梯度结构硬质合金的制备与研究

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1、中南人学硕卜学俯论文摘要本文通过光学显微分析、扫面电子显微分析、质量和密度的测定以及力学性能检测等研究分析手段，对钻相呈梯度结构分布的硬质合金进行了研究。文中讨论了梯度结构硬质合金的制各工艺、粉末原始粒度对渗碳前驱体的影响，并从液相烧结理论出发探讨了渗碳前驱体内T1相的形成与分布机理。最后通过对渗碳前驱体在渗碳前后的质量、密度及显微组织的变化，探讨了渗碳反应及钻相梯度结构的形成机理。获得以下主要结论：(1)通过贫碳配料预烧结，以传统硬质合金的烧结工艺可以制备出11相弥散分布的渗碳前驱体；研究还发现渗碳前驱

2、体内11相的形成区域为合金中W弥散分布的区域，T1相的形成可看作是在含w的微区内原位生成，T1相的弥散分布与w的弥散分布有关。(2)对含T1相弥散分布的渗碳前驱体进行适当的后续渗碳处理，可以按预期目标制备出了钻相呈梯度结构分布的硬质合金。同时还发现对于本论文中的合金，其抗弯强度随着渗碳时间的延长出现了峰值：在渗碳处理140min时出现了最大抗弯强度值，在渗碳处理160min后合金的抗弯强度开始出现下降，分析认为主要是由于合金内WC与T1相的晶粒长大所致。(3)合金在渗碳处理后出现质量增加，但密度却稍有下降

3、。分析认为在渗碳处理时活性碳原子与前驱体内的T1相反应，T1相晶格中的钴被游离出来，同时还形成新的WC相，从而导致合金整体的体积发生了少量的膨胀。(4)对于液相渗碳钴相梯度形成机理，分析认为是在碳势作用下，11相分解出的W原子开始向表层迁移和表层钴相中的C原子开始在表层粗大的WC颗粒上析出，并伴随着合金体积的膨胀，根据扩散物质守恒，由于W原子向合金表面迁移和体积的膨胀会在合金内部留下的体积空位缺陷通过液相钴的粘性流动进行填补，导致了钻相的迁移，形成富钴的梯度分布。关键词：硬质合金；梯度结构；液相烧结；渗碳

4、处理；反应扩散中南人学硕十学伊论丈AbstractABSTRACTThecementedcarbidewithcobaltgradientstructureiSinvestigatedcomprehensivelyinthispaperbyusingopticalmicroscopeanalysis，scanningelectronmicroscopeanalysis(SEM)，densityandmassmeasurement,mechanicalpropertytesting．111emanufact

5、uretechnologyofcementedcarbidewithcobaRgradientstructureiSdiscussed．，effectofparticlesizeofrawWCmaterialsoncarburize．precursorsubstanceiSstudiedbasedontheliquidsinteringtheory．Finally,thevariationofdensityandmassofcarburize-precursorbetweenbeforecarburizi

6、ngandcarburizediSmeasured,andtheformingmechanismofcobaltgradientsutructureisdiscussedinthispaper．Themainconclusionsarelistedasfollows：(1)necarburize—precursorwithdispersedetaphaseismanufacturedthroughthewayoftraditionalmanufactureprocessofcementedcarbide，

7、andtheformingregioninbeforecarburizingistheregionofWduringmixingandblending，andtheetaphasecouldbediscribedasformingintheoriginalpositionofmicro-regionofcontainingWatoms．(2)Thecementedcarbidewithcobaltgradientstructureismanufacturedbycarburizingthecarburiz

8、e-precursorsubstance，thecarburize—precursorsubstanceiscarburiedfordifferenttimeatthesametemperature，thetransverserupturestrength(TRS)ofsamplesincreasedwhencarburizingtimeWasleSSthan140minandthemaximumappearedat140mi