ZrO_2(3Y)及CeO_2对细晶WC-6%Co硬质合金组织和性能的影响

采用费氏粒度分别为2.5μm和1.0μm的WC粉和Co粉为原料粉末,以ZrO_2(3Y)、CeO_2为添加剂,制备WC-6%Co硬质合金试样,研究了不同添加剂对WC-6%Co硬质合金组织和性能的影响。结果表明,ZrO_2(3Y)呈球形弥散分布于粘结相中,提高了硬质合金的抗弯强度,但对WC晶粒度无明显影响;CeO_2能细化WC晶粒,减小硬质合金的孔隙,使硬质合金组织分布均匀,抗弯强度提高。     

烧结工艺对粗晶硬质合金微观组织及性能的影响

以粗颗粒WC为原料,分别经真空烧结和低压烧结制备成WC-12%Co粗晶硬质合金;通过扫描电镜、光学金相显微镜以及显微硬度、矫顽磁力和抗弯强度测试,研究不同烧结工艺制备粗晶硬质合金的显微组织和性能。结果表明:与真空烧结相比,低压烧结可提高粗晶硬质合金的综合性能;随着炉内惰性气体压力从2 MPa增大到5 MPa,合金密度、矫顽磁力、硬度、抗弯强度和冲击韧性的变化均不明显。     

硬质合金添加陶瓷颗粒3Y-PSZ的实验研究

为研究3Y—PSZ颗粒在外力作用下t→m相变增韧增强金属陶瓷材料的可行性，采用热等静压真空烧结工艺制备不同含量3Y—PSZ的WC-20％Co硬质合金。试验结果表明：3Y—PSZ在WC-20％Co基体中呈球形，均匀分布在Co相和WC相中，添加了3Y—PSZ的WC-20％Co的硬质合金抗弯强度和冲击韧性明显提高，耐磨性能有明显改善。     

晶粒长大抑制剂对WC-8％Co超细硬质合金性能的影响

系统研究了晶粒长大抑制剂VC和Cr3C2于单独添加或复合添加时,对WC-8%Co超细硬质合金金相组织和力学性能的影响.研究表明,WC-8%Co超细硬质合金的硬度随着晶粒长大抑制剂加入量的增加而升高,而抗弯强度和断裂韧性的最大值则存在对应的抑制剂成分点.复合添加抑制剂VC和Cr3C2后,所得成分为WC-8%Co-0.2%VC-0.6%Cr3C2合金的综合性能较好,硬度HRA为92.9,抗弯强度可达4 370 Mpa,断裂韧性KIC为9.1 MN·m-3/2.     

四元复合碳化物的添加方式对WC-Co硬质合金显微组织和机械性能的影响

通过一步还原法分别合成(W,Ti)C、(Ta,Nb)C、(W,Ti,Ta)C、(W,Ti,Ta,Nb)C固溶体,并以单一碳化物和固溶体的方式将Ti、Ta、Nb添加到WC-7%Co硬质合金中,考察碳化物添加方式对WC-7%Co硬质合金显微组织和机械性能的影响。结果表明,以(W,Ti,Ta,Nb)C固溶体的方式加入可提高WC-7%Co硬质合金的机械性能,其抗弯强度、维氏硬度、断裂韧性分别达到2 289.9 MPa、1 680 HV、9.67 MPa·m~(1/2)。     

Y_2O_3对硬质合金晶粒尺寸和摩擦磨损性能的影响

研究了稀土Y2O3对WC-10Co硬质合金晶粒尺寸、矫顽力的影响,对比了Y2O3含量0.10%(质量分数,下同)和0.30%硬质合金的摩擦磨损性能。结果表明:微量Y2O3能细化WC晶粒,有效改善合金的硬度,影响硬质合金的磁性能。低于0.15%时,WC-10Co合金晶粒尺寸随着Y2O3增加而明显细化,硬度显著增加;Y2O3含量达到0.2%以上,WC-10Co合金的晶粒尺寸基本稳定,硬度也变化不大。在相同条件下,细晶粒0.30%Y2O3的WC-10Co硬质合金比0.10%Y2O3的WC-10Co硬质合金的摩擦因数稍高,但磨损体积损失低于0.10%Y2O3合金。     

Y_2O_3对再生WC-8Co硬质合金性能的影响

以锌熔法回收的WC-Co复合粉末为原料,采用粉末冶金生产工艺制备了再生WC-8Co硬质合金及添加0.4%Y2O3的再生WC-8Co-RE硬质合金,并对其密度、硬度、抗弯强度及断口形貌等进行了检测和分析。结果表明,与再生WC-8Co硬质合金相比,再生WC-8Co-RE硬质合金的抗弯强度明显提高,达到2620 MPa。     

不同粘结相WC基硬质合金微观结构与性能

以碳质量分数为理论含碳量的WC为硬质相，在1450℃下通过气压烧结制备WC-20Fe,WC-20Ni和WC-20Co硬质合金，通过X射线衍射、扫描电子显微镜、电子探针和力学性能测试研究了不同金属粘结相对烧结硬质合金微观结构和力学性能的影响。结果表明：WC-20Fe合金出现η脱碳相(Fe₃W₃C),W在粘结相Fe中的溶解度仅有1.915%(质量分数)，WC晶粒尺寸最小。WC-20Ni合金渗碳出现石墨相(C),W在粘结相Ni中的溶解度达到10.753%(质量分数)，WC晶粒尺寸最大，合金硬度最小。WC-20Co合金为正常两相区组织(WC+γ)，具有最高抗弯强度2720 MPa和最大硬度934.41 kg·mm^-2。所有合金断裂模式均为脆性断裂和沿晶断裂，WC-20Co合金断口出现明显的粘结相撕裂。     

烧结压力对WC-12%Co粗晶硬质合金组织及性能的影响

研究了不同烧结压力对WC-12%Co粗晶硬质合金金相组织结构及物理力学性能的影响。结果表明:合金能够在较低的烧结压力下达到高度致密化,随着烧结压力增加,合金的三项性能没有明显的变化;当烧结压力为2 MPa左右时,合金的抗弯强度和冲击韧性最高,且具有良好的综合性能。     

铁镍替代钴硬质合金的微观结构与性能

以Fe与Ni部分或全部替代Co作为粘结相,制备硬质合金WC-15Fe-5Ni和WC-13Fe-3Ni-4Co,测试和分析合金的性能与微观结构,并与WC-20Fe合金和传统WC-20Co硬质合金进行对比。结果表明:WC-15Fe-5Ni和WC-13Fe-3Ni-4Co合金的致密度都达到99%以上,抗弯强度比WC-20Fe合金(1 850 MPa)和WC-20Co合金(2 720 MPa)都高,其中以Fe与Ni部分替代Co的WC-13Fe-3Ni-4Co合金,其抗弯强度和硬度都最大,分别为2 880 MPa和1 066.3 MPa。WC-15Fe-5Ni和WC-13Fe-3Ni-4Co合金粘结相中W的溶解量较少,平均晶粒尺寸小,晶粒形貌多为边界圆滑的多面体,Ni和Co固溶于Fe中,起到固溶强化作用;这2种合金的弯曲断口存在明显的粘结相塑性变形撕裂,自腐蚀电流密度分别为4.26×10~(-4) A/cm~2和1.86×10~(-4) A/cm~2,均接近WC-20Co合金的自腐蚀电流密度3.27×10~(-5),比WC-20Fe合金的自腐蚀电流密度(4.34×10~(-2) A/cm~2)低2个数量级。     

HVAF 喷涂 WC-10Co-4Cr 涂层的气体喷砂冲蚀性能研究

采用空气助燃超音速火焰喷涂 HVAF(High Velocity Air Fuel) 在 304 不锈钢基材上制备三种粉末粒径不同 WC-10Co-4Cr 涂层。 利用光学显微镜 (OM)、 X 射线衍射仪 (XRD)、 扫描电子显微镜 (SEM)、 维氏显微硬度仪、 万能拉伸试验机、 抗冲蚀试验机对涂层的孔隙率、 微观形貌、 力学性能、 断裂韧性以及气体喷砂冲蚀性能进行研 究分析。 结果表明, HVAF 喷涂的 WC-10Co-4Cr 涂层孔隙率低, 硬度与结合强度高、 断裂韧性好, 涂层抗冲蚀 性能优异。 WC-10Co-4Cr 涂层在 30° 冲蚀角下, 涂层的气体喷砂冲蚀磨损主要为微切削产生的犁沟。 在 90° 冲蚀 角度下, 涂层的气体喷砂冲蚀磨损主要表现为疲劳剥落特征     

WC-10Co-4Cr 含量对HVOF 制备WC-10Co-4Cr/Ni60涂层性能的影响

为改善农业机械工作部件的耐磨性和耐腐蚀性能,提高其使用寿命,采用超音速火焰喷涂的技术,在45 # 钢表面制备WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层。在Ni60 粉末中分别添加质量分数为0、10 %、20 % 和30 % 的WC-10Co- 4Cr 粉末,探究WC-10Co-4Cr 含量对WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层性能的影响。结果表明,制备的WC-10Co-4Cr/ Ni60 涂层组织均匀致密,涂层主要由γ ( NiCr ) 相和WC 相组成,含有少量的W2C、Ni3Fe 和Cr3Si 相,没有明显 的氧化脱碳现象。30 %WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层的硬度达到9.35 GPa,是Ni60 涂层的1.23 倍,该涂层的耐磨性能最好, 在摩擦115 m 后,单位面积的总磨损量47.2 mg/cm2,比Ni60 涂层减少了35.3 %。20 %WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层 的断裂韧性最高为6.04 MPa·m1/2,相较于Ni60 涂层提高了24.3 %,此外,该涂层在酸性环境中的耐腐蚀性能均 最佳。     

机器人覆盖件用金属陶瓷模具材料的研究

以微米Al₂O₃为主要原料,微米金属Cr和W为主要添加物,采用热压烧结工艺改性制备了机器人覆盖件用氧化铝挤压金属陶瓷模具材料,研究了该金属陶瓷模具材料的强度、断裂韧性、硬度及耐磨性等力学性能,并分析了该材料磨损试样表面的微观结构。结果表明:当微米Al₂O₃添加量（质量分数）为65%,金属Cr和W添加量均为12.5%,烧结温度为1640 ℃时,所制备的试样综合性能最佳,其中相对密度为99.8%,抗弯强度为805.6 MPa,断裂韧性为14.5 MPa·m1/2,硬度为11.2 GPa;金属W和Cr形成的金属第二相在摩擦磨损过程中能产生机械冷焊作用,大大提高了模具材料的耐磨性能。     

（W，Ti，Ta）C复式碳化物对WC-（6％-8％）Co超细硬质合金性能的影响

以WC-6％Co和WC-8％120为研究体系,在1390℃压力烧结下制备不同配比复式碳化物的超细硬质合金。分别采用洛氏硬度检测、抗弯强度检测、钴磁检测、矫顽磁力检测等方法,通过扫描电镜和电子衍射分析,研究了不同量的（W,Ti,Ta）C复式碳化物对超细硬质合金性能的影响。结果表明：WC-6％Co-2％（W,Ti,Ta）C超细硬质合金的矫顽磁力为45．39kA·m^-1,硬度为94．0HRA,抗弯强度为2280MPa;WC-8％Co-2％（w,Ti,Ta）C超细硬质合金的矫顽磁力为37．4kA·m^-1,硬度为93．4HRA,抗弯强度为2670MPa;WC-8％Co-2％（w,Ti,Ta）C-0．5％（Cr3C2/VC）的矫顽磁力为38．2kA·m^-1,硬度为93．6HRA,抗弯强度为2780MPa;它们具有较高的综合性能。     

Co对原位合成WC-6Co复合粉末制备 高性能硬质合金的影响

将原位合成的WC-6Co复合粉末添加到300 L、转速50 Hz滚动球磨中湿磨，添加Co粉、晶粒长大抑制剂、石蜡、酒精，湿磨48 h，卸料、过孔径45 μm筛，采用闭式压力喷雾干燥塔制备得到WC-7Co~WC-15Co混合料粉末，对制备混合料粉末形貌、粒度分布、物相、成分进行分析，结果表明:添加Co粉配成WC-Co混合料，当混合料的Co质量分数超过10%，团聚现象明显增强，团聚颗粒明显增大；随着添加Co粉质量分数增加，混合料中氧质量分数增高，松装密度不断减小.将制备得到的WC-7Co~WC-15Co混合料掺成型剂，挤压成型，低压烧结等工序制备超细YG7X~YG15X硬质合金.研究添加不同Co质量分数WC-6Co复合粉末制备YG7X~YG15X超细硬质合金，Co对制备硬质合金的金相组织、形貌、物理力学性能的影响，结果表明:随着添加Co质量分数增加，制备的超细硬质合金硬度、密度不断降低，抗弯强度和断裂韧性先增大、后减小；制备的超细YG7X硬质合金的硬度最高HV₃₀为2 150，抗弯强度最低为3 200 MPa；制备YG10超细硬质合金的抗弯强度最高为4 950 MPa，断裂韧性最高为11.8 MPa·m1/2.      

粉末冶金法制备WC-Ni3Al复合材料的组织与性能

在WC粉末中直接添加Ni、Al元素粉末,通过在液相烧结过程中反应合成Ni3Al来制备WC-Ni3Al复合材料,对该材料进行组织结构观察及力学性能测定,分析铝含量对合金致密化和镍铝相形成种类的影响,并对材料的抗氧化性能进行测试。结果表明,制备的WC-Ni3Al复合材料具有圆钝的WC晶粒形貌,粘结相中除Ni3Al相外还有少量的NiAl和Ni相;铝含量对WC-Ni3Al材料致密度的影响主要与高熔点的NiAl的形成量有关。与普通WC-15Ni硬质合金的抗弯强度(1 900 MPa)和硬度(82.6 HRA)相比,WC-15Ni3Al复合材料具有低的室温抗弯强度和高的硬度,分别为1 170 MPa和86.5 HRA。随Ni3Al含量(质量分数)从15%增加到30%,WC-30Ni3Al复合材料的室温抗弯强度增加,而硬度降低,分别为1 660 MPa和81.7 HRA,其高温抗氧化性能比WC-30(Co-Ni-Cr)硬质合金提高1个数量级。     

金刚石复合片中稀土硬质合金基片的制备

采用共沉淀法制备含稀土的碳化物粉或含稀土的钴粉，通过真空烧结制成金刚石复合片用稀土硬质合金基片，并进行了性能的测定；研究了真空烧结过程中真空度对合金组织结构的影响。结果证明，稀土元素的加入使合金的平均抗弯强度提高了27％，而对硬度、密度无明显影响；可以通过控制硬质合金真空烧结过程中的真空度来调整合金的组织结构。     

HVAF喷涂La2O3改性WC-20Cr3C2-11NiMo涂层的耐磨耐蚀性能

为进一步提升高质量WC涂层的耐磨性、耐海水腐蚀性和耐海水气蚀性。采用大气超音速火焰喷涂(HVAF)在0Cr13Ni5Mo基体上制备稀土La₂O₃改性WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层。通过显微硬度测试、平面孔隙测试、摩擦磨损实验、电化学实验和模拟海水超声波气蚀实验,测试涂层的显微硬度、孔隙率、摩擦因数、摩擦磨损性能、耐海水腐蚀性能和耐海水气蚀性能,分析La₂O₃对WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层耐磨耐蚀性能的影响。结果表明,改性后的涂层显微硬度提升到1400 HV0.2左右,平均孔隙率降低约48.6%;涂层磨损质量降低约33%,摩擦因数降低约30%,摩擦磨损表面微凹坑和微裂纹明显减少;电化学自腐蚀电位明显右移,电化学自腐蚀电流密度明显减小;涂层的气蚀质量损失减少约20%,气蚀坑洞明显减少和变小。HVAF喷涂La₂O₃改性后的WC-20Cr₃C₂-11NiMo涂层硬度略微提升,致密性、耐磨性、耐海水腐蚀性和耐海水气蚀性得到明显提升,除表面疲劳磨损外,表面摩擦磨损机理从严重磨粒磨损转变为轻微磨粒磨损,气蚀机理主要为流体冲击波侵蚀。     

Effect of Heat Treatment on Structure and Wear Re- sistance of High Chromium Cast Steel ContainingBoron

The microstructure, mechanical properties and wear resistance of high chromium cast steel containing boron after different heat treatments were studied by means of the optical microscopy （OM）, the scanning electron microscopy （SEM）, X-ray diffraction （XRD）, hardness, impact toughness, tensile and pin-on-disc abrasion tests. The results show that as cast microstructures of boron-free high chromium steel consist of martensite and a few （Cr, Fe）_7C_3 carbide, and the macro-hardness of boron-free high chromium steel is 55-57 HRC. After 0.5 mass% B was added into high chromium cast steel, as-cast structure transforms into eutectic （Fe, Cr）2B, （Cr, Fe）7 （C, B）a and martensite, and the macro-hardness reaches 58-60 HRC. High temperature quenching leads to the disconnection and isolated distribution of boride, and there are many （Cr,Fe）_23 （C,B）_6 precipitated phases in the quenching structure. Quenching from 1050 ℃, high chromium steel obtained the highest hardness, and the hardness of high chromium cast steel containing boron is higher than that of boron-free high chromium steel. The change of quenching temperature has no obvious effect on impact toughness of high chromium steel, and the increase of quenching temperature leads to tensile strength having an increasing tendency. At the same quenching temperature, the wear resistance of high chromium cast steel containing boron is more excellent than that of boron-free high chromium steel. High chromium cast steel guide containing boron has good performance while using in steel bar mill.