硬质合金刀片切削过程中自润滑功能稀土氧硫化物的原位形成

考察了高活性混合稀土(RE)掺杂的WC-8%Co-0.07%RE(质量分数)硬质合金刀片对铸铁的切削试验。采用扫描电镜、能谱分析以及X射线衍射等分析方法对硬质合金烧结体表面、切削试验后刀片的前刀面、后刀面以及切削刃进行观察与分析。结果表明,在稀土硬质合金刀片切削过程中发生了La、Ce从合金内部至刀片工作表面的非同步迁移现象,在刀具工作表面原位形成了具有自润滑功能的稀土氧硫化物。在实验观察与分析基础上,对La、Ce的定向迁移机制与稀土氧硫化物的形成机制进行了探讨。

混合稀土掺杂硬质合金刀具工作表面稀土富集相的能谱分析

在能谱(EDX)分析时,因La的Lβ1与Pr的Lα,Ce的Lβ1与Nd的Lα,La的LIIIab与Pr的Lβ1,Ce的LIIIab与Nd的Lβ1存在谱线重叠现象,而且混合稀土通常以La和Ce为主体元素,在分析混合稀土掺杂合金中含稀土物相时容易出现对Pr、Nd的遗漏。本文介绍La、Ce、Pr、Nd混合稀土掺杂的硬质合金刀具工作表面稀土富集相EDX分析的谱线拟合方法,并对刀具服役过程中La、Ce、Pr、Nd向刀具工作表面的定向迁移进行研究。结果表明,对存在谱线重叠现象的"相似元素"进行EDX分析,应该采用谱线拟合方法判断是否存在"相似元素",以防止出现元素的遗漏与误判;对以La、Ce为主体元素的混合稀土掺杂合金中含稀土物相进行EDX分析时,即使忽视了对Pr、Nd的分析,也不会影响对La、Ce在合金中作用行为规律的判断,但会遗失La、Ce、Pr、Nd在合金中作用行为的整体信息;在对C、S含量适中的金属材料加工过程中,混合稀土掺杂硬质合金工具中的La、Ce、Pr、Nd原子可以定向迁移至工作表面,但这种迁移是非同步的,Ce、Pr、Nd原子具有较La原子高的迁移速度。