高強度鐵鎳代鈷硬質(zhì)合金的研發(fā)

1、高強度鐵鎳代鈷硬質(zhì)合金的研發(fā)高強度鐵鎳代鈷硬質(zhì)合金的研發(fā)【摘要】鎢鈷硬質(zhì)合金是常用的硬質(zhì)合金材料。它的優(yōu)異性能被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)但是其鈷稀少和昂貴受到了限制人們一直想用其它的材料代替從而對鈷的同一族元素鐵鎳進(jìn)行了研究。對WCFNI系粉末冶金的工藝和性能研究表明在添加劑的作用下可優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)并在真空及適宜的制備、壓制及燒結(jié)下可獲得致密且有較高抗彎強度的材料如類比YG20C材料其A標(biāo)尺抗彎強度бbb≥2400Mpa硬度HRA≥82的優(yōu)異性能

2、?！娟P(guān)鍵詞】硬質(zhì)合金鐵鎳代鈷添加劑綜述對冷墩冷沖模的研究其主要破壞形式有兩種一種是磨損破壞主要是在不斷反復(fù)的鐓沖下工件與模具的摩擦而造成磨具的磨損尺寸超差所造成的破壞另一種是開裂破壞主要原因是在反復(fù)沖擊下使模具疲勞開裂.。在眾多的情況下開裂是模具的主要破壞形式。強化模具的耐疲勞性能及抗沖擊性能成為使用壽命的主要途徑。對硬質(zhì)合金而言就是在合金的左支線上加大自由程的長度以提高強度同時合金硬度有所下降。合金的硬度是模具有良好耐磨性的保證。高的

3、硬度而使模具脆性加大抗沖擊性就降低導(dǎo)致了模具易開裂低的硬度滿足不了使用要求。既要保持高的硬度值又要滿足合金模具的抗彎強度足夠高在選材上是非常重要的。在合金的選材中高鈷合金YG20或YG20C就成為冷墩冷沖模具的首選材料在工業(yè)中廣泛應(yīng)用而實踐證明YG20及YG20C材料的破壞很少是尺寸磨損的問題而經(jīng)常是第二種形式的破壞—開裂破壞所以要想提高模具的使用壽命就歸結(jié)為提高材料的抗彎強度和抗沖擊性能。高鈷硬質(zhì)合金的抗彎強度及抗沖擊性能比低鈷合金要

4、好的多但也加大了合金的成本。雖然選用高鈷硬質(zhì)合金YG20及YG20C是冷墩冷沖模具材料的首選其綜合性能也比其它合金要好實踐也證明了這一點。應(yīng)用廣泛的YG20和YG20C冷墩冷沖模具其常見的破壞形式仍然是開裂破壞同時由于鈷的價格昂貴其應(yīng)用也受到了限制。如何能研制出一種既經(jīng)濟性能又好的材料來替代鈷是合金行業(yè)所追求的一個目標(biāo)。目前Fe、Ni作為膠結(jié)相也常出現(xiàn)在硬質(zhì)合金材料中但仍不能完全代替鈷。Fe、Co、Ni為同一族元素與WC組成的相圖也十分

5、相似對WC的潤濕性在真空中鈷、鎳一樣潤濕角等于零而鐵較差溶解度也不一樣Ni溶WC為12~20%Co為10~15%而Fe最小其必然影響到燒結(jié)時的重結(jié)晶速度、膠結(jié)相與WC的膠結(jié)強度及晶粒大小從而影響合金強度性能。因而改善潤濕性也將成為提高合金強度的一個有效手段。在Fe中加入一定數(shù)量的Ni可以改善膠結(jié)相對WC的潤濕性同時Fe與Ni形成無限固溶體可使Fe得到強化。實踐表明Fe:Ni=3:1的鐵鎳膠結(jié)相制的合金性能最好。此膠結(jié)的硬質(zhì)合金其組織中易

6、出現(xiàn)η相為了防止η相的出現(xiàn)可在混合料中加入少量的炭黑同時也可強化鐵基組織。為了合金化膠結(jié)相和提高與WC的連接強度加入一定量的Co粉在CoWC和NiWC固溶體的顯微硬度結(jié)果表明鈷相比鎳相強化效果較大且Co與Fe、Ni均可形成無限固溶體使膠結(jié)相潤濕進(jìn)一步改善和強化通過合金這種組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化使合金使用壽命得到大幅度的提高。根據(jù)上述論述及調(diào)研結(jié)果針對冷墩冷沖模常見的破壞形式以FeNiCo為主要粘結(jié)相使合金組織結(jié)構(gòu)改善強化合金性能研制高強度鐵鎳代