添加纳米Ti(C,N)对粗晶WC-8Co硬质合金微观组织和力学性能的影响

将粒度为0.2μm的Ti(C,N)纳米粉末添加到粗晶WC-8Co硬质合金中,采用低压烧结技术制备了WC-xTi(C,N)-8Co系列硬质合金。利用XRD、SEM和EDS研究了添加纳米Ti(C,N)的硬质合金试样的物相组成和微观组织,并分析和讨论了合金的钴磁、矫顽磁力、洛氏硬度和抗弯强度等性能。结果表明,添加纳米Ti(C,N)烧结后的合金均出现了典型的Ti(C,N)芯-环结构,提高了硬质合金的硬度。然而,微量的Ti(C,N)添加会导致合金的力学性能下降,当添加量达到5%时,合金的综合力学性能最好,但当添加量达到15%以上时,基体出现脱碳相,导致合金的抗弯强度大幅下降。

烧结工艺对微波烧结WC-8Co硬质合金的影响

为进一步探索超细晶硬质合金微波烧结行为,采用多模腔微波烧结工艺探究了对WC-8Co硬质合金组织与性能的影响,并对样品进行密度、磁力、钴磁、SEM等检测表征。结果表明,烧结温度和保温时间的提升能明显提高硬质合金密度、强度等性能,并在1350℃/30min的烧结制度下达到综合性能最佳值,抗弯强度值达到最大3334MPa,硬度为1980HV3(94HRA),较传统烧结方式具有明显的能耗优势和硬度性能优势。

添加TiC和Cr_3C_2对超细WC-8Co硬质合金微观结构和性能的影响

在WC-8Co硬质合金中添加不同含量的TiC和Cr3C2,用X射线衍射、扫描电镜分析了添加微量的TiC与Cr3C2对WC-8Co硬质合金微观结构的影响,通过硬度和断裂韧性测试,研究了TiC与Cr3C2含量对材料力学性能的影响。实验结果表明:添加适量TiC和Cr3C2能使超细硬质合金中WC晶粒尺寸细小且晶粒分布更为均匀,微观结构得以优化,从而改善硬质合金力学性能。此外,添加微量TiC能起到细化WC晶粒的作用,提高合金硬度,而添加Cr3C2能够显著抑制硬质合金中硬脆Co6W6C相的形成,从而改善合金的断裂韧性。

TC1合金表面电火花沉积WC-8Co涂层界面行为

钛合金在航空、航天工业得到了广泛应用。但其耐磨性差,对磨面容易产生粘结及对微动磨损敏感等缺点,限制其应用领域的进一步扩大。实践证明,采用电火花强化技术在TC1合金表面制造WC-8Co强化层,可以有效提高TC1基体表面耐磨性能。作者研究了WC-8Co强化层的表面状态、界面行为以及相结构组成,认为TC1合金表面强化高熔点的WC-8Co材料,厚度可大于50μm;强化层与基体之间存在过渡区;强化层表面由TiC、W_2C和少量W组成;强化层截面的显微硬度是基体的3倍以上。

高能球磨和放电等离子体烧结制备超细WC-8Co硬质合金

以0 .8 1μm的WC粉和1.3 5 μm的Co粉为原料,采用高能球磨制备了粉末比表面积为6.82m2 ·g- 1 ,粉末粒度为5 9.4nm的WC 8Co混合粉末。将此纳米粉末采用放电等离子体烧结(SPS)制备了WC晶粒度为0 .5～0 .6μm、硬度为HRA93 .5的超细硬质合金。研究了SPS烧结温度和添加晶粒抑制剂对显微组织与HRA硬度的影响。

H13钢表面电火花沉积WC-8Co和Deloro50涂层的研究

利用DZ-4000(Ⅲ)多功能表面强化机,以工业氩气作为保护气体,在H13钢表面沉积WC-8Co和司太立合金(Deloro 50)。改变WC-8Co和司太立合金电极沉积顺序和电极转换频率,得到不同的沉积层厚度。结果显示:WC-8Co的凝固点比司太立合金高,在司太立合金沉积层表面沉积WC-8Co,WC-8Co不能稳固在司太立合金(Deloro 50)沉积层表面,且带动液态司太立合金飞溅出去,沉积层厚度降低。

TIG焊接电流对WC-8Co-4Cr熔覆涂层组织和性能的影响

利用TIG技术在304不锈钢基体上制备WC-8Co-4Cr熔覆层,研究焊接电流对熔覆层显微组织和硬度的影响。结果表明:在70 A电流下,TIG沉积的熔覆层组织均匀、致密;物相主要由WC、W2C和W等组成;熔覆层硬度较好,约为900 HV0.3,主要归因于熔化的WC颗粒增强了CrCo基体。

表面微织构对WC-8Co在往复摩擦磨损中粘结-扩散磨损特性的影响

采用激光表面纹理化在WC-8Co上制备了微沟槽织构,通过往复式摩擦磨损试验对其与Ti6Al4V接触的耐磨性进行分析,并以无表面微沟槽织构的WC-8Co为对比样品,研究了表面微织构对WC-8Co粘结-扩散磨损特性的影响,揭示了摩擦过程中表面微织构的磨损机理.结果表明:WC-8Co上的微沟槽对摩擦接触面具有抗粘结作用,在高接触载荷下,这种效应更为明显.织构表面的抗粘结机制是由微沟槽包裹的碎屑产生的.此外,与无表面微织构的WC-8Co不同,表面织构化的WC-8Co的磨损最初来源于微沟槽边缘的断裂,随后扩展到摩擦表面.这种磨损特性归因于微沟槽边缘的高热载荷和机械应力集中,以及激光加工过程中WC晶粒长大与摩擦过程中粘结剂Co扩散的协同效应.

TiC含量对WC-8Co超细晶硬质合金力学性能和微观组织的影响

采用放电等离子烧结技术制取不同TiC含量的WC-8Co硬质合金。分析了TiC含量对WC-8Co基硬质合金刀具材料的致密度、力学性能和微观组织的影响。实验结果表明,随着TiC含量增加,WC-8Co硬质合金常温综合力学性能先提高后降低,添加5%(质量分数)TiC的WC-8Co硬质合金具有较好的综合力学性能。当烧结温度和压力分别为1 250℃、50 MPa时,WC-5TiC-8Co硬质合金材料致密度、维氏硬度、断裂韧性以及室温下的抗弯强度分别达到98.85%、19.49 GPa、9.46 MPa·m1/2和1 893 MPa。硬质合金致密化烧结曲线和组织显微形貌的分析结果表明,随着TiC含量增加,硬质合金的致密化烧结的起始温度向更低的温度偏移,Co相流动性变差,从而导致致密化烧结条件变差。试样中孔隙增多,是硬质合金维氏硬度和力学性能下降的主要原因。

高能球磨制备纳米WC-8Co复合粉末

对采用高能球磨法制备纳米WC-8Co复合粉末的工艺条件进行了研究。实验采用逐步优化方式,研究液固比、球料比、球磨转速、球磨时间对粉末的特性的影响。采用SEM扫描电镜观察粉末形貌,用EDX能谱分析了粉末中Co元素的分布,检测了粉末中Co的化学成分,确定了液固比参数,通过检测粉末的比表面和BET粒度的变化优化球料比、球磨转速及球磨时间等工艺参数,采用最优化工艺得到了粉末比表面为6.82m2/g、BET粒度为59.4nm,Co相分布均匀的纳米WC-8Co复合粉末。

铸钢0Cr13Ni5Mo表面WC-8Co电火花沉积层的特性研究

采用新型电火花设备,在水轮机转轮材料铸钢0Cr13Ni5Mo表面制备了WC-8Co沉积层,研究了其微观组织、硬度及耐磨性能。结果表明,沉积层主要由Co3W3C、Fe3W3C、Fe3Mo3C、Ni3Mo、(Fe0.51Mo0.46Ni0.03)6C等相组成;沉积层与基体呈冶金结合,细晶碳化物相弥散分布在沉积层中,提高了沉积层的硬度,平均硬度为1875.9HV,比基体硬度提高了约5倍;沉积层磨损性能是基体的3.75倍,沉积层磨损机理主要是磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损的综合作用,细小弥散分布的细晶粒硬质相是提高沉积层硬度和耐磨性的主要因素。

铸钢表面电火花沉积WC-8Co涂层的高温性能

采用新型电火花沉积设备,把WC-8Co陶瓷硬质合金材料沉积在铸钢材料上,制备了电火花沉积合金涂层,用SEM、XRD等技术研究了沉积层在500℃的高温耐磨性和800℃高温氧化100 h后氧化膜形貌图、组织结构和高温抗氧化性能。结果表明：沉积层厚度为20-30μm。500℃高温条件下沉积层的耐磨性比基体提高了3.3倍,500℃高温条件下沉积层的磨损机理主要是粘着磨损、疲劳磨损、氧化磨损和磨粒磨损的综合作用。800℃高温条件下沉积层氧化100 h后的氧化膜的厚度约为10μm;氧化膜主要由FeFe2O4、Fe2O3、Fe5C2和Fe2W物相组成;800℃高温下沉积层抗氧化性能比基体的抗氧化性能提高了4.8倍。细小弥散分布的硬质相和致密的氧化膜极大提高了沉积层的抗高温磨损性能和抗高温氧化性能。

脉冲电磁耦合处理前后WC-8Co硬质合金干车削Ti6Al4V的切削机理

利用脉冲电磁耦合处理设备对WC-8Co硬质合金进行强化处理。通过测试WC-8Co力学及摩擦性能,再利用采集车削试验中的切削力、温度及后刀面磨损量信号对干车削Ti6Al4V的切削行为进行了分析。最后采用SEM和EDS对WC-8Co硬质合金进行观测与分析,得出脉冲电磁耦合处理前后WC-8Co硬质合金干车削Ti6Al4V切削机理。结果表明:脉冲电磁耦合处理能够提升刀具耐用度,降低切削温度及刀具后刀面氧化磨损。

压制压强对WC-8%Ni硬质合金性能的影响

采用不同的压制压强160MPa、240MPa、320MPa、400MPa压制WC-8%Ni硬质合金B型试样,在真空烧结炉中进行1480℃×60min烧结。通过排水法实验、硬度实验、弯曲试验、金相显微镜等分析方法,研究了压制压强对WC-8%Ni硬质合金的相对密度、孔隙度、线收缩系数、硬度和抗弯强度的影响。结果表明,随着压制压强的增加,相对密度逐渐增加,线收缩系数逐步减小,硬度和抗弯强度先增加而后减少。在压制压强320MPa时,WC-8%Ni硬质合金的性能达到最佳值。

真空烧结温度对WC-8%Ni硬质合金显微组织和力学性能的影响

以WC-8%Ni硬质合金为研究对象,采用扫描电镜、金相显微镜、X射线衍射仪以及显微硬度测试仪等设备研究了真空烧结温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,在1 450℃真空烧结温度下制备的WC-8%Ni硬质合金具有最为优异的力学性能,合金相对密度、HV30硬度、断裂韧性(KIC)分别为99.81%、13.23GPa、24.22MPa·m1/2。通过Murakami试剂浸蚀和XRD分析,确定了1 475℃以上烧结合金中存在η相,并讨论了η相对合金力学性能的影响。

晶粒长大抑制剂对WC-8%Co超细硬质合金性能的影响

系统研究了晶粒长大抑制剂VC和Cr3C2于单独添加或复合添加时,对WC-8%Co超细硬质合金金相组织和力学性能的影响。研究表明,WC-8%Co超细硬质合金的硬度随着晶粒长大抑制剂加入量的增加而升高,而抗弯强度和断裂韧性的最大值则存在对应的抑制剂成分点。复合添加抑制剂VC和Cr3C2后,所得成分为WC-8%Co-0.2%VC-0.6%Cr3C2合金的综合性能较好,硬度HRA为92.9,抗弯强度可达4 370 MPa,断裂韧性KIC为9.1 MN.m-3/2。

低压烧结温度对WC-8%Co硬质合金性能影响的研究

研究了WC-8%Co硬质合金在5 MPa的压力下,烧结温度分别为1 360、1 405、1 460℃,保温90min后的金相结构及各项物理力学性能。实验结果表明:随着烧结温度的提高,三组合金样品的硬度依次降低,密度、抗弯强度、断裂韧性依次升高,冲击韧性先升高后降低,三组合金样品中粗大晶粒逐渐增多,并且呈板状。

YG8硬质合金聚甲醛基黏结剂注射成形工艺的研究

采用以聚甲醛(POM)为主要组元的多组元黏结剂,进行WC-8%Co(YG8)硬质合金注射成形。考察了注射温度、注射压力、保压压力等注射工艺参数对注射生坯组织性能的影响,在草酸气氛中对注射生坯进行催化脱脂后,在真空烧结炉中进行热脱脂和烧结。实验结果表明,在注射温度175℃、注射压力10 MPa、保压压力9 MPa、保压时间5 s、模温60℃的注射工艺下,可获得密度较高且无缺陷的注射生坯。在脱脂温度135℃、草酸气体通入速率10 g·min^(-1)、氮气通入速率50 mL·min^(-1)、脱脂时间8 h的催化脱脂工艺下,注射生坯中POM的脱除率可达到97%以上。在1420℃下真空烧结90 min,可获得相对密度超过99%、抗弯强度和硬度HRA分别达1872 MPa、89.5,钴磁为7.2%的YG8硬质合金烧结体。

基于BP神经网络的45~#钢表面沉积层的探究

根据BP神经网络为基础工具,利用WC-8Co电极在基体45#钢表面进行电火花沉积形成WC-8Co沉积层,建立了其工艺参数与涂层厚度和硬度之间的数学关系模型,并通过正交实验得到的试验数据验证了该模型的可预测性。同时在网络模型基础上通过已知的涂层厚度和硬度以及部分工艺参数,获得对其余工艺参数反计算的方法。

粗细WC晶粒配比对双晶结构硬质合金力学性能与组织结构的影响

采用粗细WC颗粒不同比例搭配的方法制取WC-8%Co双晶结构硬质合金,并通过对合金金相组织的观察以及硬度(HRA)、矫顽磁力(Hc)、抗弯强度(TRS)和断裂韧性(KIC)等物理、力学性能的检测对比,研究其力学性能与组织结构。结果表明,粗细WC颗粒配比和WC晶粒大小是改善非均匀结构合金力学性能与组织结构的重要因素,通过优化配比按21%~24%添加粗颗粒WC可制备出力学性能良好的双晶结构硬质合金。随着合金中粗晶粒WC比例的增大,合金的HRA、Hc略微降低,KIC从14MPa·m^1/2提高到19.7MPa·m^1/2,TRS则呈先增后降的趋势,最大值3 498MPa。