擠壓模具用粉末冶金鉬基合金材料研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對擠壓模具材料的各項性能提出了更高的要求，但傳統(tǒng)的H13鋼等擠壓模具材料已很難滿足生產(chǎn)中的使用要求，因此開發(fā)高性能新型擠壓模具材料就顯得十分必要。Mo-W合金因具有優(yōu)異的物理性能、力學(xué)性能以及較好的高溫性能被廣泛應(yīng)用于材料加工、武器裝備、航空航天、原子能以及微電子信息等工業(yè)領(lǐng)域之中?；贛o-W合金的良好高溫性能、高強度和高硬度、良好的耐磨與耐蝕性能，本論文首先從加入Co元素以改善合金的塑性角度出發(fā)，用粉末冶

2、金的方法對Mo-W-Co合金機(jī)械合金化以及真空燒結(jié)工藝參數(shù)進(jìn)行探討和優(yōu)化，隨后進(jìn)一步研究熱處理工藝對合金抗氧化性能以及常溫和高溫性能的影響作用，從而制備出具有較高性能的Mo-W-Co合金。
　　本論文采用粉末冶金法制備Mo-W-Co合金，通過硬度測試、室溫拉伸、X射線衍射物相分析（XRD）、金相組織分析（OM）、掃描電子顯微分析（SEM）、背散射顯微分析（BSE）以及能譜分析（EDS）等方法研究了不同球磨工藝、真空燒結(jié)工藝和熱處理

3、工藝對Mo-W-Co合金組織結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能的影響規(guī)律，研究結(jié)果表明：
　?。?）相同Co含量的合金粉末分別在球磨不同時間后，球磨20h的部分粉末由原來的球狀變?yōu)楸∑瑢訝?，而球?0h的粉末基本保持原狀；球磨20h后的粉末粒度和振實密度都相對于球磨10h有一定的改善；不同Co含量的合金粉末在相同球磨時間下，低Co合金球磨后粉末的團(tuán)聚現(xiàn)象較為嚴(yán)重，而高Co合金粉末團(tuán)聚并不明顯。相同Co含量的合金粉末分別在不同球磨轉(zhuǎn)速下，高轉(zhuǎn)速下的粉

4、末粒度較低轉(zhuǎn)速有明顯細(xì)化，振實密度明顯提高，且團(tuán)聚現(xiàn)象有了明顯改善；球磨工藝參數(shù)：轉(zhuǎn)速300r/min濕磨20h，介質(zhì)無水乙醇。
　?。?）燒結(jié)組織主要以β相即(Mo,W)固溶體為基體，μ相即化合物Co7Mo6和Co7W6為第二相，其第二相強化機(jī)理是通過μ相呈點狀或小面積片狀彌散分布于β相基體晶界處時，合金的硬度有較為明顯的提高；μ相會隨燒結(jié)溫度的升高而快速長大，由粒狀和小面積片狀長大為大面積的片狀，存在區(qū)域也從晶間擴(kuò)散到晶內(nèi)；低

5、Co含量的Mo-W-Co合金硬度在各燒結(jié)工藝下均高于高Co含量合金，其中以低Co含量合金在1300℃溫度下燒結(jié)，保溫3.5h所得到的洛氏硬度和抗拉強度最高，耐磨性也最好；低Co含量Mo-W-Co合金的合理真空燒結(jié)工藝參數(shù)：燒結(jié)溫度1300℃，保溫3.5h。
　　（3）滲Si處理后合金滲層主要由內(nèi)外滲層構(gòu)成，外滲層主要成分為Al2O3，內(nèi)滲層主要成分為MoSi2和Mo5Si3；合金的洛氏硬度HRC較合金燒結(jié)態(tài)有一定提高，但在抗氧化試

6、驗后合金的硬度明顯降低，與合金燒結(jié)態(tài)硬度相當(dāng)或略有提高；經(jīng)過抗氧化試驗后，合金試樣都有一定的燒損，氧化皮的主要成分包括SiO2、MoO3、Al2O3等；最佳滲劑配方：60％Si、25%Al2O3、10%NH4Cl、5%CaCl2（質(zhì)量比）。
　　（4）固溶處理后合金組織相組成為β（Mo-W固溶體）、μ（Co7Mo6與Co7W6）和κ（Co3Mo），μ相在組織中偏聚較為嚴(yán)重，κ相含量較少但分布較為均勻；時效處理后合金組織相組成不變，

7、但κ相含量增加，μ相含量減少，相偏聚現(xiàn)象有所緩解；1100℃固溶處理保溫1h后油淬得到最高的室溫硬度HRC45.8；合金的高溫環(huán)境500℃和600℃下硬度相差不大，當(dāng)環(huán)境溫度700℃時合金脆性很大，高溫硬度最低；500℃時效處理保溫10h得到的合金組織最佳，且最高室溫硬度HRC43.7；合金的高溫硬度隨環(huán)境溫度的升高而下降，但700℃時合金硬度有所提高，脆性相對改善；高溫下的磨損率隨環(huán)境溫度的升高而升高；最佳的固溶與時效處理工藝參數(shù)：固