别为98.3%、285 nm、21.04 GPa和16.95 MPa·m^(1/2)。

Co-Ni-Cr复合粘结相矿用合金的研制及生产

近年因Co粉价格的高位运行,以Co作为粘结相的硬质合金成本大幅度上升,同时大量的含镍中间废料得不到有效利用,故研制新的低价位复合粘结相合金的需求更加迫切。利用含Ni辊环收尘粉料、含Cr软废料及少量Co粉,配制成含钴9.5%~8.5%、镍2%~3%及铬0.13%~0.54%的矿用硬质合金,并对合金试样进行金相组织和机械性能的检测分析。结果表明:Ni、Cr的加入对合金的微观结构和性能有显著影响,含镍2%的试样硬度和纯Co粘结相合金基本相当,并且韧性超过WC-Co合金,耐磨性有所改善,且性能稳定。该复合粘结相合金已经形成批量生产,取得了可观的经济和社会效益,可为同类废料综合利用提供借鉴和参考。

碳含量对WC-3Co-3Ni粗晶硬质合金组织和性能的影响

为探究碳含量对Co-Ni复合粘结相粗晶硬质合金组织与性能的影响,采用光学显微镜、洛氏硬度计、矫顽磁力计和钴磁测量仪研究了不同碳含量下WC-3Co-3Ni粗晶硬质合金组织结构与性能的变化规律。结果表明:随着球磨时间增加,合金的矫顽磁力增加,在球磨22 h时矫顽磁力达到最大值。随着碳含量增加,WC晶粒形貌表现为棱角更加分明,溶解-析出过程使WC晶粒变粗,抗弯强度升高,硬度降低。当延长球磨时间时,碳含量降低比碳含量增加所引起的合金硬度的增幅更大。

Preparation and characterization of diamond film on Cu substrate using Cu-diamond composite interlayer

Large area diamond films were fabricated on copper substrates by a multi-step process comprised of electroplating Cu-diamond composite layer on Cu substrate, plating a Cu layer to fix the protruding diamond particles, and depositing continuous diamond film on composite interlayer by hot-filament chemical vapor deposition （HFCVD）. The interface characteristics, internal stress and adhesion strength were investigated by scanning electron microscopy, Raman analysis and indentation test. The results show that the continuous film without cracks is successfully obtained. The microstructure of the film is a mixture of large cubo-octahedron grains grown from homo-epitaxial growth and small grains with （111） apparent facets grown from lateral second nuclei. The improved adhesion between diamond film and substrate results from the deep anchoring of the diamond particles in the Cu matrix and the low residual stress in the film.

碳含量对WC-Ni-Co-Cr硬质合金组织与性能的影响

本文采用经典硬质合金生产工艺制备粘结相含量15%和20%(质量分数)的WC-Ni-Co-Cr硬质合金,研究了碳量变化对WC-Ni-Co-Cr硬质合金组织与性能的影响。结果表明:WC-Ni-Co-Cr硬质合金组织结构的变化受合金碳含量的控制,渗碳合金,WC相平均晶粒尺寸增大。添加Cr3C2会对Co+Ni复合粘结相硬质合金两相区宽度范围产生影响,使两相区碳含量上限降低。WC-Ni-Co-Cr硬质合金的钴磁随着碳含量的增加,先增大后略微降低,在碳饱和区内出现峰值,与粘结相含量相当的WC-Co合金相比,WC-Ni-Co-Cr合金的钴磁大幅降低。合金的矫顽磁力和硬度均随着碳含量的增加,先增大后减小,其变化规律存在良好的相似性,粘结相含量15%的合金,其硬度和矫顽磁力值较粘结相含量20%的合金高。随着碳含量的升高,合金抗弯强度增加,当合金中出现石墨相后,抗弯强度急剧下降。在本实验条件下,粘结相含量为15%时,BCtot为-0.02%合金的综合力学性能最优;粘结相含量为20%时,BCtot为-0.08%合金的综合力学性能最优。

碳含量对WC-Co-Ni-Fe-Cr硬质合金组织与性能的影响

为了研究碳含量对WC-Co-Ni-Fe-Cr硬质合金性能的影响,本文以WC-9.5%(Co-Ni-Fe-Cr)硬质合金为研究对象,探讨了碳含量变化对合金组织与性能的影响规律。结果表明,随着碳含量的增加,WC的平均晶粒长大,但是WC的晶粒度比较均匀,在出现渗碳的情况下也未见异常粗大晶粒出现;脱碳和渗碳对抗弯强度影响极大,均会引起合金抗弯强度的显著下降,脱碳的影响尤其明显;粘结相中Cr和W的含量随着碳含量的升高而降低,表现出了碳势高固溶度下降,与WC-Co硬质合金表现出相似的规律。