超细硬质合金钴相分布均匀性对PCB铣刀使用性能的影响

将钴质量分数为6%的3种钴相均匀性不同的超细硬质合金棒材制成PCB铣刀,对3种超细硬质合金棒材及PCB铣刀样品进行物理力学性能、显微组织结构和铣刀使用性能的对比,使用ICALIBUR钴相分析软件定量分析硬质合金棒材钴相分布均匀性,研究钴相分布均匀性对PCB铣刀使用性能的影响。结果表明:钴相分布均匀性在物理力学性能上没有体现,只能通过直接的钴相分布检测方法进行检测,钴相分析软件检测显示,钴相质量分数在5%~7%的微区间,样A为50%,样B为66%,样C为80%。制成PCB铣刀后,钴相均匀性较差的样A、样B比钴相均匀性较好的样C寿命低20%以上。钴相分布均匀性差会造成硬质合金棒材制成的铣刀刃局部区域的硬度不均匀,使得铣刀在使用过程中产生磨损不均匀和崩缺现象,导致使用寿命降低。

硬质合金截齿齿头的失效分析

运用扫描电镜等手段对神府煤田失效的采煤机截齿齿头（ＷＣＣｏ硬质合金）进行了失效分析，明确了该煤田截齿齿头的主要失效形式为崩齿、磨损和掉块。在断口分析的基础上阐明了造成失效的主要因素：冲击载荷达到或超过合金抗弯强度，煤层中的夹矸石对硬质合金的磨粒切削作用，周期载荷及热摩擦引起的冲击疲劳和热疲劳龟裂；并针对这些失效原因提出了延长截齿寿命的方法。

地质勘探钻头失效机理研究

结合地质勘探钻头破岩机理对失效的地质勘探钻头本体和合金齿 (WC Co硬质合金 )进行了失效分析。通过对钻头本体的失效分析认为冲击端面失效机理为冲击疲劳 ,花键失效则是严重塑性变形后压溃剥落。通过对合金齿脱落、断裂、磨损三种失效形式的分析认为冲击剥落、磨粒磨损、冲击疲劳和冲击热疲劳等交叠作用是导致合金齿失效的原因 。

游动芯头拉拔模具失效分析

为了改善游动芯头拉拔过程中芯头模具的磨损,揭示芯头在拉拔过程中不同形式的失效机理.利用扫描电镜,金相显微镜对不同失效形式下模具进行观察及成分分析,同时对拉拔润滑油和铜管进行密度和黏度测量.结果表明:芯头模具表面局部Co元素的缺失或其黏合作用相对较小,导致WC颗粒在模具表面形成竖道划痕;芯头模具由于受到管材变形时压应力,在温升和润滑不良的情况下形成环形沟槽缺陷;管坯中的气孔在变形过程中贯穿连接,以及模具表面粗糙度的提升,导致管材上的铜粘附在模具表面.

农机刀片的磨损机理和碳化物在磨损中的行为

通过扫描电镜对大量农机刀片进行失效分析，分别研究了刃口和刃面的磨损机理。认为在刃面上有适当数量和形态的与基体结合牢固的碳化物能提高刃面抗划伤能力，而刃口上的碳化物则会促使崩刃。据此，提出两种改变碳化物分布形态的热处理新工艺，取得很好的效果。

硬质合金拉拔模具的失效分析

运用扫描电镜等手段对加工TP2紫铜管所用硬质合金YG6拉拔模具进行了失效分析,明确了该模具的失效形式主要是在边界润滑和干摩擦的情况下发生了粘着磨损和磨粒磨损。在分析拉拔模具表面磨损形貌及其所受周期载荷和摩擦热作用的基础上,对模具的失效行为进行了理论分析,并针对失效原因提出了提高拉拔模具使用寿命的探讨性建议。

AlTiN涂层合金划痕测试的失效形式及其失效机理的有限元分析

为了研究硬质合金基体中硬质相和粘结相对涂层内聚失效抗力(LC1)和膜基结合力(LC2)的协同作用,设计制备了具有硬质相+粘结相两相结构的WC-10Co-0.65Cr_3C_2-0.35VC(10Co)、无金属粘结相WC-6Mo_2C-0.68Cr_3C_2-0.37VC(bWC)和无硬质相85.1Co-9.2W-4.7Cr_3C_2–1.0VC(CoW)合金。采用直流磁控溅射技术,在上述合金基体表面分别沉积了厚度约5μm的Al0.55Ti0.45N薄膜。通过划痕测试获得的LC1和LC2及其差值,对涂层的失效形式进行了表征。通过划痕测试过程中涂层应力分布的有限元分析,研究涂层合金划痕失效形式所对应的形成机理。在此,LC1对应涂层首次被剥离或基体首次被暴露时所对应的载荷,与涂层的内聚失效抗力呈正相关关系;LC2对应涂层被完全从基体剥离时的载荷,表征涂层合金的膜基结合强度。在此基础上,进一步研究WC–Co合金基体中WC晶粒度和Co含量对涂层合金划痕测试过程中涂层中应力分布的影响。结果表明,采用软质CoW合金基体,涂层的LC1和LC2均为最低;采用硬质bWC合金基体,涂层的LC2最大,但LC1和LC2差值也最大;采用10Co合金基体,涂层的LC1最大,LC1和LC2差值最小。涂层与基体的杨氏模量比和基体硬度是影响LC1和LC2的关键因素。降低硬质合金基体的晶粒度,选择适中的Co含量,均有利于LC1和LC2的同步改善。

新型高强度铁路路基捣固镐头的研发应用

目前,具有国际领先水平的国产首台三枕连续式捣固稳定车在中国铁建昆明中铁集团公司下线。而与之配套使用的铁路路基捣固镐头,是铁路路基维护过程中,消耗量最大、工况最恶劣的易损易耗工具。本文从分析捣镐的工作原理及其两种失效形式(磨损与断裂)入手,对捣镐进行了改进研究,在硬质合金牌号选择、焊料与焊剂的选用、焊接工艺技术、焊接设备选型四个方面进行了创新和改进。研发的新型捣固镐头,机械性能和质量稳定性全面提升,使用寿命大幅度提高。

涂层硬质合金铣刀组织性能研究

针对3种涂层硬质合金铣刀铣削性能差异,通过表面轮廓仪、接触角测量仪,表征涂层的表面状态和基体的硬度,洛氏硬度压痕法和Zeiss超景深三维显微镜表征涂层与基体的结合强度,扫描电镜(SEM)、能量分散光谱法(EDS)分析涂层表面-界面形貌、化学元素分布,铣削420模具钢实验表征切削性能,研究涂层刀具组织差异对切削性能的影响,为涂层选用提供实际和理论依据。结果表明:涂层铣刀铣削性能不仅与涂层种类和结合力相关,还与铣刀基体材料有关。涂层铣刀涂层种类较好,涂层结合力优异,基体脆性小,切削性能优异;涂层刀具涂层种类优异,涂层结合力一般,基体脆性小,切削性能良好;涂层刀具涂层种类优异,涂层结合力良好,基体脆性大,切削性能一般。

钢中碳化物在锋利农机刀片磨损过程中的利弊

应用光学显微镜和扫描电镜对多种锋利农机刀片的上百条刀刃进行失效分析 ,在分别查明刃口和刃面磨损机理的基础上 ,指出粗粒状碳化物对刃口有害 ;而有适当数量和形态、与基体结合牢固的碳化物 ,则能提高刃面抗划伤能力。据此 ,提出含氮马氏体化处理和姜块状索氏体化处理两种改变碳化物分布及形态的热处理工艺 。

亚微细硬质合金三牙轮钻齿的使用与失效分析

将钴含量为 13%的亚微细晶粒硬质合金钻齿应用到 81/ 2 XA5 37三牙轮钻头上 ,并运用扫描电镜和光学显微镜等手段对亚微细晶粒硬质合金钻齿进行了失效分析。分析发现 81/ 2 XA5 37钻头的主要失效形式为崩齿和断齿。在断口分析的基础上 ,提出了亚微细硬质合金断裂机理为沿晶断裂 ,而常规硬质合金的断裂机理为穿晶断裂。由于生产工艺问题亚微细合金内部存在粗大的 WC晶粒、晶粒偏析以及微裂纹 ,这些内部缺陷的存在使亚微细合金出现早期失效。

盾构硬质合金刮刀常见失效形式及分析

随着国内盾构施工技术的发展,盾构越来越广泛应用于地铁、市政和地下管网等工程建设,硬质合金刮刀作为盾构掘进的主要工具,其性能和寿命决定着整个工程的掘进效率和经济效益。本文通过大量工程实践,从刀具设计、硬质合金选用、基体材料选用及热处理、钎焊工艺改进等多个角度对盾构刮刀常见的失效形式进行分析,并在此基础上找出导致其失效的原因,归纳出一种提高刀具的性能及使用寿命的方法,为盾构刀具国产化及国内盾构产业的发展提供一些探索。

硬质合金磁头壳体拉伸模质量分析

通过化学成分、显微组织及断口分析等试验方法，对进口及国产硬质合金磁头壳体拉伸模，进行了质量分析，探讨了国产硬质合金模具发生早期失效的原因．结果表明：该拉伸冲头继裂的住质属疲劳断裂．本文对改进国产硬质合金的冶金质量及模具的合理选材提出建议．

矿用WC-Co硬质合金球齿的失效分析与改善

本文对两个不同使用寿命的失效钻头的合金齿进行取样,对合金球齿进行详细的分析,包括断裂模式,裂纹扩散模式等,以期能找出引起合金失效的主要原因,从而对产品进行有针对性的改善。结果表明,合金齿失效形式有合金碎裂、磨损和断裂,失效原因包括合金的强韧性不足、合金缺陷、周期性和突发性冲击载荷以及摩擦热造成的冲击疲劳和热疲劳裂纹。

新型高强度铁路路基捣固镐头的研发

目前,先进的国产3枕连续式捣固稳定车在中国铁建昆明中铁集团公司下线,与之相配套使用的铁路路基捣固镐头,是消耗量最大的易损易耗工具。分析了捣镐的工作原理及其2种失效形式(磨损与断裂),对捣镐进行了改进研究。在硬质合金牌号选择、焊料与焊剂的选用、焊接工艺技术、焊接设备选型等4个方面,进行了创新和改进。所研发的新型捣固镐头,其机械性能和质量稳定性全面提升,使用寿命大幅度提高。