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1、第31卷第1期浙江工业大学学报Vol.31No.12003年2月JOURNALOFZHEJIANGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYFeb.2003文章编号:100624303(2003)0120001206WC2Co硬质合金的相组成及其相变1,21122马淳安,褚有群,黄辉,成旦红周邦新(1.浙江工业大学化学工程学院,浙江杭州310032;2.上海大学材料科学与工程学院,上海200072)摘要:碳化钨(WC)是一种硬度高、热稳定性和耐磨性好的硬质合金材料。WC2Co硬质合金的性能除与W
2、C晶粒的大小有关外,在很大程度上还取决于合金中的相组成及相转变。本文主要依据WC2Co系相图,采用热力学方法对烧结过程中合金的C、G相的生长条件、成分结构以及相变过程进行了讨论,从本质上阐明WC2Co硬质合金的成相规律和影响因素。关键词:碳化钨;硬质合金;相变中图分类号:TF123.72文献标识码:ACompositionandphasetransformationofWC-Cocementedcarbide1,21122MAChun2an,CHUYou2qun,HUANGHui,CHENGDan
3、2hong,ZHOUBang2xin(1.CollegeofChemicalEngineering,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310032,China;2.CollegeofMaterialsScienceandEngineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Tungstencarbide(WC)isoneofcementedcarbidematerialswiththem
4、eritsofhighhardness,highthermalstabilityandoutstandinganti2wearness,etc.Theperfor2manceofWC2Cocementedcarbideisinfluencedbythegrainsizeanddimensionofbinderphase,andalsorelatedwiththephasecompositionsandtransformation.BasedonthephasediagramsofWC2Co,the
5、formationconditions,compositionsandtransformationofCandGphaseinWC2Coalloyarediscussedinthispaper.Theotherfactorsonthephasefor2mationarealsoanalyzedinthispaper.Keywords:tungstencarbide;cementedcarbide;phasetransformation碳化钨(WC)是一种具有高硬度、高热稳定性和高耐磨性的新型功能材
6、料,将WC粉体与粘结金属(Co、Ni、Fe、Fe2Ni、Ni2Co、Fe2Ni2Co等)烧结而成的WC基硬质合金,可广泛应用于制作特殊刀具、微型钻头、打印针头及精密模具等。此外,WC在某些催化反应中还具有奇特的类Pt、Pd的催[1-7]化活性。近年来研究表明,WC晶粒的细化可明显改善合金的性能,超细晶粒的硬质合金不仅硬度高、耐磨性好,而且还具有很高的强度和韧性。目前超细WC粉体的主要制备方法有:固定床[8][9][10][11]反应法、原位渗碳还原法、机械合金化法和喷雾干燥2流化床法(SCP)等,
7、其中SCP法已收稿日期:2002209220;修订日期:2002211201基金项目:国家自然科学基金项目(20276069);浙江省自然科学基金重大资助项目(ZD0024)作者简介:马淳安(1951-),男,浙江东阳人,教授,博士生导师,主要从事电化学工程及纳米材料等领域的研究工作。·2·浙江工业大学学报第31卷成功应用于WC2Co复合粉体的工业化生产。硬质合金的性能除与WC的晶粒大小有关外,很大程度上还取决于合金的相成分、微结构及其存在形式,实际生产中由于受原材料及烧结工艺等因素的影响,合金中
8、通常含有较复杂的组织结[12]构。在WC2Co硬质合金中,关于C相的结构及相转变过程的研究不尽一致,Exner等认为由于WC刚性骨架对C相的“机械约束作用”使合金中的C相更稳定,从而使合金中的C相都是fcc型,[13]而刘寿荣则认为室温下WC2Co合金中的C相是以B2C相为主的A2C相和B2C相的混合物,此外,在G相的生长形态、形成条件、成相规律及其与合金性能之间的关系等方面都还不清楚。为此,本文主要依据WC2Co系相图,从热力学角度来探讨WC2Co合金的相组成及其相变过程。1WC
