新型粘結(jié)相板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的制備.pdf

1、板狀WC晶粒硬質(zhì)合金具備比普通硬質(zhì)合金更高的硬度和韌性，而新型粘結(jié)相硬質(zhì)合金具備比普通硬質(zhì)合金更低的成本。因此，新型粘結(jié)相板狀WC晶粒硬質(zhì)合金作為傳統(tǒng)硬質(zhì)合金的替代材料，有著極其廣闊的應(yīng)用前景。本文采用真空燒結(jié)方法制備了板狀 WC晶粒硬質(zhì)合金，通過改善粘結(jié)相成分的方式改善了板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的力學(xué)性能，并探索了機(jī)械合金化制備WC粉體的方式對板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的影響。采用X射線衍射儀、掃描電鏡、能譜儀、熱分析儀等研究了新型粘結(jié)相板狀W

2、C晶粒硬質(zhì)合金成分、制備工藝、顯微組織、力學(xué)性能之間的關(guān)系。
　　首先研究了板狀WC晶粒硬質(zhì)合金在燒結(jié)過程中的相變與顯微組織的轉(zhuǎn)變，研究了燒結(jié)工藝對材料的影響規(guī)律，結(jié)果表明：在真空燒結(jié)過程中隨著真空燒結(jié)溫度的增大及保溫時(shí)間的延長，硬質(zhì)相顆粒均不斷長大，顆粒長厚比呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢；隨著升溫速率的下降，顆粒長厚比逐漸提高。當(dāng)燒結(jié)溫度為1400℃、保溫時(shí)間為60min、升溫速率為2℃/min時(shí)，其綜合力學(xué)性能最優(yōu)，硬度、抗彎強(qiáng)度、

3、斷裂韌性分別為：91.3HRA、2676MPa、31.4MPa·m1/2。
　　研究了粘結(jié)相成分中的Ni與Co的相對比例、Fe含量及Cr含量對材料的影響規(guī)律，結(jié)果表明：當(dāng)Ni/Co比為3/7及5/5時(shí)，硬質(zhì)合金硬質(zhì)相顆粒尺寸較小，長厚比較大，力學(xué)性能較好；當(dāng)Ni/Co比增大到7/3及10/0時(shí)，硬質(zhì)相顆粒粗化長厚比降低，力學(xué)性能下降。當(dāng)Ni/Co比為5/5時(shí)，硬質(zhì)合金的綜合力學(xué)性能最優(yōu)，其抗彎強(qiáng)度、硬度和斷裂韌性分別為：2448M

4、Pa、90.0HRA、21.2 MPa·m1/2。隨著粘結(jié)相中Fe含量的增加，硬質(zhì)相顆粒尺寸持續(xù)增大，顆粒長厚比在Fe/(Fe+Ni+Co)比小于0.2時(shí)較大，當(dāng)Fe/(Fe+Ni+Co)比達(dá)到0.5時(shí)明顯降低。其硬度、抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性均呈現(xiàn)先增大后減少的趨勢，當(dāng) Fe/(Fe+Ni+Co)比為0.05時(shí)綜合力學(xué)性能最優(yōu)，其硬度、抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性分別為90.6HRA、2497MPa、26.7MPa·m1/2。當(dāng)Cr/(Cr+Ni+C

5、o)比為0.05時(shí)，其力學(xué)性能與不加Cr的硬質(zhì)合金最終燒結(jié)體變化不大，而當(dāng)Cr/(Cr+Ni+Co)比達(dá)到0.1時(shí)，對力學(xué)性能造成了明顯的損害。
　　最后研究了W-C體系機(jī)械合金化過程及球磨過程中的球磨時(shí)間對混合粉末的影響。當(dāng)球磨時(shí)間為96h時(shí)，成功的實(shí)現(xiàn)了WC的合成。其中在球磨的中期(12h~24h)及后期(48h~96h)的顆粒尺寸明顯下降。研究了以機(jī)械合金化方式制備 WC粉體經(jīng)模壓成型與燒結(jié)對材料的影響規(guī)律，結(jié)果表明：其硬質(zhì)