纳米WC硬质合金的制备、结构和力学性能

本文综述了纳米ＷＣ硬质合金的制备、结构和力学性能的研究现状，并将其与传统的ＷＣ硬质合金进行了比较，表明纳米ＷＣ硬质合金具有更优异的物理性能。另外，结合自己的研究工作，阐述了化学机械合金化法制备纳米Ｗ２Ｃ粉体的动力学特点。     

纳米WC硬质合金制备新工艺

文章综述了制备纳米WC、WC－Co粉体的几种方法，着重阐述了纳米WC－Co硬质合金的烧结新工艺：微波烧结，二阶段烧结，快速热等静压烧结和等离子体活化烧结等，与传统烧结方法相比，使用这些烧结新工艺制备的产品性能更优异，有很大的发展前景。     

超细WC和细WC/Co添加对WC-10Co硬质合金微观结构与力学性能的影响

在粒径为0.5μm的超细碳化钨(WC)粉体表面包覆钴(Co)纳米颗粒获得细WC/Co,将细WC/Co、粗WC和Co粉通过球磨混合均匀,压制成型后在1420℃下真空烧结1 h,得到WC-10Co硬质合金。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能试验机等对比研究细WC/Co和超细WC对WC-10Co硬质合金微观形貌和力学性能的影响。结果表明：相比于超细WC,细WC/Co促进合金的致密化,并形成双晶结构。添加细WC/Co和超细WC制备的硬质合金的平均晶粒度分别为2.18μm和3.57μm。细WC/Co的添加会降低晶粒生长速度并抑制细晶完全溶解,而粗晶通过缺陷辅助生长及溶解-析出生长机制生长为表面阶梯状的缺角三棱柱形;硬质合金的硬度和断裂韧度得到提升,二者分别为1131HV₃₀和22.1 MPa·m^1/2,而在1131HV₃₀同等硬度下,其断裂韧度比线性拟合的断裂韧度高27.7%。机理分析认为,超细WC的添加会导致异常晶粒产生,不利于性能;而细WC/Co的添加能够同时形成双晶结构和均匀的钴相分布结构,降低晶粒缺陷,提升综合力学性...     

纳米WC硬质合金制备新工艺

文章综述了制备纳米WC、WC Co粉体的几种方法。着重阐述了纳米WC Co硬质合金的烧结新工艺 :微波烧结、二阶段烧结、快速热等静压烧结和等离子体活化烧结等。与传统烧结方法相比 ,使用这些烧结新工艺制备的产品性能更优异 ,有很大的发展前景。     

板状WC晶粒WC-(Co-Ni)硬质合金的组织和性能

采用真空烧结法制备了板状WC晶粒WC-(Co-Ni)硬质合金,通过XRD、SEM、EDS等手段研究了Ni/(Ni+Co)比对硬质合金组织和性能的影响规律。结果表明:随着Ni/(Ni+Co)比的增大,硬质合金显微组织中板状WC晶粒的比例逐渐减少,硬质相颗粒的尺寸逐渐增大且平均长厚比逐渐减小。当Ni/(Ni+Co)比过大时,硬质合金中硬质相颗粒出现了团聚现象,使其力学性能显著降低。当Ni/(Ni+Co)比为0.3和0.5时,WC-(Co-Ni)硬质合金的综合力学性能较高,这与其硬质相颗粒较细和平均长厚比较大有关。当Ni/(Ni+Co)比为0.5时,WC-(5Co+5Ni)硬质合金具有较优的综合力学性能,其抗弯强度、硬度和断裂韧性分别为2 448 MPa、90.0HRA、21.2 MPa·m~(1/2)。     

浅析WC—Co硬质合金研究现状

我国一直以来是硬质合金的生产和消费的大国;硬质合金的产量从2003年开始一直稳居世界第一位,我国硬质合金产量达到了整个硬质合金市场产量的20％-30％。但是现阶段我国并不是硬质合金的生产强国,这主要是由于我国硬质合金产品方面的结构和技术含量以及一些附加值都落后于国外将近10年以上。这使得我国硬质合金生产主要集中在低档合金产品的生产,而高性能合金的技术和产品很少。这种情况也为我国发展超细晶硬质合金技术提出了严峻的挑战。     

WC—Co硬质合金中η相的分析研究

结合我国ＷＣ－Ｃｏ硬质合金生产中的质检工作，采用ＪＣＸＡ－７３３型电子探针显微分析仪和３０１４型Ｘ射线衍射仪，对硬质合金中的η相做了较详细系统的分析和研究，发现其断口形貌和背散射电子成分图像（ＢＥＩ）具有独特的形态，并发现合金中存在ｋ相、θ相等η相类型，这分析研究对提高质检水平，对提高产品质量都具有重要意义。     

WC溶解对钢结硬质合金组织的影响

考察ＷＣ的溶解对ＷＣ系钢硬质合金ＧＪＷ５０的组织的影响。结果表明,因高温烧结过程中ＷＣ的熔解,基体的含碳量明显升高,以致偏聚的ＷＣ粒子桥接成粗大的碳物集团。     

WC基高锰钢结硬质合金的异常碎裂机理研究

对成分为:w(WC)=75.0%～90.0%,w(Mn):w(C)≥10,w(Ni)=3.0%～5.0%,w(Fe)为余量的合金进行了脆性断裂的机理研究。通过对合金的磁性测量、X射线衍射能谱、金相显微镜和断口电镜扫描等的分析,发现有磁性的合金其内部化学成分发生了变化,导致其组织结构发生变化,脆性增大,无加工硬化;而无磁性的合金具有明显的加工硬化。进一步的研究还发现,磁性强弱与WC晶粒的大小有关,晶粒粗大的磁性强,从而可以认定,磁性可作为该类合金适用性的一种表征值。     

WC/Cu复合材料制备及其高温性能

用机械合金化法结合冷变形，制备了WC／Cu复合材料，研究了冷变形后复合材料的组织特征和高温退火时韵性能变化。结果表明：烧结后的材料经冷变形，组织呈显著纤维状，WC颗粒弥散分布，密度明显提高，达到理论密度的99．2％；复合材料经600～900℃高温退火，强度和硬度略有下降，塑性则有大幅提高；900℃退火时未发生明显的再结晶，界面结合良好；所制备的WC／Cu复合材料有优良的综合性能。     

纳米晶WC-Co硬质合金的研究现状

概述了国内外纳米晶硬质合金的发展现状.纳米晶WC-Co硬质合金制备的关键技术主要包括:优质纳米晶WC粉的制备和烧结过程中WC晶粒长大的控制.综述了优质纳米晶WC粉的特点和制备技术,以及目前国内外烧结过程中控制晶粒长大采取的主要措施:添加晶粒长大抑制剂、调整烧结工艺和开发新型烧结方法.列举了合金的实际应用领域,展望了纳米晶硬质合金的发展前景.     

纳米WC粉末的制备研究

本文主要讲述了用低温碳化的方法制备平均晶粒度为20～30nm,颗粒尺寸小于100 nm的纳米碳化钨粉末.并利用成分分析和DSC,SEM,XRD以及BET检测手段,对纳米级WC粉末进行了分析研究.通过对有机炭、活性炭和工业炭的对比研究发现,有机炭为较理想炭源,能在较低的温度下碳化,制备出合格的纳米碳化钨粉末.同时发现碳化的颗粒度与炭源有着紧密的关系,在钨粉原料相同的情况下,炭源的颗粒度越细,其制备出的碳化钨的颗粒也越细.而且在试验中研究发现,炭源对于碳化温度有明显的影响,在本试验所采取的三种不同炭源中,通过DSC和XRD的研究分析表明,碳化温度由低到高依次为有机炭＜活性炭＜工业炭.     

WC硬质合金表面涂层摩擦磨损特性及其铣削性能研究

为了研究WC硬质合金表面氮化物涂层的摩擦磨损特性及其对刀具铣削性能的影响,采用物理气相沉积法(PVD)在WC硬质合金表面分别沉积了TiN、CrN和TiAlN 3种氮化物涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机分析了WC硬质合金及3种氮化物涂层的组织和摩擦磨损性能。以45钢为被铣削材料,研究了WC硬质合金及3种氮化物涂层刀具的铣削性能。结果表明：氮化物涂层能有效提高WC硬质合金的表面硬度和耐磨性能,3种氮化物涂层中,TiAlN涂层的硬度最高,相比WC基体提高了26.5%,TiAlN涂层能显著提高WC硬质合金的耐磨性能,其磨损特征为较小的磨粒磨损和轻微氧化磨损。TiAlN涂层的高硬度和高耐磨性能更有利于铣削45钢,铣削过程中产生的氧化膜易覆盖在刀尖表面,起到保护刀具表面的作用,进而显著提高刀具的铣削性能。同时相比其他涂层,TiAlN涂层刀具后刀面的磨屑的黏附少,表现出较强的排屑能力,这对于提高刀具的铣削性能具有重要意义。     

无金属粘结剂WC硬质合金增强增韧的研究进展与展望

无金属粘结剂WC硬质合金(Binderless tungsten carbide, BTC)硬度高,具有良好的耐磨性、耐腐蚀性,被广泛应用于刀具、耐磨零件等领域,成为近年来硬质合金领域的研究热点。然而,由于没有添加金属粘结剂,其在烧结过程中易出现晶粒长大,致密化难度加大,对烧结方法烧结工艺的要求较高,韧性难与金属粘结剂WC硬质合金相媲美。因此,一些研究人员通过添加非金属粘结剂及调整烧结工艺等方法抑制晶粒长大、促进其致密化,有效改善了BTC材料的性能。本文对于应用金属氧化物、金属碳化物、碳材料及复合增强增韧来提高BTC性能的研究进行综述,介绍了添加剂的种类、增强增韧机制及可以改善材料性能的烧结方法及烧结工艺。      

WC－Co硬质合金中η相的X射线定量测定

根据烧结过程中Ｗ元素的质量守恒，推导出ＷＣ—Ｃ硬质合金中ＷＣ相和η１相（Ｗ３ＣＯ３Ｃ）含量间的关系式，进而导出ＷＣ相和η１相间的相对Ｋη１ＷＣ值表达式，从而建立了一种用Ｘ射线衍射方法定量测定ＷＣ—Ｃｏ合金中η１相含量的实用方法。     

用密度法测定WC—Ni系无磁硬质合金成分

以合金中γ相（镍基Ni-W-C固溶体）含量与钨和碳在γ相中固溶度的关系为基础,论述了用密度法测定WC－Ni系无面硬质合金成分的原理。结果表明,在消磁碳含量以下,一定牌号的WC－Ni系合金试样的成分与试样密度间存在确定的对应关系,根据该关系能确定试样成分所在相区范围（WC＋γ两相区或WC＋γ＋η三相区）,并能精确计算试样的成分。     

NiAl(Co)-TiC纳米复合材料的制备及力学性能

将Ni,Ai,Co,Ti,C各元素，按Ni50Al45C05 10%TiC和Ni50Al45Co5 20%TiC名义成分配比混合，在高能球磨机内进行机械合金化（MA），纳米晶粉末经过热压（HP）和热等静压（HIP）处理，制备出晶粒大小为80－250nm原位内生TiC颗粒，晶粒为100－350nm NiAl(Co)基体的块体复合材料，其室温屈服强度达1394－1660MPa,具有12％－13％压缩形变，NiAl(Co)-20%TiC纳米晶复合材料，在700℃压缩形变至30％时，表面光滑没有裂纹，在1100℃下，高温屈服强度为136MPa，是铸态纯NiAl的4倍。     

WC晶粒度定量测定的研究

用图片比较法、截线法和面积法对WC－Co合金中的WC晶粒度进行定量测定。结果表明，截线法最适合WC晶粒度的定量测定，并且Co含量的高低不影响截线法对WC晶粒度的定量测定。     

Cr含量对WC-Co硬质合金显微组织和力学性能的影响

采用低压烧结技术制备了不同Cr含量的WC-8Co硬质合金,通过XRD、SEM和力学性能测试等手段分析了Cr含量对硬质合金物相、显微结构和合金的力学性能的影响。结果表明,当Cr含量<0.9%时,合金由WC+γ-(WC)相组成,添加量增至0.9%及以上时,组织中出现缺碳相Co3W3C;随着Cr含量的增加,WC晶粒不断细化,当添加量为0.6%时,合金的综合力学性能最佳,其抗弯强度、维氏硬度及断裂韧性分别为3885MPa、1632.4HV30、9.82MPa.m1/2。