細(xì)晶WC基硬質(zhì)合金粉末及材料的制備.pdf

1、微納米硬質(zhì)合金具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性等優(yōu)良性能,在微電子工業(yè)、金屬材料加工、精密模具加工、醫(yī)學(xué)器械等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,是近年硬質(zhì)合金行業(yè)的一大研究熱點(diǎn)。超細(xì)、高純?cè)蠌?fù)合粉末的制備和燒結(jié)工藝的控制是制備超細(xì)硬質(zhì)合金的關(guān)鍵技術(shù)。本文就微納米WC基硬質(zhì)合金粉末及材料的制備技術(shù)開展了系統(tǒng)研究。
　　 以共沉淀-氫還原法制備的Co-Cu/Ni復(fù)合粉、超細(xì)WC粉為主要原料,采用粉末冶金工藝,通過(guò)低壓燒結(jié)制備超細(xì)硬質(zhì)合金。系統(tǒng)研究共沉

2、淀法添加Cu、Ni對(duì)WC-10Co(Cu/Ni)硬質(zhì)合金顯微組織和力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明:以共沉淀方式添加的Cu、Ni完全固溶進(jìn)入Co形成Co(Cu/Ni)固溶體。Cu的添加可以使合金晶粒細(xì)化,細(xì)化效果隨Cu添加量增加而明顯。合金抗彎強(qiáng)度隨Cu添加量的增加先升高后下降,當(dāng)Cu的添加量為1.0％時(shí)達(dá)到最大值2630MPa。合金的硬度、室溫及高溫抗壓強(qiáng)度均隨Cu添加量的增加單調(diào)提高。Ni的添加,可以改善合金的抗彎強(qiáng)度和室溫抗壓強(qiáng)度,合金粒

3、度和硬度變化不大。同時(shí)添加1.0％Cu和1.0％Ni的合金各性能均優(yōu)于WC-10Co超細(xì)硬質(zhì)合金,提高合金性能的同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。
　　 以超細(xì)WO3、Co3O4、C粉為原料采用真空原位還原碳化工藝制備WC-10Co復(fù)合粉。隨反應(yīng)溫度升高,復(fù)合粉物相趨于純凈,粉末粒徑增大。當(dāng)反應(yīng)溫度低于950℃時(shí),所得復(fù)合粉中含有大量的貧碳η相(Co3W3C相),溫度達(dá)到1000℃時(shí)才得到了物相純凈的超細(xì)WC-10Co復(fù)合粉,測(cè)定平均粒度為2

4、15nm,粒度分布均勻,總碳和游離碳含量測(cè)試結(jié)果為Ct=5.52％,Cf=0.059％。添加Mo元素,能夠延緩還原碳化過(guò)程,在相同反應(yīng)時(shí)間(2h)下,得到物相純凈的WC-10Co-1.0Mo2C復(fù)合粉的溫度提高至1050℃,測(cè)定產(chǎn)物平均粒度為255nm。添加Mo后,復(fù)合粉中粉末顆粒團(tuán)聚體增多,復(fù)合粉平均粒徑增大。添加V元素延緩效果更明顯,直到1100℃才獲得物相純凈的WC-10Co-0.4VC復(fù)合粉,粉末平均粒度為230nm。V的添加能

5、夠顯著抑制WC晶粒長(zhǎng)大,在較高反應(yīng)溫度下仍可得到粒度細(xì)小的復(fù)合粉末。
　　 針對(duì)原油抽油泵用閥座材料要求高硬度、高耐腐蝕性和高耐磨性的特點(diǎn),開展材料成分優(yōu)化設(shè)計(jì),研究制備WC-TiC-Ni體系硬質(zhì)合金。以WC、(W,Ti)C、羰基Ni粉為原料,采用冷壓-真空燒結(jié)工藝制備出組織均勻細(xì)小的WC-TiC-Ni硬質(zhì)合金。研究添加1.0％Mo和Co對(duì)合金顯微組織和性能的影響,結(jié)果表明:添加1.0％的Mo,可以使晶粒細(xì)化,合金的硬度、耐磨性