WC-Co合金在烧结过程中自行碳的校正

前言 根据碳化钨的分子量计算出理论含碳量为6.13%。如果最终产品中碳化钨的含碳量超过此限度,就可能出现游离碳相:根据W-C-Co系状态图,如果碳化钨的含碳量低于下限,例如WC—16%Co的下限为6.00%,则可能产生缺碳相（η相）。为保证硬质合金最终产品中碳化钨的碳含量,不得不对碳化钨粉提出很高的要求.

添加剂对WC-Co合金组织和性能的影响

研究了合金元素TaC、Cr_3C_2及Mo对WC-Co硬质合金的组织和性能影响。实验结果表明,加入一定量的添加剂可以改善合金性能。对其机理也进行了讨论。

低压等离子喷涂WC-Co合金涂层

采用低压等离子喷涂工艺制备了 WC-Co 合金涂层;对涂层成分、相组成、粘结强度及抗热震性能进行了分析和测定,并与大气喷涂涂层进行了比较.结果表明:低压等离子喷涂工艺能有效地防止 WC 的氧化、分解,有利于获得结构、性能稳定的 WC-Co 合金涂层;采用反向转移弧清理、活化基体表面的预处理,能促进涂层与基体的冶金结合,提高涂层与基体的粘结强度,改善涂层的抗热震性能.

提高WC-Co合金基底沉积金刚石膜质量的研究

选用ＨＮＯ３对ＷＣＣｏ（ＹＧ６）硬质合金表面进行刻蚀预处理。实验结果表明，用ＨＮＯ３对硬质合金基底表面进行选择性刻蚀，可以减少或消除Ｃｏ的负作用，增加基底表面粗糙度和比表面积，促成活性中心的形成，提供较多的有利于金刚石成核的位置。

WC-Co合金表面离子注入法制备钇涂层及其摩擦学性能

为了提高硬质合金的表面耐磨性能,在通入氮气和未通入氮气的2种情况下,利用金属蒸气真空弧(MEVVA)离子源采用离子注入法在YG8型WC-Co合金表面成功制备了钇涂层。结果发现:注入钇离子不仅可以'修复'基体表面的缺陷,而且还能使合金表面变得平整光滑;XRD显示在涂层表层发现Y2O3、YC2和W3N4 3种新相,这些新相化合物可以显著降低合金表面的摩擦系数,这是由于离子注入时离子的反冲碰撞生成了结构致密且容易缝合于金属表面的氧化物薄膜,以及由级联效应产生的无位错和晶界的非晶态结构,二者可以共同改善基体的表面粗糙度,降低材料表面的摩擦系数。通入氮气对钇离子注入YG8硬质合金后降低其表面摩擦系数起到了促进作用。

WC-Co硬质合金冲蚀模型研究及应用

WC-Co硬质合金是制造固定式节流阀阀芯的主要材料,高压天然气携带着井底杂质颗粒在节流阀节流降压的过程中,对节流阀的核心部件阀芯产生冲蚀破坏。因此,以牌号为YG15的WC-Co硬质合金为研究对象,构建室内冲蚀实验平台,以确定YG15硬质合金的冲蚀模型并结合仿真验证。将冲蚀模型进一步应用至固定式节流阀冲蚀仿真中,预测固定式节流阀阀芯的使用寿命。研究结果表明,确定了YG15硬质合金的冲击角函数和在90°冲击角下的速度指数为2.48;当冲蚀角度由30°增加至90°时,YG15硬质合金靶材的冲蚀磨损量由847.1 mg增加至1235.6 mg;固定式节流阀冲蚀最严重的部位位于节流孔处,冲蚀磨损率随颗粒质量流率的增大而增大;对固定式节流阀进行寿命预测,在颗粒质量流较小的情况下,对节流阀固定油嘴保持一年一换;在颗粒质量流较大时,保持半年内更换一次。

切削镍基高温合金Ni、Fe、Cr原子在WC-Co硬质合金刀具中的扩散机制及对刀具性能的影响

在切削镍基高温合金过程中,采用第一性原理计算研究了Ni、Fe、Cr原子扩散进入WC-Co硬质合金刀具后对刀具所产生的影响,分析了刀具结合能、晶格畸变、电子性质、扩散过渡态、扩散系数、力学性质的变化。研究结果表明,原子在不同间隙位置的结合能都为负值,八面体间隙所引发的晶格畸变更低。Ni、Fe、Cr原子增强了硬质合金WC-Co的金属性,但不利于原子之间的成键,使其机械稳定性降低;三种原子扩散势垒分别为0.82、0.79、1.17 eV,扩散系数的大小关系为D Fe>D Ni>D Cr。实验结果与理论计算相吻合,且实验现象表明元素扩散导致刀具切削性能下降,易诱发刀具的磨粒磨损。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定WC-Co硬质合金中铪元素含量

铪在硬质合金生产中,常作为添加剂以提高硬质合金的力学性能,故而硬质合金中铪含量的准确测定具有重要的意义。现存化学容量法测定硬质合金中铪,存在危险性较大、操作复杂、分析效率低等缺点。本文从样品前处理、分析线的选择、基质效应的探究等方面对硬质合金中铪的测定方法进行了探究,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法测定WC-Co硬质合金中铪含量,该方法具有安全、高效、操作简单、低成本等优点。在选定的条件下,选择体积比1∶1的硫酸、硫酸铵混合液结合柠檬酸和双氧水作为前处理溶剂,选择铪谱线264.141 nm作为分析谱线,利用基质匹配法配制标准溶液,方法校正曲线线性大于0.9999,线性范围为0.0~2.0μg/mL,检出限为0.0084μg/g,加标回收率为99.17%~103.63%,相对标准偏差RSD<0.758%。本方法为WC-Co硬质合金中铪含量的检测提供了可行性方法。

基于平台巴西劈裂试验下WC-Co硬质合金的动态响应与失效特性

为获取WC-Co硬质合金在动态拉伸加载下的力学性能和失效机制,设计了动态平台巴西劈裂试验。结果发现,WC-Co硬质合金具有典型的弹脆性特征,且断裂应变随着加载应变率的增加而略有增加。在一维应力波加载下,WC-Co硬质合金的动态抗拉强度随应变率的增加而增加,表明其应变率效应具有明显的正相关性,该效应的产生机制与典型陶瓷类材料是一致的,即由I型裂纹的亚临界扩展决定。对回收破碎试样进行微观形貌观察,发现平台圆盘中间位置处微观断裂模式主要为沿晶断裂,且在拉应力作用下形成韧窝断裂形貌;在靠近加载点位置区域,受多向应力作用,材料不仅存在韧窝断裂,在单个晶粒的局部劈裂表面还存在河流花样的解理断裂。宏观角度上,WC-Co硬质合金表现出明显的脆性特征,但微观角度却发现有局部塑性变形特征。

WC-Co硬质合金强化的研究进展

WC-Co硬质合金具有高强度、高韧性、高耐磨性等优点,在工业领域具有广阔的发展前景。对WC-Co硬质合金进行强化,可以进一步提高硬度、耐磨性和断裂韧性等性能,从而拓展其在航空航天、资源开采、装备制造等领域的应用。列举了部分稀土单质和稀土氧化物强化WC-Co硬质合金的研究成果,总结了稀土强化机理,包括细化晶粒、改善黏结相结构、强化晶界,综述了WC-Co硬质合金碳含量控制、烧结、热处理等制备工艺的优化措施,最后对WC-Co硬质合金强化研究中存在的问题进行了总结,并展望了未来的研究方向。

WC-Co硬质合金中Co-W-C化合物的X射线测定法

根据烧结过程中W和Co元素的质量守恒,推导得到烧结WC-Co硬质合金中WC和η_1相(W_3Co_3C)含量间的关系式,进而导出WC相和η_1相的关系系数K_(wc)_η(相对K值)表达式,从而建立了一种用X射线法测定WC-Co合金中缺碳的M_6C型和M_(12)C型Co-W-C三元化合物含量的方法。

WC-Co硬质合金在盐酸溶液中的阳极行为

为了了解WC-Co合金废料在盐酸溶液中使钴选择性溶解的阳极行为,采用了动电位扫描法研究不同的工艺条件对阳极溶解的影响,测定了阳极中钴溶解的控制步骤,并对阳极钝化的原因作了初步探讨。

渗碳工艺对WC-Co梯度硬质合金的梯度结构和硬度的影响

对缺碳硬质合金采用渗碳处理制备梯度硬质合金,利用显微组织分析和维氏硬度测试等方法,研究渗碳工艺对梯度硬质合金的梯度结构和硬度的影响。结果表明:渗碳处理后随着渗碳时间延长,梯度层厚度增大,长时间渗碳还会出现梯度结构消失现象;渗碳时表面层WC晶粒长大,且渗碳时间越长晶粒长大越严重;渗碳后梯度硬质合金的表面硬度明显提高;渗碳后合金的表面硬度明显高于烧结态合金的表面硬度;随着渗碳时间的延长,合金表面硬度先增大后减小;合金的硬度在截面上沿梯度方向呈连续梯度变化,合金表面层因WC含量较高、钴含量较低而具有较高的硬度,中间层因钴含量较高、WC含量较低,其硬度较低。

WC-Co硬质合金的强韧化

从纳米WC粉末的制备,添加稀土元素,烧结工艺等多方面综述了硬质合金强韧化的主要途径。指出:使用纳米WC粉末,添加适量稀土元素,采用先进的烧结工艺是制备超细或纳米晶高性能硬质合金的有效方法。

添加粗晶WC对WC-Co硬质合金组织与力学性能的影响

以不同粒径WC粉、超细Co粉作为原料,通过低压烧结,制备添加粗晶WC的WC-Co硬质合金。采用XRD,SEM研究WC-Co硬质合金的物相组成及微观形貌,利用维氏硬度仪测试,计算合金的维氏硬度及断裂韧性。结果表明,由于粗晶WC的添加,裂纹在扩展过程中出现了明显的偏转,且穿晶断裂现象明显增多,对裂纹的扩展产生一定的阻力,使硬质合金的韧性提高。当添加的粗晶WC粒径为1μm时,合金的硬度由未添加粗晶WC时的1 930 HV降低至1 800 HV,断裂韧性由12.85 MPa·m1/2提高至15.05 MPa·m1/2,综合力学性能达到最佳平衡。

超细晶WC-Co硬质合金的发展及其应用

本文概括地综述了超细晶WC-Co硬质合金在制备工艺和检测技术等方面的发展情况,以汽车工业用刀具加工为实例,介绍了超细晶硬质合金的应用情况,并讨论了其发展前景。

原料形貌特性和高温梯度碳化工艺对纳米WC粉末及其WC-Co合金均匀性的影响

采用不同氧化钨原料,通过氢还原、高温碳化工艺制备纳米W、WC粉末,研究了氧化钨形貌特性对纳米W、WC粉体形貌、均匀性的影响。择优选取了高比表面特制蓝钨(SBTO),并结合新型高温梯度碳化工艺制备了纳米碳化钨粉末,研究了新型高温梯度碳化工艺对纳米WC粉体特性及超细晶WC-Co硬质合金性能的影响。通过比表面测定仪、费氏粒度仪、定碳仪测定了粉体的比表面、粒度、总碳等,用扫描电镜(SEM)观察了粉末的形貌和合金的显微组织,同时按WC-Co硬质合金相关测试标准对烧结试样的性能进行了检测、分析。结果表明,颗粒均匀、比表面积大,具有疏松、多空隙形貌结构的氧化钨粉末,利于制备出颗粒均匀、分散性好的纳米W粉和WC粉;晶粒聚集和异常粗大颗粒的产生,与碳化过程中团聚纳米钨粉颗粒因烧结合并增粗有关,而高温梯度碳化能有效抑制此类现象的发生;采用特制蓝钨(SBTO)和高温梯度碳化工艺的良好结合,可以制备出具有均匀组织结构的高性能超细晶WC-Co硬质合金。

粗晶WC-Co硬质合金强度和密度影响因素的变量搜索试验研究

采用粉末冶金气压烧结技术制备了粗晶WC-Co硬质合金,运用变量搜索试验设计研究了碳含量、烧结制度、钴含量、镍含量、球磨工艺参数对合金的抗弯强度和致密度的影响。研究表明,对抗弯强度影响程度的大小依次为:烧结制度与球磨球料比的交互作用,烧结制度与镍含量的交互作用,钴含量与球磨时间的交互作用,钴含量,碳含量与球磨时间的交互作用;对相对密度影响程度的大小依次为:钴含量,烧结制度与钴含量的交互作用,烧结制度,镍含量与球磨工艺参数的交互作用。

WC-Co硬质合金烧结过程渗硼机理

用高温X射线衍射装置通过由室温到 130 0℃连续升温过程中XRD分析探讨了WC 2 0Co硬质合金真空烧结过程渗硼的机理。结果表明 ,在真空烧结升温期间 ,WC Co合金压坯表面上预置的供硼剂B4C在 85 0℃以上分解出活性硼原子 ;除在压坯表面形成含硼化合物外 ,还向压坯内钴相中扩散固溶并形成不均匀分布的羽毛状W2 Co2 1 B6 化合物 ,渗硼层厚达 2 2mm ,WC Co硬质合金真空烧结过程有效渗硼的温度范围为 85 0～ 10 0

原料粉末粒径匹配对放电等离子烧结制备的超细WC-Co硬质合金性能的影响

采用亚微米WC粉和纳米Co粉以及亚微米WC粉和微米Co粉的混合粉末作为原料,利用放电等离子烧结(SPS)技术制备超细晶WC-10Co硬质合金．对比研究表明,以两种混合粉末为原料均获得了平均晶粒尺寸尺约为200 nm的超细硬质合金材料.其中,采用微米Co粉制备的材料料的相对密度达到98．O％以上,硬度HRA达到94．5,断裂韧性达到13．50Mpa·m1/2,具有优良的综合性能;而采用纳米Co粉制备的硬质合金的组织均匀性能较差.根据SPS技术的烧结机理,对混合粉末的致密化机制进行了分析.