机械合金化制备WC—Co纳米硬质合金

本文利用机械合金化技术研究了ＷＣ－Ｃｏ的合金化过程,成功地制备出纳米ＷＣ－Ｃｏ合金粉末,通过真空烧结成型工艺获得了平均晶粒度小于２００ｎｍ的ＷＣ－Ｃｏ硬质合金,其硬度达到１７．４ｋＮ／ｍｍ２,烧结密度为１０．９ｇ／ｃｍ３．对纳米ＷＣ－Ｃｏ粉末的烧结工艺作了初步探讨,通过添加少量的ＶＣ能有效地抑制烧结过程中晶粒的长大．     

非均匀结构WC－Co硬质合金

对采用碳化烧结法制取非均匀结构硬质合金的工艺进行了研究，结果表明，碳化烧结工艺可制得非均匀结构ＷＣ－Ｃｏ硬质合金，配Ｃ量以６．０％～６．１％（质量分数）较好，最佳烧结温度为１４２０～１４５０℃，ＷＣ－１０％Ｃｏ（质量分数）合金的抗弯强度σｂｂ可达２６００～２９００ＭＰａ，密度ρ为１４．４～１４．６ｇ／ｃｍ３，硬度ＨＲＡ为８８．２～８９．９．此外，还可以获得ＷＣ＜ｌμｍ的合金。     

热－力循环对热处理硬质合金钴相结构的影响

用Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００动态应力应变／热模拟试验机对ＷＣ－２０％Ｃｏ（质量分数）热处理硬质合金进行热－力循环实验，借助ＸＲＤ技术分析计算了合金中钴粘结相的相组成，并在ＳＥＭ下观察了合金的微观组织，结果表明：合金经热－力循环后，钴相中面心β－Ｃｏ含量降低，密排六方ａ－Ｃｏ含量相应升高；热处理合金钴相中面心钻相对体积百分含量下降的程度低于常规烧结合金。热处理硬质合金制品使用寿命的提高与合金中钴相相结构动态变化程度有关。     

Co—W—C固溶体比矫顽磁力

模拟硬质合金Ｃｏ基胶结相的成分制备了二元Ｃｏ－Ｗ、Ｃｏ－Ｃ固溶体的三元Ｃｏ－Ｗ－Ｃ固溶体模拟合金，探讨了固溶成分影响比矫顽磁力ＨＳＣ的规律。结果表明，Ｗ和Ｃ的固溶可分别提高和降低其ＨＳＣ，影响程度随固溶度增加而加剧。由于Ｃ对ＨＳＣ的影响较Ｗ更为强烈，导致Ｃｏ－Ｗ－Ｃ固溶体模拟合金的ＨＳＣ低于纯Ｃｏ。     

Co－W－C固溶体比矫顽磁力

模拟硬质合金Ｃｏ基胶结相的成分制备了二元Ｃｏ－Ｗ、Ｃｏ－Ｃ固溶体和三元Ｃｏ－Ｗ－Ｃ固溶体模拟合金，探讨了固溶成分影响比矫顽磁力Ｈｓｃ的规律．结果表明，Ｗ和Ｃ的固溶可分别提高和降低其Ｈｓｃ，影响程度随固溶度增加而加剧；由于Ｃ对Ｈｓｃ的影响较Ｗ更为强烈，导致Ｃｏ－Ｗ－Ｃ固溶体模拟合金的Ｈｓｃ低于纯Ｃｏ．     

WC-Co硬质合金的微观组织与断裂强度

结合ＷＣ－Ｃｏ硬质合金生产的质检工作，采用ＪＣＸＡ－７３３型电子探针显微分析仪和３０１４型Ｘ射线衍射仪，对硬质合金的断口形貌以及孔隙、夹杂物、η相等断裂源进行了观察与研究，确定了降低合金断裂强度的重要结构因素。探讨了ＷＣ－Ｃｏ硬质合金断裂的机理。     

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.     

高含Cu量Mo－Cu合金的液相烧结

采用液相烧结Ｍｏ、Ｃｕ混合粉压坯的方法制取合金，分析了合金的力学性能及组织。借助ＴＥＭ，ＳＥＭ组织观察以及电子探针成分（ＥＤＸＡ）分析表明：Ｍｏ－Ｃｕ合金的烧结由于Ｍｏ的溶解－析出，Ｍｏ晶粒表面有Ｍｏ、Ｃｕ不同比例含量的过渡层，该层中组织均匀细小。在润湿角为０°附近温度烧结合金性能最佳。     

高含Cu量Mo—Cu合金的液相烧结

采用液相烧结Ｍｏ、Ｃｕ混合粉压坯的方法制取合金，分析了合金的力学性能及组织、借助ＴＥ、ＳＥＭ组织观察以及电子探针成分分析表明：Ｍｏ－Ｃｕ合金的烧结由于Ｍｏ的溶解－析出，Ｍｏ晶粒表面有Ｍｏ、Ｃｕ不同比例含量的过渡层，该层中组织均匀细小，在润湿角为０°附近温度烧结合金性能最佳。     

Y2O3在WC—8Ni硬质合金中的作用

本文研究了在ＷＣ－８Ｎｉ合金中添加微量Ｙ２Ｏ３制得ＹＮＲ８新型硬质合金，测试结果表明Ｙ２Ｏ３的加入明显提高ＷＣ－８Ｎｉ合金的抗弯强度和耐磨性、最大提高幅度分别可达５０．４％、８２．７％ＹＮＲ８合金达到并超过ＹＧ８（ＷＣ－８Ｃｏ）硬质合金的物理机械性能，并对ＹＮＲ８合金作了显微结构分析，探讨了稀土在ＷＣ－８Ｎｉ合金中的作用机理。     

不同制备工艺对WC/Cu功能梯度材料性能的影响

遵循常规粉末冶金法,采用埋粉烧结和真空热压烧结两种工艺制备出三层WC/Cu功能梯度材料。研究结果表明:真空热压烧结工艺明显改善了Cu基体与WC颗粒之间的结合状况且材料的密度也得到了提高。还研究了WC体积分数对单层WC/Cu复合材料性能的影响,采用以上两种烧结工艺分别制备出两种不同WC体积分数的单WC/Cu复合材料试样,研究结果表明:在相同WC体积分数下,真空热压烧结明显提高了烧结体的电导率和硬度;另外,在同种烧结工艺情况下,烧结体的硬度随着WC体积分数的增加而增加,而材料的电导率随WC体积分数的增加而减小。     

真空烧结低钴粗晶硬质合金及其性能的研究

以Co粉和粗粒度的WC粉为原料,混料后,压制成低含Co量的WC-Co粉末压坯,再在高温真空炉中烧结得到了低钴粗晶的WC－Co烧结体。重点研究了真空烧结温度、时间和真空度等对烧结体物理机械性能的影响。试验结果表明,烧结工艺条件对烧结体的性能有着决定的影响,通过控制适当的工艺条件,可以得到兼有高硬度和高韧性的低钴粗晶合金,其综合性能明显优于相同含Co量的普通YG合金。     

真空烧结制备三维通孔不锈钢泡沫材料

采用真空烧结制备具有三维通孔网状结构的316L不锈钢泡沫材料,研究烧结温度和保温时间对不锈钢泡沫材料的表观密度、开孔孔隙率、抗弯强度、抗氧化性等方面的影响。研究结果表明:随着烧结温度的升高,泡沫材料的表观密度和线收缩率增大,抗氧化性能提高,开孔孔隙率减小;随着烧结温度的升高,泡沫材料抗弯强度明显增大,但当烧结温度超过1 260℃,由于液相的产生,使其抗弯强度降低;随着保温时间的延长,不锈钢泡沫的表观密度、线收缩率和抗弯强度增大,开孔孔隙率降低;前驱体在1 260℃温度下烧结60 min,可制得孔径为1 mm左右、具有良好三维通孔结构的不锈钢泡沫,该泡沫的开孔孔隙率为81.4%,抗弯强度达56.8 MPa。     

块状菱镁矿烧结中期液相烧结行为

采用高温电炉对块状菱镁矿进行煅烧,研究了菱镁矿试样在煅烧中期（1400-1600℃）液相对烧结性能的影响。结果表明,液相在晶体周围分布越均匀,润湿晶粒的表面积越广泛,晶粒的发育程度越好,方镁石结晶度越大;1400-1600℃致密化系数由23.51%增加到71.24%,在液相的作用下块状菱镁矿烧结中期可分为两个阶段进行：阶段1—烧结传质方式为流动传质,烧结激活能随温度升高而减小,致密化速率快速增加;阶段2—随着温度的升高,烧结传质方式为“溶解-沉淀”,颗粒对应面产生化学位梯度增加,液相传质速率增加,烧结激活能降低,颗粒迅速致密化。揭示了块状菱镁矿液相烧结阶段的机理,为实际生产提供理论数据。     

碳化钨对截齿金属陶瓷涂层性能的影响

采用真空和惰性气体保护液固相烧结方式制备了金属陶瓷涂层,通过对涂层的微观组织分析、硬度测量和抗磨损性能实验,研究了碳化钨对金属陶瓷涂层硬度、耐磨性和致密度等物理和机械性能的影响。结果表明,机械球磨合金化状态下的WC粉末和Co、Ni、Fe、Cr、B、Si自熔性合金粉的混合粉末在真空和惰性气体保护下烧结后,形成梯度材料使截齿性能得到优化,粘结相硬度可达HV676.3,硬质相硬度达到HV1753.2。在工程和矿山用截齿的头部烧结金属陶瓷涂层,可显著提高齿体的耐磨性,使截齿的寿命提高2～3倍。     

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.     

脉冲电流烧结Al2O3颗粒的广义热弹性分析

脉冲电流烧结过程的颈部形成机理,特别是非导电粉末材料,是需要着重研究的核心问题。以非导电Al_2O_3粉末为研究对象,引入L-S(Lord and Shulman)型广义热弹性方程,初步探究烧结初期非导电粉末颈部局部高温形成以及快速烧结机理。利用Comsol Multiphysics模拟得到脉冲电流烧结过程中颗粒内部的温度场和应力场分布以及烧结颈部的化学势和空位浓度变化规律。数值结果表明,热以波的形式在烧结颈部产生叠加,形成局部高温。化学势变化表明:烧结初期表面扩散占主要作用,空位浓度差的突变使烧结颈部产生局部空位浓度梯度,促进烧结颈长过程,缩短烧结时间。     

利用反应烧结法制备多孔碳化物陶瓷

利用反应烧结的方法,通过甲烷碳化还原三种过渡金属氧化物( Cr2 O3、TiO2和WO3)压坯,制备了其相应的多孔形态的碳化物( Cr3 C2、TiC和WC)陶瓷。通过扫描电子显微镜观察检测,对反应烧结产物的表面和截面形貌进行了分析,并对这三种过渡金属碳化物的孔隙结构进行了初步的表征。通过物相分析研究了反应烧结的动力学过程,发现利用含体积分数10%甲烷的混合气体碳化还原制备多孔TiC和WC陶瓷的起始温度分别为1200℃和1000℃,低于这两个温度时发生其他相变,有其他中间产物生成。利用反应烧结的方法制备多孔Cr3 C2陶瓷时,反应烧结温度越高,碳化铬陶瓷的骨架和孔隙平均尺寸越大。     

Characteristics of combustion zone and evolution of mineral phases along bed height in ore sintering

Quantitative parameters of bed combustion, including the thickness of the combustion zone (TCZ), the maximum temperature of the combustion zone (MTCZ), and the bed shrinkage, were characterized through a series of sinter pot tests in transparent quartz pots. The results showed that TCZ first ascended and then descended as the sintering process proceeded. The sintering process was divided into four stages according to the variation rate of the TCZ. A "relative-coordinate" method was developed to obtain the actual reaction temperature of sinter along the height direction. With increasing the sintering temperature, the reactants transformed and entered into liquid phases. The mineral composition and microstructure of the sinter were characterized through X-ray diffraction and scanning electron microscopy-energy-dispersive X-ray spectroscopy. Liquid phases with greater Fe and Al contents were more likely to form acicular-like silico-ferrite of calcium and aluminum after crystallization because of the outward spread of Al, which led to a better fluidity of the liquid. An evolution mechanism of "solid-state reaction-liquid phases formation-crystallization" of the mineral phases is proposed.