不含氮原料制备脱β层梯度硬质合金的机理研究

采用不含氮原料及微压氮化+真空脱氮烧结工艺制备脱β层梯度硬质合金,并采用扫描电镜及自带能谱仪、电子探针微区分析技术分析不同烧结阶段下硬质合金样品的微观组织结构及成分分布,研究烧结过程中微观组织结构演变规律,总结缺立方相层的形成机制,同时分析富Co层的形成机理。结果表明:在微压氮化阶段,硬质合金中的TiC相被氮化生成了Ti(C,N)相;在之后的脱氮烧结阶段,Ti(C,N)相溶解在液相中,并且发生氮钛的耦合扩散,导致缺立方相层的形成。Co元素的空位扩散及液相迁移机制联合作用形成了富Co层;冷却过程中液相迁移导致了富Co层内部不同区域之间Co含量的差异。

Ti(C,N)的碳氮比及粒度对脱β层梯度硬质合金的影响

研究了Ti(C,N)的粒度和组成对脱β层梯度硬质合金性能和组织结构的影响。结果表明,Ti(C,N)粒度范围位于1.5μm～3.0μm之间和碳氮质量比控制为1∶1最有利于梯度硬质合金脱β层的形成。

硬质合金表面脱β层工艺研究

主要研究了硬质合金含碳量、含氮量与脱β层间的影响关系,从动力学上对合金这一组织结构的形成机理进行了论证,通过试验得出碳、氮的添加量直接影响到脱β层的厚度,为产业化脱β层合金工艺控制指明了方向。