亚微细晶粒硬质合金低压烧结工艺的研究

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1、摘要采用高温显微镜、同步热分析、热膨胀实验等方法。系统的研究了亚微细硬质合金的烧结特性。通过高温显微镜实验发现WC粒度、碳含量、钻含量等因素与液相出现的温度以及共晶点温度有关。即碳含量越高，WC晶粒越细，钴含量越高，合金中的液相出现温度越低，反之，液相出现温度点越高。通过同步热分析发现亚微细合金重量损失分为四个阶段：在33．9。C，试样中水分的挥发；在294．3。C一369℃，石蜡分解阶段；在369℃一710。9。C范围内，试样的中wC和co的氧含量的损失：第四阶段为710．9"C一840。59C时高碳链石蜡裂化。通过差热分析，发现亚微细合金的液

2、相出现温度为1256．2。C，共晶点温度为1325．3℃。通过热膨胀烧结实验，亚微细硬质合金开始收缩温度及最大收缩时的烧结温度与粉料中碳含量、wC粒度有关。wC粒度和碳含量影响合金的收缩起始与结束温度，wC粒度越细，碳含量越高，合金收缩的起始温度和结束温度就越低，反之，越低。通过真空烧结、低压烧结的方法，比较其对合金金相组织、合金力学性能，得出真空烧结不利于亚微细硬质合金的生产，低压烧结能保证工业化生产优质的合金。采用低压烧结的方法，将JZl3U牌号的合金进行了1350℃、1370℃、1390℃、1420℃四种烧结温度的实验，分析了烧结温度对合金

3、的金相组织、硬度、抗弯强度等影响，得出JZl3U牌号的台金最佳烧结温度为1370℃。利用德国制造的ALD低压烧结炉，采用了JZ06S、JZ08U、JZl0U、JZIOS、JZl3U、JZl0等牌号的试样，进行了烧结压力研究，得出以下结论：烧结压力是消除亚微细硬质合金孔隙的一种有效方式；烧结压力与合金钻含量、晶粒度有关。当钴含量和WC晶粒度一定的情况下，增加烧结压力能有效地闭合合金中的孔洞。在相同的WC晶粒度和烧结压力下，合金中孔洞随钴含量地增加，其闭合效果越好。钴含量一定时，合金晶粒度越细，其中孔洞闭合所需要的压力就越大；JZIOS、JZIOU、

4、Jzl3U牌号的合金在8．0xICPa烧结压力下能闭台。／Z06S、IZ08U牌号的台金在8，O×106Pa烧结压力下不能闭合，其产品仍需要进行HIP处理。将亚微细硬质合金SMl3牌号应用到三牙轮钻头上，使用效果良好。不过要严格控制生产工艺，确保合金无裂纹、钴湖、粗晶等缺陷存在。关键词亚微细硬质合金低压烧结烧结压力烧结温度AbstractInthisthesis，sometestmethods，suchasHeatingMicroscope，DTA—TGThermalDialationTesting，wereusedtoresearchthesi

5、nteringpropertiesofcementedcarbideinsubmicrongrain，systematically．ItisfoundwithH．eatingMicroscopthatthegranularity,carboncontent，cobaltcontentoftungstencarbidearerelatedtOthetemperatureofliquidphaseemergingandeutecticpoint．Itisshownthatthefinerthegranularity,thehigherthecarbo

6、ncontentandcobaltcontentforcarbidetungsten，thelowertheliquidphasetemperatureofhardalloy,contrarily,thehigherofliquidphasetemperature，Itisfoundthattheweightlossofsubmicrongrainofcementedcarbidecarlbedividedintofourphases，asfollows：thewaterinthesampleevaporatesat33．9"C。paraffin

7、ebegintodecomposein294．3℃～369℃．theoxygencontentofWCandCodecreasesin369。C一710．9℃、carbon-richedchainsofparaffincmckein71O．9"C～840．5"C．And，itisfoundthroughtheDifferentialthermalAnalysis(DTA)thatliquidphasetemperatureofcementedcarbideinsubmicrongrainis1256．2℃．theeutecticpointtemp

8、eratureis1325．3℃．ItisalsofoundwitllThermalDialationTestingthattemper