混晶WC-8Co硬質(zhì)合金的制備及性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)均勻硬質(zhì)合金材料由于其各部分的成分和組織均勻，其硬度和韌性之間存在著矛盾，制約了其應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)大，難以滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展對(duì)硬質(zhì)合金提出的“雙高”（高硬度，高韌性）要求。超細(xì)晶硬質(zhì)合金高硬度、高耐磨性等優(yōu)良性能，而粗晶粒硬質(zhì)合金顯微硬度高、斷裂韌性好等優(yōu)點(diǎn)。為此，本文以不同粒徑WC粉、超細(xì)Co粉作為原料，通過低壓燒結(jié)，制備添加粗晶WC的WC-Co硬質(zhì)合金。系統(tǒng)研究了WC-Co硬質(zhì)合金的微觀形貌、物相組成、維氏硬度、斷裂韌性以及抗彎

2、強(qiáng)度和電化學(xué)腐蝕行為。主要的研究結(jié)果如下:
　　(1)以不同粒度的WC和超細(xì)Co粉為原料，在行星球磨機(jī)上以250 r/min的轉(zhuǎn)速在酒精介質(zhì)中球磨24h，球料比為2∶1，各原料粉末得到了充分的均勻混合，并未發(fā)生其它的化學(xué)反應(yīng)對(duì)原料粉末產(chǎn)生新的雜質(zhì)成分。
　　(2)當(dāng)添加的粗晶WC粒徑為1μm時(shí)，合金的硬度由未添加粗晶WC時(shí)的1930 HV降低至1800 HV，斷裂韌性由12.85 MPa·m1/2提高至15.05 MPa·m

3、1/2，綜合力學(xué)性能達(dá)到最佳平衡。隨著粗晶WC的添加，裂紋在擴(kuò)展過程中出現(xiàn)了明顯的偏轉(zhuǎn)，且穿晶斷裂現(xiàn)象明顯增多，對(duì)裂紋的擴(kuò)展產(chǎn)生一定的阻礙，使硬質(zhì)合金的韌性提高。
　　(3)隨著材料中1μm WC粉末的添加量從0增加到30％，材料的致密性逐漸降低，抗彎強(qiáng)度從1750MPa增加到2100MPa，斷裂韌性KIC從12.41 MPa·m1/2提高到了16.1 MPa·m1/2，而合金的硬度HV30從1920HV下降到1580HV。當(dāng)添加

4、的粗顆粒WC的粉末為10 wt.％時(shí)，材料的綜合力學(xué)性能最好，抗彎強(qiáng)度為1850MPa，硬度是1700HV，斷裂韌性為13.82 MPa·m1/2。
　　(4)研究不同粒徑粗顆粒添加的合金的電化學(xué)腐蝕性能（1＃合金無粗顆粒添加，2＃合金是添加1μm WC的細(xì)晶粒合金，3＃合金是添加2μm WC的細(xì)晶粒合金，4＃合金是添加3μm WC的細(xì)晶粒合金）。電化學(xué)研究結(jié)果表明:在1mol/L的HCl溶液中，2＃合金的腐蝕速率是最大的，而1＃