含板状晶WC双模组织结构硬质合金的研究

采用超细WC原料 ,在WC 2 0Co合金中加入纳米Y2 O3,在 1 4 4 0℃的液相烧结温度下获得了含板状晶WC双模组织结构的合金。通过对比低于共晶温度下热压固结工艺与传统液相烧结工艺制备的WC 2 0Co 1Y2 O3硬质合金的组织结构发现 ,液相烧结合金中WC板状晶是在液相烧结阶段通过液相重结晶形成的 ,均匀分散在合金中的Y2 O3具有促进WC从粘结相中均匀析出长大、抑制WC沿c轴方向生长的作用 ,因而使合金中粗大的WC呈现板状晶的形貌。研究结果表明 ,板状晶强化的双模结构WC 2 0Co 1Y2 O3合金具有较好的综合性能。

原位生成Pr_(0.833)Al_(11.833)O_(19)板状晶对ZTA陶瓷韧性的影响

利用固相法原位合成的Pr_(0.833)Al_(11.833)O_(19)板状晶以期提高氧化锆增韧氧化铝陶瓷[ZTA,15%(质量分数)ZrO_(2)]的断裂韧性.重点研究了Pr_(6)O_(11)的掺杂量和烧结制度对ZTA陶瓷微观结构和力学性能的影响.结果表明:当Pr_(6)O_(11)掺杂量≥1.0%时,依次在600℃保温4 h、800℃保温1 h和1600℃保温2 h烧结,可以原位生成板状Pr_(0.833)Al_(11.833)O_(19)晶体.在优化的制备条件下,可得到平均长径比为11.76、均匀分布在Al_(2)O_(3)晶界处的Pr_(0.833)Al_(11.833)O_(19)板状晶,使ZTA的断裂韧性达到6.37 MPa·m^(1/2),比ZTA提升了88%,增韧效果良好.

高能球磨热压烧结制备定向排布板状WC硬质合金

采用高能球磨辅助特殊的热压烧结工艺制取定向排布板状WC硬质合金,研究了烧结温度和球磨时间对板状WC晶粒形成及其定向排布的影响。研究结果表明:烧结温度越高,越有利于晶粒粗化,形成大块板状WC晶粒;高能球磨中引入的缺陷是促进WC晶粒长径比提高的主要原因;WC晶粒的均匀性、粒径和长径比是影响其定向排布的主要因素。制备定向排布板状WC硬质合金是同时提高硬质合金硬度和韧性的有效方法。

立方碳化物和La添加剂对WC-Co合金中WC晶粒形貌以及合金硬度与韧性的影响(英文)

研究了立方碳化物 Cr3C2、VC 以及稀土 La 添加剂对 WC-Co 合金中 WC 晶粒形貌以及合金硬度与韧性的影响。为了强化烧结过程中 WC 晶粒生长的驱动力,采用具有高烧结活性的纳米 W 和纳米 C 为原料。为了获得合金中 WC 晶粒的三维形貌,采用扫描电镜直接观察合金烧结体的自然表面。结果表明,合金添加剂对WC 晶粒形貌及其粒度分布特征以及合金的硬度与韧性有较大影响。由于均质三角棱柱形板状 WC 晶粒的形成,WC-10Co-0.6Cr3C2-0.06La2O3 合金具有极佳的硬度与韧性组合。讨论了合金中 WC 晶粒形貌的调控机制以及合金中 WC 晶粒形貌特征对合金性能的影响。

硬质合金中WC晶面取向分布形成的机理研究

采用本研究组原创的原位合成短流程专利技术,结合制备方案和工艺参数优化,研制出了具有高度WC特征晶面取向分布的WC-Co硬质合金块体材料。利用X射线衍射分析和背散射电子衍射(EBSD)方法对所制备的硬质合金材料的物相组成、取向特征进行了系统的表征研究,同时对WC特征晶面取向分布形成机理从粉末物相组成和烧结过程参数两个方面进行了分析讨论。研究结果表明:WC晶粒呈现明显的板状晶,硬质合金块体在垂直于烧结压力方向上具有WC晶粒基面(0001)择优取向分布,在平行于烧结压力方向上,基面面积分布比例明显减少,相应的出现了WC晶粒柱面(10-10)的择优取向分布。粉末中缺碳相含量和烧结过程中辅助压力的大小对最终制备的合金块体WC晶粒的取向分布起着决定性的作用,缺碳相在烧结的过程中进一步碳化形成板状WC晶粒并在压力的作用下趋于基面垂直于压力方向分布为块体中WC特征晶面取向分布的主要形成机制。

矿用硬质合金WC晶粒均匀性及板状形貌异常长大的控制

针对矿用硬质合金对微观结构均匀性的要求,以WC-Co硬质合金为研究对象,研究了WC原料、球磨工艺、钴含量、碳含量、添加剂、烧结温度等因素对WC晶粒均匀性的影响,制备了14组合金试样,通过对烧结后合金的微观结构观察,分析研究了以上因素对WC晶粒均匀性的影响。其中重点分析了硬质合金微观组织中WC晶粒呈板状形貌异常长大的原因。研究结果表明:球磨过程中产生的细小WC数量越多,越易于出现板状晶;硬质合金中板状晶的出现与钴含量、烧结温度、抑制剂、球磨时间、WC原始粒度都有密切关系;WC粒度增加、钴含量降低、球磨时间减少、烧结温度降低和添加抑制剂均可提高WC晶粒的均匀性并降低合金中出现板状晶的可能性。

WC-20％Co复合粉的制备及其放电等离子烧结的研究

利用放电等离子烧结技术将WO3、Co3O4和碳黑的高能球磨混合粉经真空还原碳化后合成的WC-20％（质量分数）Co复合粉烧结为致密的高钴WC-Co硬质合金材料。研究了制备复合粉的工艺和放电等离子烧结过程以及制备合佥的相组成、显微组织、物理和力学性能。实验表明，高能球磨粉在真空条件下原位还原碳化反应得到物相纯净的超细复合粉，此后复合粉在1190～1210℃SPS烧结成致密块体材料。通过SEM观察发现，由于经1200℃液相烧结，溶解析出的WC相发生粗化，呈板状晶，平均宽度400nm，长度1μm；钴相均匀分布在WC相周围，无钴池形成。

选择性电溶法再生WC原料中杂质Ti在硬质合金烧结过程中的作用行为

采用基于选择性电溶法的再生超细WC粉末为原料,制备WC-10Co和WC-10Co-0.06La_2O_3硬质合金,研究原料中的杂质Ti,Ta和V在烧结过程中的作用行为。结果表明,杂质Ti,Ta和V同步迁移至合金烧结体表面,形成WTi(Ta,V)C_2富集相;合金中微量稀土La可促进Ti的表面迁移。Ti如果不是以固溶体型稳定化合物的形式添加,容易导致硬质合金中出现Co3W3C脱碳相和板状WC晶粒的形成。硬质合金微观组织结构的均匀性与Ti在合金中分布的均匀性密切相关。

板状WC晶种加入对硬质合金性能的影响

通过加入板状WC晶种制备含板状WC晶粒的WC-10%Co和WC-20%Co硬质合金,研究了加入板状WC晶种对两种硬质合金显微组织和性能的影响。结果表明,加入板状WC晶种后硬质合金中的WC晶粒具有明显的板状特征,WC-20%Co中的板状WC晶粒比WC-10%Co多且尺寸大。少量晶种的加入对WC-10%Co和WC-20%Co硬质合金密度基本无影响,但两者的硬度和抗弯强度都有所增加,特别是抗弯强度分别提高了12%和11%。