納米WC-TiC-Co硬質(zhì)合金制備及其性能研究.pdf

1、本論文用微米級(jí)WC粉、 (Ti、W)C粉和Co粉為原材料(平均粒度為2.96μm)，采用行星式高能球磨機(jī)球磨，工藝參數(shù)為：球料比為10：1、球磨轉(zhuǎn)速為220r/min、真空氣氛、濕磨介質(zhì)為酒精。對(duì)經(jīng)干燥、過(guò)篩處理的復(fù)合粉末在真空手套箱中做初步壓制成型，再經(jīng)過(guò)冷等靜壓壓制，研究了壓制工藝過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)與壓塊密度之間的關(guān)系。最后在真空燒結(jié)爐中將試樣做最終燒結(jié)成型，研究了燒結(jié)溫度與線收縮率、硬度、強(qiáng)度之間的關(guān)系，并研究了試樣的微觀組織。通過(guò)

2、上述研究和討論分析，可以得出以下結(jié)論： 1、用激光粒度測(cè)試儀測(cè)定復(fù)合粉末平均粒度，測(cè)試結(jié)果表明：球磨時(shí)間從0h逐漸增大在60h，WC-5TiC-10Co復(fù)合粉末平均粒度從2.95μm減小到了0.61μm，復(fù)合粉末粒度減小速率很快，粉末顆粒呈粒狀或條狀，并且粒度分布比較均勻；試驗(yàn)表明，球磨時(shí)間增大到60h以后，隨著球磨時(shí)間的增加，WC-5TiC-10Co復(fù)合粉末的團(tuán)聚越來(lái)越明顯。用掃描電鏡觀察WC-5TiC-10Co復(fù)合粉末，結(jié)果

3、表明其平均粒度小于50nm。 2、加壓速度對(duì)復(fù)合粉末壓坯密度幾乎不產(chǎn)生的影響，但是對(duì)壓坯的合格率影響較大。在加壓開(kāi)始時(shí)，壓頭尚未壓制粉末時(shí)采用較快的加壓速度3.0mm/s，而在加壓壓制粉末成型過(guò)程中采用較慢的速度2.0 mm/s的加壓速度，即壓制過(guò)程可以采用“先快后慢”的方式。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，保壓時(shí)間在2～3min比較合適，這不僅保證了較高的生產(chǎn)效率和合格率，同時(shí)也保證能夠獲得較高的壓坯密度。 3、在真空手套箱中初壓壓坯，

4、再經(jīng)冷等靜壓壓制，由于冷等靜壓壓制力傳遞的均勻性，使壓坯的抗壓強(qiáng)度達(dá)到130.5MPa。然而，一般模壓壓強(qiáng)達(dá)到354MPa時(shí)，壓坯的抗壓強(qiáng)度僅達(dá)到108.1MPa。冷等靜壓壓制較好的消除了初始模壓時(shí)殘留于壓坯中的大氣孔，壓坯的致密性得到了提高，密度達(dá)到7.3g/cm<'3>，相對(duì)密度達(dá)到57.2％；而一般模壓壓強(qiáng)達(dá)到426.9MPa時(shí)，密度達(dá)到7.1g/cm<'3>，相對(duì)密度達(dá)到55.3％。 4、隨著燒結(jié)溫度的升高，燒結(jié)體的密度隨之升高

5、：燒結(jié)溫度為1300℃時(shí)，密度達(dá)到10.g9/cm<'3>；燒結(jié)溫度為1350℃時(shí)，密度達(dá)到11.9g/cm<'3>；燒結(jié)溫度為1400℃時(shí)，密度達(dá)到12.3g/cm<'3>。在燒結(jié)溫度1300-1400℃之間，納米WC-TiC-Co硬質(zhì)合金的硬度沒(méi)有太大的變化：1300℃燒結(jié)，硬度為95.2 HRA；1350℃燒結(jié)，硬度為94.9 HRA；1400℃燒結(jié)，硬度為95.4HRA；然而，傳統(tǒng)硬質(zhì)合金YT5的硬度僅為89.5 HRA。納米W

6、C-5TiC-10Co硬質(zhì)合金的硬度高于傳統(tǒng)硬質(zhì)合金。 5、燒結(jié)溫度由1300℃增大到1400℃時(shí)，燒結(jié)體密度由10.9g/cm<'3>增大到12.3 g/cm<'3>(相對(duì)密度也達(dá)到95.4％)，傳統(tǒng)硬質(zhì)合金YT5的燒結(jié)溫度是1480℃，密度達(dá)到12.5g/cm<'3>(相對(duì)密度達(dá)到97.3％)。納米WC-5TiC-10Co硬質(zhì)合金達(dá)到完全致密化的溫度低于傳統(tǒng)硬質(zhì)合金YT5的燒結(jié)溫度。 6、在光學(xué)金相顯微鏡下觀察，納米

7、WC-5TiC-10Co硬質(zhì)合金的組織是(TiW)C+WC-γ+η相。η相的存在，使納米WC-5TiC-10Co硬質(zhì)合金中的強(qiáng)度下降，因而應(yīng)設(shè)法避免η相的出現(xiàn)。燒結(jié)納米WC-5TiC-10Co硬質(zhì)合金時(shí)，晶粒長(zhǎng)大傾向大，實(shí)際得到的晶粒比較粗大，也導(dǎo)致了強(qiáng)度、韌性的降低，應(yīng)該采取必要的細(xì)化晶粒的技術(shù)措施。 7、納米WC-5TiC-10Co硬質(zhì)合金的抗彎試樣斷口從宏觀形貌上看平齊而光亮，屬于脆性斷裂，斷裂模式為沿晶斷裂?？箯澰嚇訑嗫?/p>