SPS预烧结制备超细晶梯度硬质合金

首先采用SPS预烧结和真空预烧结制备超细晶硬质合金,再经过梯度烧结使超细晶硬质合金表面形成梯度层,研究了不同预烧结方式对合金组织的影响,分析了预烧结后合金微观组织对超细晶硬质合金的梯度形成及晶粒生长的影响.结果表明,预烧结后合金的微观组织对梯度烧结后的梯度形成和晶粒生长有较大影响,经过SPS预烧结后的硬质合金进行梯度烧结后,可以获得梯度层厚度为 53μm,平均WC晶粒尺寸为0.3μm的超细晶梯度硬质合金.     

梯度硬质合金表面的氮势控制

综述表面富立方相梯度硬质合金的制备工艺及影响因素,重点讨论合金成分、处理温度和氮气压力对合金表面氮势和微观结构的影响.实验表明,提高Ti含量和增加氮气压力,有利于表面梯度层形成;处理温度应根据合金成分来具体确定.     

梯度硬质合金表面的氮势控制

综述表面富立方相梯度硬质合金的制备工艺及影响因素,重点讨论合金成分、处理温度和氮气压力对合金表面氮势和微观结构的影响.实验表明,提高Ti含量和增加氮气压力,有利于表面梯度层形成;处理温度应根据合金成分来具体确定.     

热处理YT14硬质合金微观结构与性能的关系

用XRD分析了YT14硬质合金在常规烧结态和不同淬火温度的热处理态下粘结相的相组成以及WC相和(Ti,W)C固溶体相的微观应力,用EDX技术测定了Co粘结相成份,用TEM大量观察了合金的显微结构。结果表明,淬火处理使W、Ti原于在粘结相中的平均浓度增加,从而改善了粘结相的相组成;部分结晶较完整又有较大尺寸的WC晶粒边缘出现滑移台阶,降低了WC晶粒间的邻接度,减少了粘结相的平均自由程;回火处理降低了WC相和(Ti,W)C相的微观应力,使合金的性能进一步提高。     

烧结工艺对脱β层梯度硬质合金梯度结构的影响

使用一步烧结法制备了表面含脱β层的梯度结构硬质合金,采用扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针微区分析仪观察了梯度硬质合金的微观形貌、相组成及成分分布情况,分析了脱β层梯度结构合金样品的典型组织及烧结工艺对脱β层梯度硬质合金梯度结构的影响.结果显示:随着烧结温度的提高和保温时间的延长,脱β层的厚度均明显增加,且脱β层的厚度与保温时间的平方根基本呈线性关系;在同样的烧结工艺条件下,脱β层的厚度随着钴含量的增加而增大,随Ti(C,N)含量的增加而减小.     

高能球磨-热压烧结制备定向排布板状WC硬质合金

采用高能球磨辅助特殊的热压烧结工艺制取定向排布板状WC硬质合金,研究了烧结温度和球磨时间对板状WC晶粒形成及其定向排布的影响.研究结果表明:烧结温度越高,越有利于晶粒粗化,形成大块板状WC晶粒;高能球磨中引入的缺陷是促进WC晶粒长径比提高的主要原因;WC晶粒的均匀性、粒径和长径比是影响其定向排布的主要因素.制备定向排布板状WC硬质合金是同时提高硬质合金硬度和韧性的有效方法.     

超细晶粒WC—Co硬质合金的收缩与晶粒长大

采用复合烧结工艺（真空烧结＋热等静压烧结）制备超细晶粒ＷＣ－Ｃｏ硬质合金，研究了烧结过程中的超细合金的收缩及晶粒长大行为。结果表明，在常规的固相烧结阶段，局部微区内的液相烧结使超细晶粒ＷＣ－Ｃｏ硬质合金的收缩及晶粒长大行为不同于普通晶粒硬质合金。在此阶段，ＷＣ晶粒出现较严重的早期晶粒长大现象，导致合金的收缩占总体收缩量的９０％以上。     

低周冲击加载评价硬质合金韧性的研究

通过低周冲击试验方法研究了几种不同WC晶粒度及Co相含量的硬质合金冲击疲劳性能并对其韧性和增韧效果进行了初步评估.试验结果表明:当WC晶粒度一定时,硬质合金的低周冲击疲劳性能随Co含量增加而提高;而对于相同Co含量的硬质合金,6.5μm晶粒度合金耐冲击疲劳性要强于1.8μm晶粒度合金.与常规韧性指标相比,低周冲击疲劳性能更有效地反映了硬质合金韧性及增韧作用.     

碳化钨钢结硬质合金GJW50的微观组织分析

本文研究了碳化钨钢结硬质合金GJW50的微观组织。在电镜下观察到硬质相WC晶粒边界的溶解迹相和晶粒内的位错以及不同热处理状态钢基体的组织形态;通过x-射线物相分析结果表明,退火态合金的主要相是WC、α-Fe、M_3C和M_6C型复合碳化物;淬火高温回火态的主要相是WC、α-Fe和M_6C型复合碳化物;用扫描电镜和电子探针微区相成份分析结果证明,硬质相WC晶粒有局部溶解于钢基体,并发现GJW50合金组织中存在有“贫铁”和“富铁”两种类型的硬质相。     

WC晶粒度不同的双层硬质合金中的梯度结构

以晶粒度不同的2种WC粉末为原料,制备双层硬质合金试样.研究结果表明:在试样的层界面附近,出现过渡显微组织,其WC晶粒度、硬度呈现梯度分布,细晶层一侧的WC晶粒粗化,Co相平均自由程增大,硬度下降;粗晶层一侧的硬度上升;合金两侧的WC颗粒均处于非平衡状态.液相烧结时,界面两侧都有从外界吸入液态钴相以便使WC颗粒达到平衡状态的趋势,由于溶解-析出机制的作用,细晶侧的WC颗粒溶解后通过界面在粗晶侧的WC颗粒上析出,从而使粗晶侧的WC长大并达到平衡状态;与粗晶侧的WC相比,细晶侧的WC颗粒处于更加不稳定的状态,因此,粗晶侧的液态钴相流向细晶侧,使细晶侧的WC骨架发生重组而达到稳定状态.     

基体的梯度结构对涂层硬质合金性能的影响

通过控制烧结气氛制备了均质和梯度结构的硬质合金基体，并用化学气相沉积制成涂层硬质合金及切削刀片。采用光学显微镜和扫描电镜观察，通过显微硬度抗弯测试和切削试验对均质基体和梯度基体的涂层硬质合金的组织特征与性能进行对比研究。研究结果表明，梯度结构的硬质合金基体可以提高涂层硬质合金的抗弯强度；相对于均质基体的涂层硬质合金刀片，梯度基体的涂层硬质合金刀片在保持耐磨性能的同时能显著提高抗冲击性能。基体涂层合金的组织结构及断口特征显示，梯度基体表层韧性区可阻碍裂纹的扩展。     

Effect of nitrogen introduction methods on the microstructure and properties of gradient cemented carbides

Gradient cemented carbides with the surface depleted in cubic phases were prepared following normal powder metallurgical procedures. Gradient zone formation and the influence of nitrogen introduction methods on the microstructure and performance of the alloys were investigated. The results show that the simple one-step vacuum sintering technique is doable for producing gradient cemented carbides. Gradient structure formation is attributed to the gradient in nitrogen activity during sintering, but is independent from nitrogen introduced methods. A uniform carbon distribution is found throughout the materials. Moreover, the transverse rupture strength of the cemented carbides can be increased by a gradient layer. Different nitrogen carriers give the alloys distinguishing microstructure and mechanical properties, and a gradient alloy with ultrafine-TiC_0.5N_0.5 is found optimal.     

功能梯度金属陶瓷刀具磨损机理研究

利用真空烧结工艺和表面氮化处理工艺,制备了功能梯度Ti(C,N)基金属陶瓷可转位刀片.与通用硬质合金刀具进行了正火态45#钢的对比切削试验,并利用SEM、EPMA对自制刀片的磨损机理进行了分析.结果表明:与TN20、YT15相比,自制刀具皆表现表现出较优的切削性能和较高的耐磨性.表面氮化处理后刀具的表面硬度提高,大幅度的提高了刀具的抗热冲击性能和耐磨性能.功能梯度金属陶瓷刀片的磨损机理为粘附磨损.     

Growth kinetics of cubic carbide free layers in graded cemented carbides

In order to reveal the formation mechanism of cubic carbide free layers (CCFL), graded cemented carbides with CCFL in the surface zone were fabricated by a one-step sintering procedure in vacuum, and the analysis on microstructure and element distribution were performed by scanning electron microscopy (SEM) and electron probe micro-analyzer (EPMA), respectively. A new physical model and kinetic equation were established based on experimental results. Being different from previous models, this model suggests that nitrogen diffusion outward is only considered as an induction factor, and the diffusion of titanium through liquid phase plays a dominative role. The driving force of diffusion is expressed as the differential value between nitrogen partial pressure and nitrogen equilibrium pressure essentially. Simulation results by the kinetic equation are in good agreement with experimental values, and the effect of process parameters on the growth kinetics of CCFL can also be explained reasonably by the current model.     

功能梯度金属陶瓷刀具切削铸铁的磨损失效研究

利用真空烧结工艺和表面氮化处理工艺,制备了纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷可转位刀片和Ti(C,N)基金属陶瓷功能梯度可转位刀片,与通用硬质合金刀具进行了铸铁的对比切削试验.并利用SEM、EPMA对自制刀片的磨损失效机理进行了分析.结果表明:氮化处理后刀片的耐磨性提高,与TN20的切削性能相似.功能梯度金属陶瓷刀片的磨损失效机理为冲击磨损、扩散和粘附磨损.