TiC钢结硬质合金的研究现状及展望

钢结硬质合金因其高硬度及良好的耐磨性,目前广泛应用于新型工具材料及工模具。概述了TiC钢结硬质合金的硬质相与黏结相成分设计对材料组织、性能的影响,介绍了TiC钢结硬质合金的制备方法。粉末冶金工艺仍是主流方法,阐述了粉末冶金方法中球磨、压制和烧结工艺的优化方法,而原位合成法、液压浸渗法和钢结硬质合金表面涂层也因其低成本和性能优异充满发展潜力。最后分析了TiC钢结硬质合金当前的不足,并展望了其未来的发展趋势。

新型TiC钢结硬质合金致密化技术

采用行星式球磨机对Fe-3.0Cr-3.0Mo-0.5Cu-0.5C-33TiC新型钢结硬质合金混合粉末进行高能球磨,对烧结后的合金进行热等静压和锻造处理,研究球磨时间、热等静压及锻造工艺对合金组织、性能及孔隙度的影响。研究结果表明:高能球磨使粉末细化和成分均匀化,促进烧结进程,随球磨时间的延长,合金组织细化且致密;热等静压和锻造工艺可进一步减小和消除合金中烧结后残留的孔洞等缺陷;锻造作为最后工艺,可使TiC颗粒之间的连接破碎,促使硬质相颗粒弥散分布,从而改善烧结组织,提高合金的致密性及力学性能。

Fe-RE稀土中间合金对TiC钢结硬质合金影响的研究

研究了Fe-RE中间合金的添加对TiC钢结硬质合金力学性能、显微组织的影响及其作用机理.结果表明,Fe-RE稀土中间合金可以减小液态铁表面张力、改善液相流动性与润湿性、细化晶粒、有效减小孔隙度从而获得高密度和较高硬度的TiC钢结硬质合金材料.

TiC钢结硬质合金的研究进展

介绍了TiC钢结硬质合金的性能特点和设计原则。比较系统地综述了TiC钢结硬质合金各种不同的制备方法,讨论并比较了它们的工艺特点,其中重点考察了原位合成技术在制备TiC钢结硬质合金中的应用,展望了TiC钢结硬质合金的发展前景。

TiC钢结硬质合金在滚动磨粒环境下的磨损行为研究

采用真空烧结得到TiC钢结硬质合金,对其进行190 N载荷不同转速下的干砂橡胶轮磨损试验,并与Fe-Cr-C-Nb堆焊合金进行对比。通过扫描电镜及能谱分析、磨损失重测试等显微分析方法对两种试样的显微组织及磨痕特征进行分析,研究TiC钢结硬质合金在滚动磨粒环境下的磨损行为。结果表明:TiC钢结硬质合金的显微组织主要由奥氏体基体以及球形TiC构成。随着转速的提高,TiC钢结硬质合金的磨损失重呈现下降的趋势,耐磨性明显优于Fe-Cr-C-Nb堆焊合金。

真空熔结钢结硬质合金/Q235钢界面组织性能研究

采用真空熔结工艺制备了TiC钢结硬质合金/Q235钢复合板,研究了复合板界面显微组织和力学性能。结果表明:钢结硬质合金与Q235钢基体之间形成了一定宽度的互溶区,互溶区宽度主要取决于熔结温度和熔结时间。Mn、Ni、Mo元素由钢结硬质合金经互溶区向基体中扩散,Fe元素由基体通过互溶区向钢结硬质合金扩散。互溶区是材料显微组织、化学成分及显微硬度变化的过渡区。复合板界面剪切强度为176~245 MPa,表明钢结硬质合金与Q235钢基体之间形成冶金结合。

真空炉温度场分布对碳化钛钢结硬质合金组织和性能的影响

为了提高TiC钢结硬质合金的力学性能,应用ANSYS软件模拟了真空烧结过程中炉内温度场分布,研究了其对TiC钢结硬质合金烧结产品组织结构和性能的影响。结果表明,真空烧结炉的温度场分布基本规律为炉膛芯部温度高且分布均匀性较好,四周温度相对较低且分布均匀性较差,与实际情况基本相符;前后炉门烧结产品的组织桥接现象比较严重,并含有大量微孔,炉膛中部烧结产品的组织桥接现象大为改善,微孔数量明显减少;在设定烧结温度条件下,尽管存在组织差异,但是由于烧结产品本身的热传导,使得产品性能基本符合预期要求。

钢结硬质合金复合耐磨板组织性能研究

采用真空烧结工艺制备了一种钢结硬质合金/Q235钢复合耐磨板,对复合板界面显微组织进行分析,测试复合板剪切强度与冲击韧性,并与堆焊耐磨板进行耐磨性对比。结果表明:钢结硬质合金与Q235钢界面存在宽度为140~160μm的互溶区,互溶区存在原子扩散现象,界面剪切强度为340~382 MPa,钢结硬质合金与基板之间形成冶金结合;复合耐磨板洛氏硬度为55~60 HRC,其耐磨性比堆焊耐磨板提高约18.6%,且复合板冲击功为7~10 J,可服役于冲击载荷下的恶劣磨损工况。

烧结温度对30TiC-0.5%C-Fe钢结硬质合金性能的影响

通过粉末冶金直接混合和真空烧结法制备TiC钢结硬质合金,研究了烧结温度对30TiC-0.5%C-Fe钢结硬质合金的微观组织和力学性能的影响。试验结果表明:随着烧结温度的提高,合金的致密度增大,硬度和冲击韧性增加。当烧结温度为1 400℃时,30TiC-0.5%C-Fe钢结硬质合金组织致密,硬度及冲击韧性均达到最大值,分别为64HRC和25 J/cm2,当烧结温度达到1 450℃时,试样表面熔化,得不到预期形状。