細晶WC基硬質合金粉末及材料的制備.pdf

1、微納米硬質合金具有高強度、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)學器械等領域得到廣泛應用,是近年硬質合金行業(yè)的一大研究熱點。超細、高純原料復合粉末的制備和燒結工藝的控制是制備超細硬質合金的關鍵技術。本文就微納米WC基硬質合金粉末及材料的制備技術開展了系統(tǒng)研究。
　　 以共沉淀-氫還原法制備的Co-Cu/Ni復合粉、超細WC粉為主要原料,采用粉末冶金工藝,通過低壓燒結制備超細硬質合金。系統(tǒng)研究共沉

2、淀法添加Cu、Ni對WC-10Co(Cu/Ni)硬質合金顯微組織和力學性能的影響,結果表明:以共沉淀方式添加的Cu、Ni完全固溶進入Co形成Co(Cu/Ni)固溶體。Cu的添加可以使合金晶粒細化,細化效果隨Cu添加量增加而明顯。合金抗彎強度隨Cu添加量的增加先升高后下降,當Cu的添加量為1.0％時達到最大值2630MPa。合金的硬度、室溫及高溫抗壓強度均隨Cu添加量的增加單調提高。Ni的添加,可以改善合金的抗彎強度和室溫抗壓強度,合金粒

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

4、15nm,粒度分布均勻,總碳和游離碳含量測試結果為Ct=5.52％,Cf=0.059％。添加Mo元素,能夠延緩還原碳化過程,在相同反應時間(2h)下,得到物相純凈的WC-10Co-1.0Mo2C復合粉的溫度提高至1050℃,測定產物平均粒度為255nm。添加Mo后,復合粉中粉末顆粒團聚體增多,復合粉平均粒徑增大。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晶粒長大,在較高反應溫度下仍可得到粒度細小的復合粉末。
　　 針對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,開展材料成分優(yōu)化設計,研究制備WC-TiC-Ni體系硬質合金。以WC、(W,Ti)C、羰基Ni粉為原料,采用冷壓-真空燒結工藝制備出組織均勻細小的WC-TiC-Ni硬質合金。研究添加1.0％Mo和Co對合金顯微組織和性能的影響,結果表明:添加1.0％的Mo,可以使晶粒細化,合金的硬度、耐磨性