WC-Co硬質合金攪拌摩擦焊攪拌頭的研制.pdf

1、WC-Co類硬質合金是目前使用最廣泛的燒結硬質合金之一,然而較低的強度、較差的韌性及極大的加工難度很大程度限制了其發(fā)展,尤其是像攪拌摩擦焊(FSW)攪拌頭這種形狀較復雜的硬質合金制品往往制造成本高昂或使用性能不佳。
　　為制備符合攪拌摩擦焊焊接需求的WC-Co硬質合金攪拌頭,本文從合金成分、真空燒結工藝及加工成型工藝入手,借助洛氏硬度計、顯微硬度計、萬能試驗機、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡等分析測試設備,對不同 Co含量、不同真空

2、燒結工藝、不同粉末成型劑、不同粉末壓制工藝下合金組織與力學性能進行對比分析,并重點探索了免浸蠟增塑的生坯加工工藝。
　　研究結果表明WC-8Co硬質合金經1400°C×1h真空燒結可獲得綜合力學性能較佳的致密硬質合金,適合用于攪拌頭制備;PVA成型劑比PW有更少的真空脫蠟缺陷,對燒結后性能影響較小,適合作為粉末成型劑;合金粉末壓制使用冷等靜壓工藝相比傳統(tǒng)模壓可以有效提高燒結體各項性能指標,其中強度和韌性提升幅度高達30％左右;粉末

3、壓坯經1150°C×1h預燒結得到的生坯可基本滿足車削加工的需求,優(yōu)化車削工藝參數可得較好的加工表面。
　　合金粉末添加 PVA造粒—模壓+冷等靜壓—真空脫蠟并預燒結—車削加工—真空再燒結可得滿足尺寸要求的攪拌頭制品,其相對密度>99%,硬度>93HRA,抗彎強度>900MPa,斷裂韌性>11MPa·m1/2。焊接測試表明與傳統(tǒng)高溫合金攪拌頭相比WC-8Co硬質合金攪拌頭可以適應更高的攪拌頭轉速和焊接速度,提高了焊接效率并減少了攪