熱機械合金化制備碳化鎢硬質(zhì)合金研究.pdf

1、機械合金化方法可以制備出反應(yīng)活性較高的超細(xì)W-C粉末，在隨后的加熱反應(yīng)過程中容易得到細(xì)晶的WC硬質(zhì)合金，從而大大提高其力學(xué)性能。本文采用差熱分析(DTA)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡觀察(SEM)和力學(xué)性能測試方法探索了W-C高能球磨過程及其對隨后熱過程中W-C熱反應(yīng)溫度和反應(yīng)激活能的影響規(guī)律，同時對WC-Co硬質(zhì)合金的熱機械合金化工藝、組織、性能及失效機制進(jìn)行了研究。 研究表明：在高能球磨磨球的作用下，W、C不斷撞擊、碎化

2、，強制形成具有較高晶格畸變能的W(C)固溶體，在合適的條件下WC形核，并團聚長大。W-C粉末體系經(jīng)過10h的球磨過程后，W與C的熱反應(yīng)溫度從1400℃左右降低至1020℃，反應(yīng)激活能降低了22.7％左右。 W-C-M體系在氣體保護燒結(jié)(GPS)和放電等離子燒結(jié)(SPS)兩種反應(yīng)條件下的合成機理均為擴散機制，采用GPS工藝很難得到完全合成的WC合金，而采用SPS工藝可得到完全合成的WC合金。 SPS熱反應(yīng)合成的WC-Co硬

3、質(zhì)合金組織呈長徑比約為5：1的短棒狀，晶粒長度為2～3μm。延長球磨時間或升高SPS熱反應(yīng)溫度均能提高反應(yīng)物的反應(yīng)活性，從而促進(jìn)中間產(chǎn)物向WC轉(zhuǎn)變，并使組織均勻、致密。隨著球磨時間的延長或熱反應(yīng)溫度的升高，WC-Co合金的密度、硬度、抗彎強度、耐磨性能均逐漸提高。熱機械合金化合成的WC-Co硬質(zhì)合金比傳統(tǒng)方法制備的伺類WC合金具有更高的強度，其機理是： 熱機械合金化合成的WC合金具有交替排列的短棒狀組織，在三點彎曲試驗中，微裂紋