微波烧结制备WC-TiC-Co硬质合金的组织和性能研究

以WC粉为基体,Co为粘结相,TiC颗粒为抑制剂,通过球磨、压制成型,微波烧结制备WC-TiC-Co硬质合金。结果表明,在1360℃微波烧结为液相烧结,Co与WC会发生反应生成η相(Co3W3C)。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、硬度和抗弯强度均先升高后下降,硬度在0.5%TiC时达到最高值,相对密度和抗弯强度在1.0%TiC时达到最高值。

微波氮化烧结制备功能梯度WC-TiC-Co硬质合金及摩擦磨损性能研究

采用微波加热氮化烧结技术制备了功能梯度WC-15%TiC-6%Co硬质合金（MW-FGM-YT15）。通过扫描电镜、X射线衍射仪对试样的显微组织、相组成进行了观察,在往复式摩擦磨损试验机上,研究了在干摩擦条件下功能梯度硬质合金与合金钢GCr15对摩时的摩擦学性能,考察了摩擦速度和载荷对其摩擦磨损性能的影响。结果表明：采用微波氮化烧结处理,可快速制备功能梯度硬质合金,表面形成厚度12～19μm的层。在试验的载荷和转速范围内,随转速或载荷的增加,MW-FGM-YT15试样与YT15试样的摩擦系数均降低,但MW-FGM-YT15试样的摩擦系数低于YT15试样的摩擦系数。当F=100 N,v=800 r/min时,MW-FGM-YT15的摩擦系数μ约为0.235。

碳含量对WC-TiC-Co合金组织与性能的影响

先将由W、Co、C和TiC组成的混合粉末碳化,得到以η相为主相的粉末,补充碳黑后进行第二步碳化制备不同碳含量的WC-TiC-Co复合粉末,随后真空烧结成块体合金材料,研究碳含量w(C)对合金物相组成、WC晶粒尺寸与(Ti,W)C固溶体形貌以及合金力学性能的影响。结果表明,w(C)对WC-TiC-Co合金的物相组成和晶粒尺寸具有显著影响。缺碳时,合金中残留不规则形状的η相,并与WC相形成充分冶金结合,Co相分布在WC和(Ti,W)C相的界面处;适度富碳时,WC晶粒形状相对规则,WC和(Ti,W)C相尺寸增大,(Ti,W)C相与黏结相中的W含量增加。具有合适w(C)的WC-TiC-Co合金,硬度(HRA)为91.7,横向断裂强度为1678 MPa,断裂韧性为10.2 MPa·m1/2。

冷等静压成形及烧结温度对超细WC-TiC-Co硬质合金性能的影响

采用高能球磨法制备了平均粒度约为550nm的WC-5TiC-10Co超细粉体。研究了冷等静压成形及烧结温度对合金试样性能的影响。结果表明:超细粉体在280MPa、保压2m in的冷等静压条件下,压坯密度达到8.13g/cm3且趋于恒定。相同烧结温度下,冷等静压试样的性能优于普通压制试样;随着烧结温度的升高,合金试样的密度提高,硬度和抗弯强度先升高后降低;最佳烧结温度在1450℃左右,试样的密度达到12.08g/cm3,洛氏硬度(HRA)值高达93.6,抗弯强度达到1224MPa。

硬质合金WC-TiC-Co的研制和机理初探

本文介绍了在45钢表面利用大功率CO_2激光束制取硬质合金WC-TiC-Co的方法,并对合金层的显微组织和性能进行了观察和测试,对形成硬质合金的机理作了初步讨论,结果表明;采用这种方法对提高金属材料表面性能是成功的。

激光熔覆多元复合硬质合金覆层中颗粒相的行为特征

通过对Co基WC－TiC－TaC多元复合硬质合金覆层中颗粒相的行为特征的研究表明，从激光熔覆层底部到顶部TiC颗粒呈梯度递增分布，并伴有一定的聚集长大现象；而WC，TaC出现碎化（熔化烧损）现象，且熔化烧损程度大干TiC．熔覆层中明显出现以TiC为黑色芯部，以（W，Ti，Ta）C复式碳化物为外围的包覆结构，且在熔覆层顶部最表层及熔覆层与基体结合区分别出现了在液相凝固过程中产生的含有W，Ti，Ta的“鱼骨状”

烧结温度对WC-TiC-TaC-Co硬质合金性能的影响

采用不同温度下的低压烧结工艺制备WC-TiC-TaC-Co硬质合金。结合金相显微镜、XRD及SEM等分析测试手段,研究了烧结温度对合金的微观组织和性能的影响。结果表明,低压烧结工艺下形成了WC+(WC-TiC-TaC)+γ三相合金;合金在1475℃下获得最优的综合性能,其密度、维氏硬度、抗弯强度及断裂韧性分别为:12.94g/cm3、1843HV30、1707MPa、9.18MPa·m1/2。

国内外新型复合硬质合金材料的发展动态

介绍了WC-Co/TiC-Al2O3、WC-Co/金刚石、WC-Co/SiC涂层等几种硬质合金复合材料的成分与工艺、性能和应用效果。结果表明,在特殊工况条件下使用此类复合材料,耐磨性和韧性明显提高。

两种WC-TiC-TaC-Co硬质合金刀片失效原因的分析比较

A45和C5两种WC-TiC-TaC-Co硬质合金刀片在相同的使用过程中发生了不同程度的失效,通过对其化学成分、显微组织和硬度等性能的分析与比较,找到了C5刀片比A45刀片使用寿命短的原因。结果表明:三元硬质合金中加入过多TaC并不能起到抑制α相晶粒长大和提高综合性能的作用,反而可能导致材料脆性增加,从而引起C5刀片早期失效。

TiC质量分数对激光熔覆WC/Co复合涂层显微组织及性能的影响

利用激光熔覆技术,在H13基体上熔覆WC-TiC/Co复合涂层,采用SEM和EDS的等分析手段,分析了熔覆层截面微观组织.结果表明:TiC的加入,有效地改善了WC/Co复合涂层因熔覆粉末熔化不充分而导致熔覆层不连续的缺陷.熔覆层中强化粒子的质量分数随TiC的加入量而改变,当w(TiC)=10%时,熔覆层中有少量的硬质颗粒加入,强化作用不明显;当w(TiC)=20%时,熔覆层中增强颗粒数量增多,且硬质相从表层到结合区均匀分布,起到很好的强化作用;当w(TiC)=30%时,分散性差,熔覆颗粒团聚.熔覆层显微硬度值明显高于基体.

烧结直接淬火对WC－TiC－Co合金WC相微观结构及力学性能的影响

本文以ＴＥＭ和ＸＲＤ为主要手段，研究ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏ硬质合金（ＹＴ１４）在直接淬火后ＷＣ相的微观结构和微观应力，比较了常规烧结态与淬火态试样ＷＣ相之间的差异，探讨了直接淬火对合金力学性能的影响。结果表明，在保持合金其他性能不降低的同时，直接淬火的抗弯强度比常规烧结提高２８％左右。并首次发现，经直接淬火热处理的ＹＴＩ４合会中与Ｃｏ相相邻的ＷＣ晶粒边界出现滑移台阶，这是淬火过程中热应力使ＷＣ晶粒内位错在｛０００１｝密排面聚集，并可能沿｛０００１｝＜１１２０＞易滑移系统强滑移的结果。直接淬火试样的微观应力比重新加热淬火的低。

TiC/TaC添加剂对WC-Co硬质合金性能改进研究

为改善煤矿开采工程中常用截齿因齿头受损而易失效的现状,研究了添加剂TiC、TaC对WC-Co硬质合金齿头相关性能的影响。研究结果显示,处理后的齿头结构硬度(HRA)能够达到87,远高于国家对采煤机截齿标准中的65。由于截齿表面生成大量碳化物,表面相对内部断裂韧性较低,平均断裂韧性大致为15.50 MPa·m^(1/2),内部因大量非碳化物的存在,断裂韧性有所提高,平均为16.31 MPa·m^(1/2)。

烧结温度对WC－TiC－Co两相合金的影响

对不同温度烧结的ＷＣ－ＴｉＣ－Ｃｏ两相合金的组织结构进行了全面的观察和分析，并对不同温度烧结的刀片进行了切削试验。结果表明：由饱和的ＴｉＣ－ＷＣ（质量比为３０：７０）固溶体与Ｃｏ粉制成的两相合金，在各种烧结温度下都会出现游离的ＷＣ相，且其相对量随着烧结温度的升高而减少；合金中碳化物的晶粒尺寸随着烧结温度的升高而增大；当烧结温度为１４８０℃时，合金的切削寿命具有最大值。

N离子注入能量对TiC涂层的微观结构和耐磨性能的影响

为提高WC-Co合金YG8表面的摩擦磨损性能,在其表面制备TiC涂层后,再通过N离子注入进行表面修饰,在一定的N离子注入剂量下,研究不同注入能量(20~50 kV)的N离子对WC-Co合金表面TiC涂层的微观结构和耐磨性能的影响。结果发现:N离子注入不仅可以有效提高TiC涂层与硬质合金基底的结合强度,而且可以降低其表面摩擦系数;XRD结果显示注入后有新相TiO_(2)生成,非晶碳和氧化物对涂层表面摩擦磨损性能的提高起积极作用;随N离子注入能量的增加涂层的膜/基结合力逐渐增大,其表面摩擦系数逐渐降低,但涂层的磨损截面面积先减小后增大,说明其耐磨损性能在提高且在注入能量为40 kV时最为显著。分析认为,TiC涂层摩擦磨损性能的提升不仅与TiC晶相的非晶化和新相的生成有关,而且与离子注入本身机制有关。

Co+Ni,TiC+TaC对WC-Co基硬质合金硬度的影响

同时具有高硬度与高韧性特性的硬质合金成为近年来该领域的研究热点。对3种类型截齿制备的7个试件,采用X射线能谱仪和洛氏硬度计分别对其元素含量分布及硬度进行了检测分析。结果表明:所有的试样都是WC-Co基硬质合金;(Co+Ni)可以提高硬质合金的韧性,同时也会降低其硬度;添加剂TaC、TiC可以提高硬质合金的硬度,TaC、TiC对合金硬度的增强作用明显超过Co、Ni的削弱作用。

YG8硬质合金表面激光熔覆WC/TiC/Co涂层的组织及性能

通过激光熔覆方法在YG8硬质合金表面制备WC/TiC/Co涂层,借助扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)观察组织结构并分析其物相组成,并对其显微组织、硬度分布和摩擦磨损性能进行了观察和测量。结果显示:涂层表面平整,与基体结合紧密,截面形貌良好没有明显缺陷。表层和两侧存在未熔的WC颗粒,熔覆层中WC颗粒消失,新产生的组织分布均匀。受激光影响,热影响区中的WC晶粒发生重结晶和再结晶。熔覆层主要物相为WC、W_(2)C、(Ti,W)C_(1-x)、M_(6)C(Co_(4)W_(2)C、Co_(3)W_(3)C)等,这些硬质相和碳化物的生成及弥散分布提高了熔覆层性能。通过测量,熔覆层硬度分布在1700~1800 HV0.5,最高为1783 HV0.5,高于YG8硬质合金,而热影响区和基体的硬度则稍有下降;耐磨性也有大幅提高,熔覆层体积磨损量比YG8合金减少90.67%,平均摩擦因数为0.293,主要磨损形式为磨粒磨损。