球磨时间对TiC高锰钢结硬质合金组织性能的影响

球磨工艺参数是影响TiC钢结硬质合金质量的重要因素。选取球磨时间作为研究对象,研究了球磨时间为20 h、24 h、28 h对TiC高锰钢结硬质合金组织和性能的影响,用于指导生产。结果表明,球磨时间由20 h增加至24 h、28 h以上,混合料粒径分布过600目的占比由44.51%增加至80%、83%,粒径分布更细,合金显微组织孔隙减少,抗弯强度由833 MPa增加至932 MPa、1 008 MPa;合金中的孔隙产生较多导致密度下降的原因是,烧结过程的氧化还原反应阶段产生CO、CO_(2)气体未能够及时排出烧结体。在实际生产中,可通过适当增加球磨时间,改善TiC高锰钢结硬质合金的组织,提高其性能,获得质量更高的产品。

TiC高锰钢结硬质合金及其应用

TiC高锰钢结硬质合金系近年来采用粉末冶金方法制备的一种高性能耐磨材料。本文介绍了这种合金的成分设计、TiC、高锰钢及TiC高锰钢结硬质合金的制备工艺。将这种钢结硬质合金应用于粉碎机锤头．寿命为高锰钢的5～10倍；应用于人口径工程钻机滚刀钻头．优于国外同类产品。

TiC钢结硬质合金与堆焊过渡层的界面组织及性能研究

采用ERNiCrMo-3焊丝在TiC钢结硬质合金上堆焊过渡层,使用扫描电子显微镜、能谱仪、显微硬度计、万能试验机对不同热输入下TiC钢结硬质合金/ERNiCrMo-3熔敷金属界面的组织性能进行研究。结果表明:TiC钢结硬质合金和ERNiCrMo-3熔敷金属之间存在厚度为60~150μm的熔合区。随着焊接热输入的增加,熔合区的厚度逐渐增加;当热输入为3.5 kJ/cm时,界面处组织分布均匀,无气孔、裂纹以及晶粒异常长大现象。母材和堆焊金属之间存在元素扩散现象,二者实现了冶金结合;母材和堆焊焊缝之间存在一个硬度逐渐变化的缓冲区域;TiC钢结硬质合金/ERNiCrMo-3堆焊金属界面剪切强度最高可达到443 MPa,满足恶劣工况下对耐磨件与基体结合性能的要求。

TiC基高锰钢结硬质合金的制备技术升级

将脱脂烧结一体化烧结炉应用于TiC基高锰钢结硬质合金的工业生产中,通过技术革新实现了成形剂干净脱除、高温Mn挥发有效控制与收集和合金烧结性能的改善。结果表明,相对于利用传统设备和技术制备的合金,烧结制品的密度提高1.7%~1.8%,TiC颗粒烧结粗化长大和杂质脏化有效减少。在硬度基本不变的情况下,利用升级技术制备的TM60合金和TM52合金的抗弯强度提高30%以上,冲击韧性可实现成倍提升。该项技术有利于扩大TiC基高锰钢结硬质合金的应用范围,充分发挥出钢结硬质合金优异的抗冲击磨粒磨损性能。

钼含量对添加预合金粉制备TiC-高锰钢钢结硬质合金组织与性能的影响

以Fe-Mo-C预合金粉、FeMn84C0.4合金粉、镍粉、石墨粉和TiC粉为原料,经烧结得到以高锰钢为黏结相、TiC为硬质相的不同钼含量TiC-高锰钢钢结硬质合金,研究了钼含量对该钢结硬质合金组织与性能的影响。结果表明:随着钼含量的增加,钢结硬质合金组织中TiC颗粒的尺寸先减小后增大,其表面形成了(Ti,Mo)C固溶体相;与添加纯钼粉的相比,添加含钼预合金粉所得钢结硬质合金中的TiC颗粒更细小,圆整度更好,且表面更易形成(Ti,Mo)C固溶体相;随着钼含量的增加,钢结硬质合金的相对密度、硬度、抗弯强度和冲击韧度均先增大后减小,当钼质量分数为1.15%时均达到最大,组织和综合性能较佳。

TiC-高锰钢结硬质合金显微组织分析

借助于光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针等手段,对TiC-高锰钢结硬质合金的组织、元素分布、硬度和断口形貌进行了分析研究。结果表明,TiC-高锰钢结硬质合金中的硬质相TiC颗粒细小且分布均匀;液相烧结过程中,Mo原子从铁基合金中扩散到TiC颗粒边缘,形成包覆结构,可改善液相对TiC的润湿性;同时这种结构可抑制TiC颗粒的互相靠拢,不至于过分长大,起到了细化碳化物粒子的作用。

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。

碳化钛-高锰钢结硬质合金的碎裂成因

利用扫描电镜与金相观察等分析方法 ,研究了碳化钛高锰钢结硬质合金在焊接和使用过程中产生裂纹与碎片的成因。结果表明 ,当硬质相 (TiC)之间的粘结相成分Mn ,Fe等元素含量偏低时 ,则粘结相的相对含量明显减少 ,粘结效果变差 ,致使硬质相在烧结过程中发生邻接和聚集长大 ,晶粒出现不均匀粗化 ,导致合金微区强韧性降低 ,在焊接应力 (或外力 )作用下容易产生微裂纹 ,若应力 (或外力 )进一步增大或作用时间延长 ,微裂纹将迅速扩展形成宏观裂纹进而脆裂成碎片。提出了在烧结过程中避免粘结相挥发、流失及硬质相邻接长大的工艺措施 ,以改善合金的组织与性能 ,防止产生裂纹与碎片。

碳化钨—高锰钢结硬质合金显微组织研究

用金相分析方法阐述了以ＷＣ作硬质相、以改型高锰钢作粘结相的新型高锰钢结硬质合金的显微组织、低倍缺陷和断裂特征。以显微硬度的提高和组织中的典型滑移线验证了粘结相的加工硬化效应。

TiC基钢结硬质合金的研究现状

耐磨材料是新材料领域的核心之一,对新材料的发展起着重要的推动和支撑作用。本文概述了钢结硬质合金呈现硬质相和粘结相多样性、相成分拓宽以及制备技术不断丰富的发展特点,较系统地综述了润湿性、裂纹扩展方式对TiC基钢结硬质合金的力学性能的影响和作用机理,并指出其在使用中韧性不足的问题及强韧化的发展趋势和方法。

TiC含量对微波烧结钢结硬质合金组织及性能影响

以铁粉为基体,TiC颗粒为增强相,通过球磨、压制成型,微波烧结制备出TiC钢结硬质合金。结果表明,在1400℃微波烧结时,TiC颗粒与Fe具有良好的润湿性和流动性。随TiC含量升高,合金的晶粒逐渐变得均匀细小,合金的相对密度、显微硬度和抗弯强度均先升高后下降,相对密度和抗弯强度在TiC含量5%时达到最高值,分别为94.61%和1327.20 MPa,显微硬度在TiC含量10%时达到最高值,为760 HV。随TiC含量增加,钢结硬质合金的断裂方式由韧性断裂向脆性断裂过渡。

Al含量对TiC-Fe钢结硬质合金组织与性能的影响

为开发新型TiC基钢结硬质合金,采用Fe2Al5预合金粉末添加方式和普通液相烧结法制备不同Al含量(占粘结相含量的0、0.77%、1.54%、2.3%,质量分数)的TiC-65%(Fe-Cr-Mo-Al-C)钢结硬质合金。探讨Al含量对TiC-65%(Fe-Cr-Mo-Al-C)钢结硬质合金的组织与性能的影响规律;并考察Al含量对合金的烧结性、相种类及硬度的影响规律。结果表明:随Al含量的增加,Fe-C合金的包晶反应温度点降低,包晶反应区间、BCC铁素体区和低温区的κ-碳化物沉淀区扩大;合金的硬质相TiC形貌及分布相近,且Al主要是溶解在粘结相中;合金的铁磁性与粘结相中奥氏体数量有关,随Al含量的增加,淬火+回火态合金的硬度增加;其断裂韧性、抗弯强度在Al含量为1.54%时达到峰值。

热等静压工艺对新型TiC钢结硬质合金组织及磨损性能的影响

采用粉末冶金方法制备了Fe-3.0Cr-3.0Mo-0.5Cu-0.5C-33TiC钢结硬质合金,并对其进行了热等静压处理,对热等静压前、后材料的组织和性能进行了分析。结果表明:该材料的最佳热等静压参数为:压力1 4 0 MPa,温度1 260℃,保温保压时间0.5 h。经过热等静压处理后,材料烧结后遗留的孔洞等组织缺陷减小或消失,材料密度提高2.5%,硬度提高14.9%,抗弯强度提高34.4%,抗磨损性能明显提高。

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。

粘结相对原位合成TiC钢结硬质合金组织结构和性能的影响

以钛铁粉、铬铁粉、铁粉、胶体石墨和镍粉等为原料，原位合成了nC／Cr18Ni8、TiC／Cr19A13和TiC／Ni40钢结硬质合金，并用扫描电镜、X射线衍射仪和洛氏硬度计、拉力试验机等对不同粘结相所制备的试样进行了组织结构分析和物理力学性能检测。结果表明：钢结硬质合金主要相组成为TiC、Fe—Cr—Ni和Fe—Cr固溶体，TiC晶粒细小，形状较为规则；粘结相对原位反应合成的钢结硬质合金的密度、硬度和所合成的TiC晶粒有较大影响，在相同烧结条件下TiC／Ni40钢结硬质合金的密度和硬度比TiC／Cr18Ni8和TiC／Cr19A13钢结硬质合金的高，但TiC／Ni40钢结硬质合金中所合成的TiC晶粒比TiC／Cr18Ni8和TiC／Cr19A13钢结硬质合金中合成的TiC晶粒偏聚现象严重。TiC／Ni40钢结硬质合金的硬度为60～70．5HRC，TiC／Cr18Ni8和TiC／Cr19A13钢结硬质合金的硬度多在20～50HRC之间。三者的抗弯强度为960～1452MPa。

高能球磨对新型TiC钢结硬质合金组织和性能影响的研究

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,对不同球磨时间粉末的形貌和粒度进行观察,测定了烧结后合金的密度、硬度和抗弯强度,并对其组织结构进行了分析。结果表明:球磨初期,粉末粒度迅速减小,粉末出现片状形貌,随着球磨时间增加,粉末粒度减小速度变缓,最后趋于稳定,片状形貌逐渐消失,不规则球形形貌增多。球磨过程中,Fe与其它添加元素(C、Mo、Cu)发生合金化反应。在一定时间内,随着球磨时间的增加,混合粉末成分均匀性增加,合金的密度、硬度和抗弯强度也明显提高。

TiC钢结硬质合金表面特性

选用不同TiC含量的钢结硬质合金在900、1000和1100℃下分别进行30、60、90和120 min抗氧化性能研究;采用CHI电化学工作站分析系统测试不同TiC含量钢结硬质合金在pH=1的H2SO4溶液,pH=7的NaCl溶液和pH=13的NaOH溶液中的极化曲线。结果表明:添加TiC钢结硬质合金比未加TiC的钢结硬质合金抗氧化性能好,其中10%TiC钢结硬质合金抗氧化性最好。随着温度的升高,TiC钢结硬质合金越容易被氧化,其氧化产物主要是Fe2O3,其次还出现了TiO2和Fe2TiO。5%TiC钢结硬质合金表现出耐蚀性能最好,20%的TiC钢结硬质合金耐蚀性能最差。

TiC/Cr18Ni8不锈钢钢结硬质合金原位反应合成研究

以钛铁粉、铬铁粉、铁粉、镍粉和胶体石墨等为原料,原位反应合成了TiC/不锈钢钢结硬质合金,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射等对烧结试样进行了组织结构分析.结果表明:钢结硬质合金主要相组成为TiC和Fe-Cr-Ni固熔体,TiC颗粒细小,形状规则,最大约3μm,大部分在1μm以下;随烧结温度的升高,钢结硬质合金的孔隙度减小,密度和硬度升高,但TiC颗粒略有长大.在相同烧结条件下,C/Ti原子比为0.9的钢结硬质合金的密度和硬度比C/Ti原子比为1.0的钢结硬质合金高,所合成的TiC颗粒更细小,分布更均匀.

TiC/耐热钢钢结硬质合金原位反应合成研究

以钛铁粉、铬铁粉、铁粉、胶体石墨等为原料,原位反应合成了TiC/耐热钢钢结硬质合金,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射等测试方法对所制备的试样进行了组织结构分析。研究结果表明:反应合成的钢结硬质合金主要相组成为TiC+FeCr固熔体,所合成的硬质相TiC颗粒细小,随烧结温度升高TiC颗粒略有长大。当加入一定的钼与硼后,钢结硬质合金硬度和致密度提高,TiC颗粒尺寸减小,分布更均匀。

锻造对TiC钢结硬质合金性能的影响

对用粉末冶金方法制备的Fe3.0Cr3.0Mo0.4Ni33TiC钢结硬质合金进行锻造,并测定了锻造前、后合金的密度、硬度和抗弯强度,以研究锻造对该合金性能的影响。结果表明:采用锻模锻造较自由锻造能更有效地防止锻造过程中开裂现象的产生。经过锻造,合金烧结后存在的组织缺陷被部分消除,部分TiC颗粒从连接处被破碎,这种现象在边缘区域较中心区域表现更为明显,锻造后合金的密度、硬度和抗弯强度明显提高。