超细WC-10Co硬质合金的制备及组织结构和性能

论文摘要

超细硬质合金具有高硬度、高强度的双高特性,在切削加工、集成电路等领域应用广泛。本文以WC-10Co复合超细粉为原料,通过添加抑制剂VC和TiC以及稀土Ce的方式,采用真空无压烧结工艺制备超细晶硬质合金,研究了添加剂成分和烧结工艺对超细WC-10Co硬质合金的组织结构和力学性能的影响规律和机制。利用DTA及TG分析、SEM、EDS和XRD等手段,分析超细WC-10Co硬质合金的烧结温度、物相组成以及微观组织结构,采用静水称量法测试硬质合金的密度及致密度,采用维氏硬度计和万用电子试验机测试硬质合金硬度和弯曲强度。VC和TiC颗粒尺寸随球磨时间延长逐渐减小,球磨时间为48h时,颗粒尺寸约为0.3μm,继续延长球磨时间,颗粒尺寸不发生明显变化。VC和TiC加入时对WC-10Co硬质合金的共晶液相温度无明显影响。VC添加量增加,WC晶粒逐渐细化,当添加量为0.6wt%时,WC晶粒尺寸约为0.3～0.5μm,继续增加VC含量,WC晶粒尺寸不再减小,并出现粘结相Co的聚集。适当添加稀土Ce,WC晶粒细化、尺寸分布均匀、致密度提高,Ce添加细化WC晶粒的主要原因在于:抑制细小WC晶粒的溶解-再结晶;当烧结温度低于1450℃时,烧结温度升高,WC晶粒长大、致密度提高,当烧结温度为1500℃时,因钴的流失而产生孔洞。WC-10Co硬质合金的硬度随着VC含量的增加升高,而弯曲强度降低; WC-10Co-0.6VC硬质合金的硬度随着Ce含量的增加而升高,而弯曲强度随着Ce含量的增加先升高后降低, Ce添加量为0.4wt%时弯曲强度最高;烧结温度升高,WC-10Co-0.6VC硬质合金的硬度降低,而弯曲强度随着烧结温度的升高先增加后减小,在烧结温度为1400℃时,弯曲强度最高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的与意义
• 1.2 硬质合金的发展历程
• 1.3 硬质合金的性能及应用
• 1.4 硬质合金的制备
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 试验材料及方法
• 2.1 试验用原材料
• 2.2 试样制备及设备
• 2.3 组织结构分析
• 2.4 性能测试
• 第3章 超细WC-10Co 硬质合金制备
• 3.1 硬质合金成分设计
• 3.2 球磨细化及混粉
• 3.3 模压成型
• 3.4 真空无压烧结
• 3.5 本章小结
• 第4章 超细WC-10Co 硬质合金的组织结构
• 4.1 引言
• 4.2 VC 含量对组织结构的影响
• 4.3 TiC 含量对组织结构的影响
• 4.4 稀土Ce 对组织结构的影响
• 4.5 烧结温度对组织结构的影响
• 4.6 本章小结
• 第5章 超细WC-10Co 硬质合金的力学性能
• 5.1 引言
• 5.2 VC 对力学性能的影响
• 5.3 TiC 对力学性能的影响
• 5.4 稀土Ce 对力学性能的影响
• 5.5 烧结温度对力学性能的影响
• 5.6 断口形貌分析
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢