稀土改性Co包覆WC粉末制備及SPS燒結(jié)研究.pdf

1、本文首次將工業(yè)中鈷粉的制備方法用于WC-Co復(fù)合粉末的制備，把制造硬質(zhì)合金過程中鈷粉的制備和粉末的混合兩步簡(jiǎn)化成一步，同時(shí)用聯(lián)氨催化分解在WC-Co粉中沉積稀土。采用有限元模擬確定燒結(jié)溫度，對(duì)這種方法制備的粉末與機(jī)械混合的粉末進(jìn)行了放電等離子體燒結(jié)，最后對(duì)燒結(jié)試樣進(jìn)行了分析測(cè)試。
　　試驗(yàn)了復(fù)合粉末制備的化學(xué)鍍和簡(jiǎn)化的化學(xué)包覆方法，用一種成熟的納米鈷粉制備技術(shù)在WC顆粒表面包覆金屬Co，相對(duì)于化學(xué)鍍，簡(jiǎn)化方法不需要加入大量的絡(luò)合劑

2、，并且工藝簡(jiǎn)單，可以大大提高生產(chǎn)效率，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。試驗(yàn)了稀土添加的聯(lián)氨分解法和尿素分解法，用聯(lián)氨催化分解在WC-Co粉中沉積稀土，稀土的分布更加均勻，相對(duì)尿素分解形成堿性環(huán)境，本法可以防止金屬Co在溶液中的腐蝕，得到的粉末純度更高。對(duì)醇水體系的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)果表明WC表面具有催化活性，這使得均勻包覆成為可能；乙醇可以抑制鈷離子與水分子結(jié)合，從而使反應(yīng)容易發(fā)生；N2H4在還原鈷離子時(shí)，除了作還原劑，還能和這些金屬

3、離子有一定程度的配合，這可以防止沉淀的產(chǎn)生，有利于它和金屬離子之間的電子流動(dòng)。
　　熱電耦合有限元模擬結(jié)果表明，試樣中心的溫度稍高于試樣邊緣，試樣厚度方向溫度梯度相對(duì)較小。并且還發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)系統(tǒng)中溫度最高點(diǎn)大部分時(shí)間都在壓頭內(nèi)接近燒結(jié)粉末的區(qū)域。對(duì)于WC-10Co復(fù)合粉末，整個(gè)試樣各個(gè)部分的溫度差不超過50℃。
　　分析測(cè)試結(jié)果表明在 WC顆粒表面包覆金屬Co相對(duì)于機(jī)械混合方法，可以同時(shí)提高硬質(zhì)合金的硬度和韌性，稀土改性劑能夠