混合稀土氧化物与再生WC-Co粉制备YG8硬质合金的研究

以混合稀土和再生WC-Co粉混合制备YG8硬质合金为研究对象,对合金性能和组织进行检测。结果表明:混合稀土的加入对合金样品的密度和硬度无影响,对合金的矫顽磁力、钴磁和抗弯强度产生一定的影响,但并不明显。与原生WC粉末制备的硬质合金相比,再生粉末制备的硬质合金,其钴磁和抗弯强度等性能下降严重,而且组织中出现明显的脱碳现象。

再生WC-Co粉制备硬质合金的研究

本文以再生WC粉混合制备YG8硬质合金为研究对象,对硬质合金性能和组织进行分析。结果发现,与原生WC粉末制备的硬质合金相比,再生粉末制备的硬质合金矫顽力有所提高,而钴磁和抗弯强度等性能下降明显;金相分析发现组织中出现明显的脱碳现象。

再生WC-Co粉与混合稀土制备YG8硬质合金存在的脱碳问题研究

以再生WC粉混合制备YG8为研究对象,通过对合金性能和组织进行检测,结果发现,稀土的添加并没有抑制脱碳现象的生成,相反在一定程度上还加剧了碳的脱除。此外,与原生WC粉末制备的硬质合金相比,再生粉末制备的硬质合金,合金样品组织中出现更为明显的脱碳现象,这主要归因于再生粉末本身晶粒尺寸分布不均,杂质含量偏高等缺点,使粉末在球磨过程中易吸附有害气体,并出现更多的孔隙、空洞等缺陷,为碳的氧化或扩散提供动力。

送粉激光熔覆WC-Co工艺及其气孔研究

报导了用自制的送粉器进行 WC-CO 的激光熔覆工艺及气孔的研究结果。用合适的送粉激光熔覆工艺能获得外表光滑、冶金结合良好、稀释率低的熔覆层。实测了粉末利用率。气孔研究结果表明,在一般条件下 WC-CO 激光熔覆层很难避免气孔,不适于做锋利度要求高和刃部长的刀具。

连续还原碳化法制备纳米WC-Co复合粉研究

传统方法制备超细WC-Co混合料工艺过程复杂,制备的粉末成分及粒度分布不均匀,晶粒较粗,生产成本高.本研究采用连续还原碳化法,以偏钨酸铵、醋酸钴、热解碳源等为原料,在喷雾干燥、连续还原碳化系统中进行实验,对短流程制备工艺进行了探讨.通过喷雾结晶、低温还原碳化制备出纳米级WC-Co复合粉.研究结果表明:在900℃温度下,碳化反应完全,制得的WC-Co复合粉晶粒度小于100 nm.连续还原碳化法制备粉末的工艺流程短,易于实现产业化.

WC-Co复合粉的喷雾造粒及松装密度的影响因素

利用短流程原位反应合成技术制备超细WC-Co复合粉,其平均粒径为300 nm,对此复合粉进行喷雾造粒以制备具有超细结构的热喷涂粉末。采用标准漏斗法测量造粒粉末的松装密度,并利用SEM观察其形貌与结构,结合实验测定结果与理论计算结果研究料浆成分、喷雾干燥温度及初始粉末粒径对造粒粉末松装密度的影响规律。结果表明：料浆固含量最高可达70%（质量分数）,此时造粒粉末松装密度达到2.31 g/cm3;随粘结剂含量的增高,造粒粉末松装密度先增高后降低,最佳含量为2.5%（质量分数）;分散剂最佳含量为1%~2%（质量分数）;干燥温度显著影响造粒粉末形貌结构及松装密度,最佳温度为150℃;喷雾造粒粉末的最高密度实质上取决于初始粉末粒径。

VC,Cr_3C_2对WC-Co纳米粉烧结性能的影响

研究了WC-10Co纳米复合粉的热压烧结,确定合理的烧结温度为1360℃.在纳米WC-10Co复合粉中分别掺杂1.0％VC和1.0％Cr3C2(质量分数),根据烧结体的断裂强度、洛氏硬度等性能和断口形貌,研究了晶粒生长抑制剂VC,Cr3C2对纳米复合WC-10Co粉末烧结性能的影响.结果表明,纳米WC-10Co复合粉掺杂1.0％VC或1.0％Cr3C2,在1 360℃烧结,可以得到晶粒度小于300nm的整体性能较好的超细WC-Co硬质合金,掺杂1.0％VC抑制晶粒生长的效果要好于掺杂1.0％Cr3C2.

超细WC-Co复合粉的原位反应合成及烧结致密化

以微米级蓝钨(WO2.9)、四氧化三钴(Co3O4)和炭黑(C)为原料,采用真空原位还原碳化反应制备超细WC-Co复合粉末,经过真空烧结得到WC-Co合金块体。利用扫描电镜、X射线衍射仪观察和分析复合粉末及合金显微形貌及物相组成,研究原料粉末中配碳量对WC-Co复合粉及合金物相与力学性能的影响。结果表明:所得平均粒径为300 nm的超细WC-Co复合粉末的主相均为WC和Co相,含有少量的η相(Co3W3C);原料粉末中配碳量(质量分数)为16.69%较为合适,此时可获得物相纯净、平均晶粒尺寸470 nm的超细晶WC-Co硬质合金,合金的横向断裂强度为2 464 MPa;原料粉末中配碳量为16.85%时,合金中存在少量的游离碳,横向断裂强度只有1 946 MPa。

WC-Co复合粉末的原位合成及于硬质合金涂层制备中的应用

目的为解决超细/纳米WC-Co热喷涂时易于脱碳等瓶颈问题,制备具有高的硬度、断裂韧性、耐磨性和表面质量等优异综合性能的超细及纳米结构硬质合金涂层,并推广其在工业领域中的应用。方法以原位合成技术批量制备的超细/纳米WC-Co复合粉末为原料,利用团聚造粒技术制备得到具有高球形度和致密性,并保持原有超细/纳米结构的喷涂喂料粉末,利用超音速火焰喷涂工艺制备低脱碳、高致密的超细结构WC基涂层。结果降低喂料粉末孔隙度可有效减少涂层中W2C等脱碳相的含量,在优化工艺下制备的超细结构WC基涂层的硬度达到1450HV0.3以上,韧性相对于常规微米结构涂层提高40%以上,在两种载荷和磨料条件下均表现出更高的耐磨性。结论利用原位反应技术批量合成的超细/纳米WC-Co复合粉制备的硬质合金涂层具有优良的综合性能,可应用于对涂层的硬度、耐磨性、强韧性配合和表面质量有较高要求的工况。

直接碳化原位合成WC-Co复合粉的反应过程

以偏钨酸铵(AMT)、可溶性钴盐、有机碳源为原材料,采用喷雾转化、直接碳化原位合成法,成功制备出WC-Co复合粉末。利用XRD、SEM等分析方法对粉末样品物相组成、微观形貌、粒度分布进行了研究。研究表明,由于Co对W碳化的促进作用,在900℃时,W就被完全碳化为WC,远低于W正常被碳化完全的温度;W的碳化过程主要依靠钨粉颗粒表面与含碳气氛热解后沉积在钨颗粒表面上的碳元素的反应以及碳向钨粉颗粒内部的扩散来实现,属固-固反应;由于生成W2C的自由能比WC的更低,W很快先被碳化为W2C,然后再进一步碳化为WC;W/Co/C碳化反应体系沿WCo3,Co6W6C,W2C-Co,WC-Co步骤进行反应;随着温度的升高,反应体系可不经过前两步,而直接生成W2C-Co,再进一步碳化为WC-Co复合粉。

再生WC-Co复合粉及高耐磨性硬质合金涂层的制备

以WC-6Co废旧硬质合金块体和Co_3O_4粉末为原料,采用氧化-还原碳化法制备再生WC-12Co复合粉,将复合粉经过造粒和热处理制备再生热喷涂喂料,进而采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备再生WC-Co硬质合金涂层,比较再生硬质合金涂层和商业购买热喷涂喂料制备涂层的显微组织、耐磨性及其机制。结果表明:当配碳量为16.70%(质量分数)时,再生复合粉的碳含量适中;制备的再生热喷涂喂料由WC和Co相组成,热喷喂料球形度好,粒径分布均匀,平均粒径为23μm;再生WC-12Co硬质合金涂层的结构致密,WC晶粒尺寸分布均匀。与商业化热喷涂粉制备涂层显微组织和性能相比,再生涂层的磨粒磨损性能明显优于商业喷涂粉制备涂层的,其根本原因是两者的磨损机制不同。

紫钨喷雾干燥-直接碳化法制备纳米WC-Co复合粉

以WC-6%Co为基本成分，计算原料紫钨、醋酸钴、有机碳及超纯炭黑配料量，称量后加入装有适量纯水的可倾斜式滚动球磨机，湿磨混匀12 h，形成复合盐料浆，然后充分搅拌，进行喷雾干燥后制备的前驱体粉末粒度在10～100μm，平均粒度为50μm。将喷雾干燥好的粉末装舟（200 g），推入高温钼丝炉中，通入氢气，还原碳化温度950℃，时间30 min制备的纳米WC-Co复合粉，粉末粒度分布窄，颗粒粒度在5-45μm，平均粒度为23.38μm。SEM、BET结果表明WC晶粒度在300 nm左右，由扫描电镜（SEM）、X光微区分析（EDS）及元素面分布图得到，W、Co、C分布均匀、Co相均匀包覆在WC晶粒周围，不存在成分偏析。 XRD的半高宽窄，晶粒细小；物相纯净，无η相。

共沉淀-直接碳化原位合成WC-Co复合粉的研究

以偏钨酸铵、硝酸钴、氨水、炭黑为原材料,采用共沉淀-直接碳化原位合成法制备了WC-Co复合粉。研究了前驱体的制备过程,考察了还原碳化工艺参数对所得产物物相的影响。利用SEM、XRD分析方法对粉末样品的微观形貌和物相组成进行了表征,并对还原碳化过程进行了探讨。结果表明:采用共沉淀法制备的前驱体粉末为许多小颗粒团聚而成的大颗粒,小颗粒均匀细小,粒径在500 nm左右,前驱体粉末经1 000℃还原碳化可以得到物相纯净的WC-Co复合粉,WC-Co复合粉分散性好,粒度分布均匀。

共沉淀-喷雾干燥法制备超细WC-Co复合粉的研究

以钨酸铵、硝酸钴、碳粉为原材料,采用共沉淀-喷雾干燥法成功制备出超细WC-Co复合粉。利用XRD、激光粒度仪分析方法对粉末的物相和粒径进行了表征,研究了还原碳化温度对粉末平均粒径的影响。结果表明:粉末平均粒径随着还原碳化温度的升高而增大;经共沉淀-喷雾干燥、空气中750℃焙烧2h得到的钨钴氧化物复合粉在1100℃还原碳化2h可以得到主相为WC-Co、平均粒径为0.68μm的超细WC-Co复合粉。

超细WC-Co复合粉热压烧结制备亚微米硬质合金

以原位还原所得超细WC-6%Co复合粉为原料,研究了热压烧结制备硬质合金材料的工艺过程,并分析了材料的物理性能及力学性能。结果表明:将平均粒径约300nm的超细WC-Co复合粉在热压炉中于1 370℃烧结1.5h,可得到平均晶粒度为600nm、相对密度99%且具有良好综合力学性能的亚微米WC-Co硬质合金。

烧结破碎法制备超细晶粒WC-12%Co热喷涂粉末

利用烧结破碎法,以粗颗粒(Fsss粒度为3.56μm)和超细颗粒(Fsss粒度为0.68μm)WC粉、Co粉为主要原料制备了WC-12%Co热喷涂粉末。用X-射线衍射和扫描电子显微镜(SEM)对粉末的形貌和结构进行了研究,讨论了烧结温度、颗粒大小、有机粘结剂、碳粉对粉末特性的影响。实验结果表明:原始粉末颗粒大小影响粉末的烧结状态和相组成;添加有机粘结剂能促进粉末的烧结;添加碳粉(主要以游离态存在),可有效抑制超细WC粉烧结时η(Co3W3C)等有害相的出现;1 250℃是制备超细WC-12%Co热喷涂粉末较好的烧结温度。

烧结破碎法制备超细晶粒WC-17%Co热喷涂粉末

利用烧结破碎法,以超细晶粒WC粉、Co粉为原料制备了WC-17%Co热喷涂粉末。用X-射线衍射和扫描电子显微镜对粉末的形貌和结构进行了研究,讨论了烧结温度、有机粘结剂、碳粉对粉末特性的影响。实验结果表明:将有机粘结剂添加到粉末中后,可有效地阻止超细WC/Co粉烧结时η相(Co3W3C、Co6W6C)的出现;除极少量碳溶于粘结相Co中外,碳主要以游离态形式存在,可抑止粉末热喷涂时WC的分解;制备超细WC-17%Co热喷涂粉末适宜的烧结温度是在1250℃左右。

抑制剂对WC-Co硬质合金涂层性能的影响

利用原位还原碳化反应合成的超细WC-12Co复合粉末作为原料,分别添加1.0wt%晶粒长大抑制剂即VC、Cr3C2和Nb C,经团聚造粒和超音速火焰(HVOF)喷涂制备了超细结构的硬质合金涂层。研究了不同晶粒长大抑制剂对涂层的显微组织结构、物相、硬度、耐磨性能和耐蚀性能的影响。结果表明,与未添加晶粒长大抑制剂涂层相比,添加1.0wt%VC或Cr_3C_2制备的硬质合金涂层中WC颗粒的平均尺寸降低了约49%,涂层硬度明显提高,磨损速率降低了约52%~55%。添加1.0wt%Nb C对制备涂层中WC颗粒尺寸的抑制作用不明显,Co粘结相中由于形成了(W,Nb)C化合物,其耐蚀性获得显著提高,但该化合物脆性大,导致涂层耐磨性不及添加VC和Cr3C2制备的涂层。

超细WC?Co复合粉超音速热喷涂修复煤磨机齿轮轴

利用超音速热喷涂(HVOF)技术,试用自制原位反应合成的WC-Co复合粉来修复大型煤磨机齿轮轴,并对热喷涂层的显微结构、物相组成和力学性能进行了表征。实验表明,超细WC-Co复合粉经超音速热喷涂制备的涂层可与齿轮轴基体结合牢固,显微组织致密,且经高温过程形成脱碳相的含量较低,表面硬度和耐磨性显著提高,能有效修复煤磨机齿轮轴的过量磨损,延长设备服役期,经济效益显著。

原位合成复合粉制备超细WC-Co硬质合金

以偏钨酸铵、可溶钴盐、可溶碳源为原料,经喷雾转化、煅烧、低温还原碳化制备超细晶WC-Co复合粉;采用同样成分配比及工艺,在煅烧后增加短时球磨工艺,制备出另一种超细晶WC-Co复合粉;分别以2种复合粉为原料,用放电等离子直接烧结制备超细WC-Co硬质合金。采用SEM、XRD、钴磁仪、矫顽磁力计、维氏硬度计等对复合粉形貌、合金显微组织与性能进行表征分析。结果表明,未短时球磨的粉末呈现出球形结构,WC颗粒被Co相粘结在一起,可观察到烧结颈并有异常长大晶粒,经过短时球磨工序制备的粉末为分散颗粒,2种粉末中Co相同时以fcc与hcp的结构存在,粉末WC晶粒尺寸约为0.26μm;未短时球磨的粉末制备的合金存在少量孔隙,致密度较低,有异常长大晶粒。短时球磨能有效提高粉末颗粒的分散性,减少烧结体中的显微组织缺陷,制备的合金综合性能得到提高。