WC–xVC复合粉的制备及高含量VC对WC–Co基硬质合金微观结构和力学性能的影响

采用两步碳热还原法合成了WC–xVC复合粉,并以此为原料通过真空烧结法制备了不同Co含量(6%和10%,质量分数)的WC–Co–VC硬质合金,研究了烧结温度(1420℃、1440℃和1460℃)对硬质合金致密化过程的影响,分析了Co和VC含量对WC晶粒尺寸以及硬质合金维氏硬度和断裂韧性的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,合金的相对密度增大,当烧结温度为1460℃时,所有合金试样的相对密度均大于98.5%。此外,随着VC含量的增加,WC的平均晶粒尺寸减小,这导致样品的硬度提高,断裂韧性降低。当VC质量分数为6%时,WC–6Co硬质合金和WC–10Co硬质合金的硬度均达到最大值,分别为HV301941和HV301838。在烧结温度和VC含量一定的情况下,试样的断裂韧性随着Co含量的增加而增加,试样的硬度随着Co含量的增加而减小。

纳米晶WC-10Co复合粉末烧结行为的研究

本文研究了机械合金化制备的纳米晶WC 10Co复合粉末的真空烧结特征 ,分析了孔隙度、显微硬度随绕结时间延长和烧结温度升高的变化规律 ,考察了一种新型抑制剂的作用。结果表明 :在 132 5℃ / 15min的烧结条件下 ,样品的相对密度达到了 98%以上 ;烧结样品的显微硬度随着烧结时间的延长和烧结温度的升高先增加后降低 ,并且在 132 5℃ / 15min的条件下其硬度为 2 2 95MPa ;新型抑制剂A既有利于晶粒长大的控制 ,同时又有利于材料致密化的进行 ,显著地提高了合金的性能。

纳米晶WC-10Co硬质合金复合粉末的烧结行为及性能

研究了机械合金化制备的纳米晶WC-10Co复合粉末的真空烧结特征,分析了孔隙度、显微硬度与烧结时间和温度的关系,考察了改性ZrO2纳米粉体对烧结的作用。结果表明:在1325℃,15min的烧结条件下,样品的相对密度达到了98.6%;显微硬度随着烧结时间的延长和烧结温度的升高先增加后降低,在1325℃烧结15min条件下,合金的最大硬度为22950MPa;改性ZrO2纳米粉体既有利于晶粒长大的控制,同时又有利于材料致密化的进行,可以显著的提高烧结合金的性能。

水溶化学法制备纳米WC/Co复合粉的工艺研究

喷雾转化法即水溶化学法,以可溶性钨盐与钴盐为载体掺加自来水以溶解生成复合溶液,后干燥喷雾处理构成化学成分分布相对均匀的前驱体粉末,再还原碳化便可生成纳米WC/Co复合粉,其不仅化学稳定性良好,且可完全满足高性能硬质合金制备要求。据此,本文主要对纳米WC/Co复合粉制备方法进行了简单概述,并详细阐述了水溶化学法制备纳米WC/Co复合粉的工艺,以期能够为纳米WC/Co复合粉制备工艺优化提供可参考依据。

送粉方式对WC增强复合涂层组织的影响

在同步送粉和后送粉两种不同的WC送粉方式下,通过等离子堆焊技术制备了WC增强镍基合金复合涂层.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)对涂层的显微组织,相结构和成分特征进行观察和测试.结果表明,复合涂层显微组织为未溶WC颗粒、结晶碳化物(WC,W2C)分布于亚共晶组织基体之上.相对于同步送粉,后送粉时WC颗粒溶解较少;复合涂层中初生WC,W2C数量较少、组织较细,含钨共晶组织较少;WC与基体界面元素浓度梯度较大.

喷雾干燥与低温还原碳化法制备纳米晶WC-Co复合粉末

传统的纳米WC-Co复合粉末制备通常是将超细WC粉和Co粉在高能球磨机中进行研磨破碎得到，粉末形状不规则，成分、粒度分布不均匀，容易掺杂，难于满足大批量工业化生产。以偏钨酸铵（AMT）、可溶性钴盐、有机碳源为原材料，采用喷雾干燥、煅烧、低温还原碳化工艺制备纳米晶 WC-Co 复合粉末。对粉末进行碳含量、氧含量、松装密度测定以及形貌观察和物相分析。结果表明：WC-Co复合粉末外观多呈空壳球形骨架结构， Co对WC晶粒形成纳米级包覆，各成分分布均匀，一次颗粒尺寸在100～200 nm之间。粉末具有流动性好、晶粒细小且均匀等特点，适用于制备超细硬质合金，在堆焊和喷涂领域有广阔的应用前景。

化学沉淀法制备超细WC-Co复合粉的研究

以钨酸铵和硝酸钴为原料,经化学沉淀后煅烧,然后在真空气氛下直接还原碳化制得超细WC-Co复合粉。考察了化学沉淀过程中料液浓度、反应温度和反应后母液的pH值等因素对所得前驱体氧化物粒度及收率的影响。用XRD和扫描电镜对所得超细WC-Co复合粉进行了分析和观察。结果表明,采用这种方法可以制取形貌规则,分散性良好的超细WC-Co复合粉,并且此法原料成本低,工艺简单,过程易控。

电刷镀含纳米WC粉复合镀层组织与性能研究

本文主要介绍了含纳米WC粉的电刷镀的复合镀层显微组织和性能。研究表明，用合纳米WC粉的镍镀液可获得WC粉弥散分布的复合镀层。复合镀层中纳米WC粒子复合量随镀液中纳米WC粒子含量增多而增多，当纳米WC粒子含量增加至20g／1时，复合镀层中WC微粒复合量增加不明显；纳米WC粉对复合镀层具有弥散强化作用，可有效提高镀层的显微硬度。

WC/Co纳米复合粉原料制备硬质合金细晶粒顶锤的方法研究

采用流态化制备方法生产的WC/Co纳米复合粉作原料,研究制备硬质合金细晶粒Φ175顶锤的生产方法。WC/Co纳米复合粉中加入微量抑制剂,配制成含钴量为10%的细晶粒合金配方,经搅拌球磨、喷雾干燥、冷等静压、低压烧结后检测其合金特性值。生产合格Φ175顶锤,进行使用效果验证。研究结果表明:WC/Co纳米复合粉可应用于搅拌球磨制备硬质合金细晶粒大顶锤,这种顶锤在使用中表现出卸压回弹性小的特点,可解决大顶锤在合成保压后卸压瞬间易发生裂纹失效的难题。

Ni-W-B-WC复合镀层制备及性能研究

以镀层硬度和镀层外观为指标,研究电流密度、镀液中WC的含量、pH值、沉积温度对考察指标的影响。利用正交试验确定了电沉积最佳工艺条件:在超声振荡下,控制电流密度为7A/cm2,施镀温度50℃,镀液中WC的含量为20g/L,镀液pH值为5.0时,镀层硬度和镀层外观最佳。同时对Ni-W-B镀层、Ni-W-B-WC镀层的硬度、抗高温氧化性、耐腐蚀性能、表面形貌、镀层结构与成分等进行了测试。结果表明,Ni-W-B-WC复合镀层的综合性能要高于Ni-W-B合金镀层。

Al_2O_3/WC-10Co/ZrO_2金属陶瓷的制备与性能

以WC-10Co纳米复合粉末、YSZ纳米粉末与Al2O3亚微粉末为原料,采用热压烧结制备了性能优良的Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷.分别在1380,1450和1500℃烧结温度下制备Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷,通过考察烧结体的断裂韧性、洛氏硬度、密度、磁滞回线和断口形貌,研究了烧结温度对WC-10Co纳米复合粉末、YSZ纳米陶瓷粉末与Al2O3亚微粉末的复合粉末烧结性能的影响.确定合理的Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷烧结温度为1450℃.结果表明,质量分数为50%的WC-10Co纳米复合粉末、10%的YSZ纳米陶瓷粉末与和40%的亚微Al2O3粉末的复合粉末经过48h的高能球磨后,再经过1450℃热压烧结,可以得到晶粒尺寸小于1μm的整体性能较好的亚微Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷,其相对密度为97.5%,断裂韧性为7.4468MPa·m1/2,硬度为HRA94.0.

等离子与激光复合热源喷涂WC-CoCr涂层组织性能研究

用等离子束与激光束复合热源喷涂工艺(Laser Hybrid Plasma Spraying,LHPS)在38CrMoAl基体上制备WC-10Co4Cr涂层,对涂层的显微硬度、结合强度、耐滑动摩擦磨损性能进行测试,用光学显微镜、XRD、SEM等方法对涂层的显微组织、相组成、磨损后形貌等测试分析,同时研究激光功率的变化对涂层组织性能影响。结果表明,复合热源喷涂WC-10Co4Cr涂层微观组织与性能随激光功率大小而变化,当激光功率在2100-2500 W时,涂层与基体浸润性好,组织相对致密,结合强度高,摩擦系数低且抗摩擦磨损性能好,其磨损机制为塑性切削与脆性剥落,以脆性剥落为主。

高能球磨制备纳米WC/MgO粉末的工艺研究

本文采用正交试验法,对高能行星球磨制备纳米WC-38%MgO(质量分数)复合粉末的工艺参数进行了优化研究。试验表明,当磨球直径为10mm、球磨机转速为350r/min、球料比为6:1时,最有利于WC-MgO复合粉末的细化。当球磨罐中装料量(mp=100g)一定时,理论计算和球磨实验得出的最佳球料比均为6:1。

机械活化-还原扩散法制备Fe-WC粉末

以人造黑钨矿和石墨为原料,采用机械活化 还原扩散法制备Fe WC复合粉末。运用X 线衍射、差热分析和电子探针等对产物进行分析。结果表明以机械活化还原扩散法制备Fe WC是可行的,球磨具有明显的细化晶粒、活化物料的作用。球磨时间小于8h时,反应物料只有部分发生反应,在180V强度下球磨后经退火可得到金属Fe(Mn)和WC的复合粉末。

预烧结对低压烧结WC-Co硬质合金组织和性能的影响

采用原位还原碳化反应制备超细WC-10%Co,在1250、1300、1350、1380℃进行预烧结处理,得到的预烧结块体在1450℃、5 MPa氩气条件下进行低压二次烧结;分析对比了预烧结块体和二次烧结块体的显微组织,并对二次烧结合金进行了性能测试.结果表明:不同温度预烧结块体经低压二次烧结后,可有效抑制晶粒异常长大现象,二次烧结后合金具有高的断裂韧性,最高值达16.1MPa·m-1/2.在1 350、1 380℃下预烧结块体经低压二次烧结后均具有均匀的合金组织,其中经过1380℃预烧结块体横向断裂强度为3260 MPa.

WCu10型纳米复合粉的压制与烧结行为研究

本文对用化学方法制备的WCu10型低Cu含量W-Cu纳米复合粉末进行了压制和烧结性能方面的研究,与传统W-Cu混合粉相比较,发现该粉末具有其特殊的性质。要达到相同的压坯密度,纳米复合粉所需要的压制压力要大的多,几乎是常规W与Cu混合粉所需压力的2.5倍。而由于粉末本身高的氧含量和低的Cu含量,需在很高的烧结温度下才能达到致密化。

Oxidation behavior of Fe40Al-xWC composite coatings obtained by high-velocity oxygen fuel thermal spray

The Fe40Al-xWC(x=0,10,12,15)coatings with dense structure were successfully deposited by high-velocity oxygen fuel (HVOF)spraying of a mixture of Fe,Al and WC powders.The objective of the present work is to provide insight into the oxidation behavior of the as-deposited coatings at 650℃under 0.1 MPa flowing pure O2.The present results show differences in the oxidation behavior of Fe40Al coating and Fe40Al-xWC composite coatings.The irregular Fe2O3 layer is seen on the top surface of the composite coatings.Fe40Al coating and Fe40Al-15WC composite coating both suffer a catastrophic corrosion due to the formation of a porous structure during 24 h of oxidation.However,Fe40Al-10WC and Fe40Al-12WC composite coatings show a good oxidation resistance behavior due to their dense structure.

直接碳化与煅烧-碳化工艺对WC-Co复合粉性能的影响

以偏钨酸铵、醋酸钴、裂解碳为原料，配置成料浆，通过喷雾干燥-氢气还原碳化（简称直接碳化法）和喷雾干燥-氮气煅烧-氢气还原碳化（简称煅烧-碳化法）制备WC—Co复合粉。对两种工艺制备粉末的性能和形貌进行对比，发现直接碳化法制备的WC—Co复合粉的颗粒在10-100wm、平均粒度在50μm，大部分球形壳破裂，粉末仍然保持球形骨架，粉末松装密度小、流动性差；煅烧-碳化法制备的WC—Co复合粉末的颗粒度在10-50μm、平均颗粒度25μm，粉末球形度高、流动性好。将两种工艺制备的粉末制成YG6合金，对比发现直接碳化法得到WC—Co复合粉制备成的硬质合金硬度高、晶粒度小、密度高、孔隙度低、致密度高；将两种工艺制备的粉末进行热喷涂，发现煅烧-碳化法制备的粉末热喷涂时，涂层表面致密度高、WC保留率高、硬度高。

WC/Co纳米复合粉质量特性的研究

本文探讨了喷雾转换法制备WC/Co纳米复合粉的生产工艺特点、粉末的物理化学特性以及在超细合金中的应用效果。各方面的实验数据表明:WC/Co复合粉中WC碳化完全、粒度细而均匀,钨钴元素达到分子级均匀混合,Co对WC形成纳米级包覆,粉末颗粒外形多呈球状,球体由部分合金化的WC/Co粒子聚合而成,粒子之间存在明显的烧结颈,其亚晶尺寸在100nm以下。复合粉经强化球磨后制取的超细合金较传统工艺制备的合金的WC相晶粒更加均匀,具有更好的物理力学性能和更高的使用寿命。即使不添加抑制剂,复合粉制备的合金仍具有晶粒细而均匀的特点。

乙二胺四乙酸在纳米WC/Co复合粉制备中的应用

本文在喷雾转换法制备WC/Co纳米复合粉的基础上,采用乙二胺四乙酸与碳酸钴复合法制备高钴含量的WC/Co纳米复合粉,突破了原有技术的钴含量质量分数上限7%的瓶颈限制。采用DSC-TG分析、SEM分析、XRD分析等方法,对乙二胺四乙酸和碳酸钴的参与反应的机理进行了研究,并确定了采用新工艺制备WC/Co纳米复合粉的相关参数。实验结果表明:乙二胺四乙酸与碳酸钴反应所得有机钴盐为一种溶解度较高的螯合物,在较低温度下煅烧可分解,适用于WC/Co纳米复合粉前驱体溶液中钴含量的调节,避免了Cl-、NO3-等杂质离子的引入。通过新的复合工艺制备得到了适用于高温流态化床生产的前驱体粉末,最终制备得到钴含量质量分数8%的WC-Co纳米复合粉。