烧结工艺设计对硬质合金性能的影响

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1、.烧结工艺对硬质合金性能的影响【摘要】采用高能球磨机制备超细WC-Co复合粉，通过控制不同的球磨时间获得粉体，分别用放电等离子烧结和真空烧结工艺来制取硬质合金。利用分析天平、扫描电镜等设备，系统的进行烧结方法对硬质合金的硬度、密度、抗弯强度等性能以及显微组织结构影响的研究。实验结果表明：放电等离子烧结跟真空烧结相对比，可以有效地减少合金孔隙，使硬质合金的组织结构更加致密，从而也能够提高硬质合金的各项物理机械性能指标，球磨50h，在1200℃，可以获得密度为14.32g/cm3，洛氏硬度HRA90.4，抗弯强度为2100MPa的综合性能较为优越的硬质合金。【关键词】烧结工艺，硬质合

2、金，性能【Abstract】窗体顶端【Abstract】HighenergyballmillforUltrafineWC-Cocompositepowder,thepowderobtainedbycontrollingthemillingtimeisnot,respectively,withsparkplasmasinteringandvacuumsinteringprocessforthepreparationofcementedcarbide.Utilizationofbalance,scanningelectronmicroscopyandotherequipment,to

3、studythesystemperformanceandtheimpactofsinteringofcementedcarbidemicrostructurehardness,density,flexuralstrengthright.Theresultsshowthat:thedischargeplasmasinteringcomparedwithvacuumsintering,caneffectivelyreducetheporosityalloy,carbideorganizationalstructureismoredense,soitispossibletoimprov

4、ethequalityofthephysicalandmechanicalperformanceofthealloy,milling50h,at1200℃canobtainadensityof14.32g/cm3,RockwellhardnessHRA90.4,2100MPaflexuralstrengthofoverallperformanceismoresuperiorcarbide.【Keyword】SinteringProcess，Cementedcarbide，Performance-..第一章绪论1.1硬质合金及发展、研究现状1.1.1硬质合金硬质合金是指利用高硬度、

5、高弹性模量以及难熔金属碳化物（例如TiC、WC等)做为基体，再使用渡族金属(通常是Fe、Ni、Co等)做为粘结剂，采用粉末冶金的方法而制备成的多相复合材料。该复合材料具备各种优点，如有较高的硬度、良好的耐磨性，热稳定性好等，因此，在现今的工具材料中，耐高温材料、以及耐磨材料跟耐腐蚀材料获得的普遍应用，被誉为“工业的牙齿”。而当中的超细WC-Co硬质合金，拥有的晶粒度更为细小，跟具有相同成分的普通硬质合金相比，其洛氏硬度HRA要高出1.5~2MPa，在室温下，抗弯强度更是高出700-1500MPa。高温硬度比普通合金同样要好出许多，从而能够在难加工材料乃至高科技领域中大放光芒，获得

6、广泛利用。高硬度硬质合金（HRA86~93），强度高，耐磨性和韧性好，耐高温，耐腐蚀等优良的物理和化学性质，它不仅可用于各种五金工具，刀具材料，精密轴承，耐磨零件和缸套，也广泛用于采矿和机械破碎工具地质钻探作业，包括锤，钎片，刮刀，刀，钻头，球齿板，眼镜，李宁板和板锤，因此，它是矿山隧道工程，世界石油勘探，地质勘探和煤矿挖中起着至关重要的材料之一。然而，硬质合金也有一些缺点，如在硬质合金的长过程中的应用，比较大的脆性，难以形成复杂形状的一整套工具，通常由硬质合金与不同形状的叶片，通过采用焊接和粘接等方法来安装在刀体或者工具上使用。其中的截齿是直接对岩石进行切割的零部件。在切割岩石

7、，常伴随有脱落，刀头磨损，牙齿断裂，断裂失效形等一系列损伤，情况尤为严重，其原因除了对钻井环境相当恶劣外，更为重要的是因为硬质合金的耐磨性和冲击韧性无法很好的满足服役要求。于是开发出具有高韧性兼具高硬度的新型硬质合金是首当其冲。1.1.2WC-Co硬质合金的发展传统方法制备粉末的基本步骤为：首先把钨粉跟炭黑一起均匀混合，并在温度为1400～1600-..℃下进行碳化，制得所需的WC粉。之后跟钴粉混合、研磨而制备而成。这种方式存在缺点，它是WC-Co粉末获得小于一微米的尺寸很难，典