碳化物钴复合粉末及其材料的制备与机理研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要难熔金属碳化物具有高熔点、高硬度、化学稳定性好、导电导热能力强等优点，广泛应用于高速切削工具、耐磨材料、超硬涂层及高温结构材料等方面，还被用作于超细WC-Co硬质合金的抑制剂。难熔金属碳化物由金属钴粘结而成的硬质合金材料具有高硬度和良好的耐磨性，以及高的红硬性．超细we-co硬质合金则兼具了高强度、高硬度的。双高”性能，在集成电路板微型钻头、点阵打印机打印针头等方面有着广泛的应用。wc-co复合粉末因具有成分高度均匀的特性而备受研究者的青睐，开发出适用产业化的制备工艺是20多年来硬质合金工作者们孜孜追求的目标．而成本高、工艺不易控制、环保性不强等

2、缺点一直难以克服。本工作采用溶解性好的偏钨酸铵和环保性强的碳酸钴为基本原料，经喷雾干燥后煅烧得到氧化物粉末，再配以碳黑球磨混匀后于真空炉中在低于1000"12下直接还原碳化，一步得到B明r粒径为0．29／an、游离碳含量Cf、<0．06wt．％的超细WC-10wt．％CO复合粉末．氧化物COWOdW03在碳化过程中的物相变化为：CoWOdW03_COW04+W02+WtsOo_coW04+w024-Wls0494-W一÷WC+C06WaC+C03w3C4-Cb_WC+Cb。将所得w(2-10wt．％Co复合粉末添加抑制剂(0．4wt．％VC+0．4wt．％Cr3Ca)后真空

3、烧结并辅以低压热处理，得到WC_,-10wt．％Co硬质合金。为了探讨粗颗粒WC粉末的添加对超细WC-CO复合粉末烧结合金显微结构和力学性能的影响，将粗颗粒WC粉(FSSS：0．9脚)和co粉(FSSS：1．0／,ma)(WC：Co=9：1，inmass)按质量比分别为30％、50％和70％添加到所制备的WC-10wt．％co复合粉末中去．结果表明：由含70wt．％(WC-10wt．％Co复合粉末)和30wt．％(90wt．％WC4-10wt．％co租颗粒粉末)混合粉末制备所得的合金具有最均匀的显微结构和最优异的力学性能。本工作基于在粘结相co中引入抑制剂(难熔金属碳化物)

4、的设想，采用抑III武汉理工大学硕士学位论文制剂氧化物和Coj04为基本原料，用碳黑进行在真空炉中进行直接还原碳化，分别得到Co-30wt．％VC、Co．30wt．％M02C、Co-30wt．％TaC、Co-30wt．％TiC和Co-30wt．％NbC等钴．抑制剂复合粉末。结果表明：钴的参与能有效降低抑制剂氧化物的碳化温度，所得粉末呈现出典型的核壳型结构。本工作还对钨钴氧化物粉末CoW04／W03被C的直接还原碳化过程进行了研究，对有钴参与时难熔金属氧化物的低温碳化机理进行了分析，还对超细WC-Co硬质合金的强度和硬度等问题进行了尝试性的探讨。‘关键词：碳化物复合粉末硬质合

5、金直接还原碳化强度硬度IV武汉理工大学硕士学位论文AbstractRefractorymetalcarbidespossessofhighmeltingpoint,highhardness，chemicalstability,goodelectricalconductivityandthermalconductivity,thusarewidelyusedincutting．weal[resistantparts，coating．hightemperaturesffucturalmaterials，andgraingrowthinhibitorsforultrafinewe

6、-Cohardmetals．Hardmetals,consistingofrefractorymetalcarbidescementedbythecobaltphase,exhibithi【ghhardness,wearresistance，andexcellenthothardness．UltrafinaWC．C0hardmetalshavebeenappliedinareassuchasminiaturedrillsforhigmyintegratedprintedcircuitboardscecss),pinsfordot-printers,andSOon,owing

7、toitsbothhighhardnessandhighstrength．WC—Cocompositepowdcrhasattractedsubstantialinterestsduetoitsumfonndistributionincomposition,andproperroutessuitedforindustrializationhavebeen{exploringbyscleafistsandengineersinrecentdecades．Howcvcr,disadvantagessuchashighc