烧结温度对WC-16TiC-4TaC-9Co硬质合金微观组织与性能的影响.pdf

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1、2013年9月重庆文理学院学报Sep．，2013第32卷第5期JournalofChongqingUniversityofArtsandSciencesV0l_32No．5烧结温度对WC一16TIC一4TaC一9Co硬质合金微观组织与性能的影响李力，张崇才，陈慧，王权(1．重庆文理学院重庆市高校微纳米材料-12程与技术重点实验室，重庆永川402160；2．西华大学材料科学与工程学院，四川成都610039)[摘要]选用WC、(w，Ti)C、TaC和Co粉配制WC一16TIC一4TaC一9Co合金混合料，经球磨后压制压坯，在1410oC、1430℃和1450℃温度下真空烧结．测试

2、烧结试样的性能，采用扫描电子显微镜(SEM)观察其微观形貌．结果表明：随着烧结温度升高，合金晶粒尺寸明显长大．1450oC真空烧结的试样综合性能较好，WC平均尺寸为0．7m，(W，Ti，Ta)C平均尺寸为3m．[关键词]硬质合金；机械性能；真空烧结；烧结温度；微观组织[中图分类号]TG135．5[文献标志码]A[文章编号]1673—8004(2013)05—0004—04机械加工向高速、大切削量、干式方向发展，1实验方法与步骤对刀具材料提出了更高的性能要求．钨钴钛钽类硬质合金以其优异的机械性能和高温性能能很1．1合金WC一16TIC一4TaC一9Co粉体制备好满足上述要求．其

3、中，TaC作为一种高效的硬试验用的原料及其平均粒度如表1所示．质合金添加剂成为近些年来的研究热点j．有表1原料粉体的基本参数文献表明，在硬质合金中添加TaC能有效提高合金的常温硬度、高温硬度和强度，提高抗扩散和抗氧化磨损能力，从而改善切削性能3J．通常情况下，使用添加钽的硬质合金是为了提高刀具材料的耐磨性、抗冲击能力和通用性，但目前对含钽硬质合金的制备工艺尤其是烧结工艺的研究还有待深入进行．本文研究在不同烧结温度下的WC一16TIC经计算制备WC一16TIC一4TaC一9Co合金一4TaC一9Co硬质合金的性能与组织，阐述烧结混合料．每个球磨罐装复合粉料100g，硬质合金温度

4、和合金组织和性能的关系与作用机理，探索磨球直径分别为‘P8．0mm、‘P6．3mm，球料比为制备含钽硬质合金的烧结工艺，以期为工业生产5：1；加入50mL无水乙醇(分析纯)及1g硬脂提供数据基础．酸，密封球磨罐．用ND2型行星式高能球磨机球[收稿日期]2013—04—24【基金项目]重庆市教委科学技术研究项目(KJll1209)．【作者简介]李力(1984一)，男，河南洛阳人，讲师，在读博士，主要从事硬质合金刀具材料制备方面的研究4磨，球磨45h后用LA一950激光散射粒度分布国家标准GB3849—83，用HR一150A型洛氏硬分析仪和FEIQuanta250型扫描电镜测试分

5、析度计测定试样的硬度值(HRA)，每个试样测3混合料粒度，结果表明平均粒度为0．3m．个点，取其平均值．1．2试样制备抗弯强度(Transverserupturestrength，TRS)：在球磨结束前5h加入2wt％的石蜡作为成依据中华人民共和国国家标准GB3851—83，在型剂．球磨后将球磨罐放入DZF一6050型真空SGY一50000型数显式压缩强度测试仪上用3点干燥箱干燥，干燥后取出，研磨混合料并过筛．将弯曲法测试样的抗弯强度，所用试样尺寸为5X混合料放人硬质合金模具，在电液伺服万能试验5X20mm，取5根试样的平均值作为抗弯强度值．机上采用200MPa模压30S，再

6、经过300MPa冷1．4试样的孔隙度评定与SEM形貌观察等静压压制3min，制备压坯．为了观察烧结试样的微观形貌和评定孔隙在VSF一223真空烧结炉中烧结压坯，制备度，其金相试样的制备过程如下：采用砂轮粗磨，WC一16TIC一4TaC一9Co合金试样．烧结工艺如砂纸细磨，金刚石研磨膏抛光，直接在200X的下：以2％／min从室温升到375oC，保温2h；再普通光学显微镜下观察孔隙；用碱性红血盐溶液以2．5oC／min升温至450oC；以5℃／rain升温(10％KOH+10K3Fe(CN)6+80％H2O)腐蚀经至600℃，保温40min；以5oC／min升温至1240抛光的

7、试样，在FEIQuanta250型扫描电镜下观℃，保温1h；以3~C／rain升温至接近烧结温度；察显微组织．再以1~C／min升温至烧结温度，保温1h，然后2试验结果及讨论分析随炉冷却．烧结温度分别为1410℃、1430℃、1450℃．2．1烧结温度对WC一16TIC一4TaC一9Co合金1．3试样的性能检测的密度、抗弯强度和硬度的影响密度(Density)：用排水法测定合金试样的密在不同的烧结温度下，WC一16TIC一4TaC一度，取3个相同成分试样的平均值表示其密度．9Co硬质合金烧结试样的性能测