粗晶WC-Co硬質(zhì)合金的制備工藝研究.pdf

1、在Co含量相同的條件下,與傳統(tǒng)的中、細(xì)晶粒硬質(zhì)合金相比,粗晶粒硬質(zhì)合金具有極高的熱導(dǎo)率,較好的抗熱疲勞與抗熱沖擊性能,主要用于極端工況條件下軟巖連續(xù)挖掘用礦用工具、沖壓模、冷鐓模、軋輥等,具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。而目前WC晶粒度≥4.5 um的硬質(zhì)合金屬國內(nèi)空白。本文的研究目的是探索晶粒度≥4.5 um的高性能粗晶WC-Co硬質(zhì)合金的制備工藝。
　　 本研究分三部分,首先通過原料與制各工藝參數(shù)對(duì)合金中WC晶粒度的影響規(guī)律,探討了

2、傳統(tǒng)濕磨工藝制備WC-Co硬質(zhì)合金中WC晶粒度的最粗極限;隨后通過干混合工藝研究,探討了WC-Co硬質(zhì)合金中WC晶粒度的提高途徑;在上述研究基礎(chǔ)上,開發(fā)了化學(xué)包裹粉工藝制備晶粒度≥4.5μm WC-Co硬質(zhì)合金的新技術(shù)。采用掃描電鏡觀察粉末與合金中WC晶粒的形貌,采用X射線衍射儀分析粉末的物相組成,采用金相顯微鏡觀察合金的組織結(jié)構(gòu)。本研究得到以下
　　 結(jié)論:
　　 (1)傳統(tǒng)濕磨工藝雖然保證了WC與Co兩相的均勻混合,

3、但因WC屬脆性材料,濕磨過程中WC二次顆粒與一次顆粒容易破碎,采用費(fèi)氏粒度(FSSS)高達(dá)28.3μm的WC原料,即使?jié)衲r(shí)間縮短至24h也難以制備出晶粒度≥4.5μm的粗晶WC-Co硬質(zhì)合金。
　　 (2)與傳統(tǒng)濕磨工藝相比,干混合工藝不會(huì)對(duì)WC粉末產(chǎn)生破碎作用。以FSSS為6.26μm的低團(tuán)聚WC粉為原料,采用干混合工藝制備出了晶粒度≥5μm的粗晶WC-Co硬質(zhì)合金;但干混合制備的混合料中WC顆粒粗大、形狀不規(guī)則、存在大量硬

4、團(tuán)聚體,壓坯中易產(chǎn)生大孔洞與未壓好等缺陷,這類缺陷難以通過液相燒結(jié)得到有效消除,嚴(yán)重影響了合金的力學(xué)性能。
　　 (3)采用化學(xué)包裹粉工藝制備粗晶WC-Co硬質(zhì)合金,不但克服了傳統(tǒng)濕磨工藝制備混合料過程中WC粒度顯著減小的問題,而且改善了WC、Co兩相分布的均勻程度,改變了WC與Co的結(jié)合方式—Co呈現(xiàn)多孔泡沫狀納米組裝結(jié)構(gòu)形式包裹在WC粉末表面。以FSSS為6.26 um經(jīng)過特殊預(yù)處理的WC粉為原料,采用化學(xué)包裹粉工藝成功地制