文档介绍：超细晶粒合金的制造
√添加剂法:使用添加剂,例如VC,Cr3C2等来阻止烧结时WC晶粒的长大而
制备超细晶粒合金的简便方法。
在球磨混合料时加入:℃,得到含
%,平均粒度为125μm的碳化钨粉。经与10%%VC粉球压制烧结后三
得到WC晶粒度为02505μm的超细晶粒合金
·在钨粉碳化阶段中加入:使用纯度为999%,-13μm的钨粉和粒度
,然后裝入石墨舟于H2
起或真空下1500℃碳化15小时,得到WCCC2。接着用通常工艺生产(%的
Cr2C2),CC2和WC互相抑制长大,最后得到合金中W℃平均晶粒度<1μm
超细晶粒合金的制备
ˇ化学共沉淀法:将钨酸铵和硝酸钻溶液分别加热到80℃,一边搅拌钨酸铵,一边将
硝酸钴溶液慢慢滴入,即生成wC-Co复合氧化物沉淀。将沉淀物洗净于燥后,加入碳
黑混合,在H2中1100℃下加热即得混合非常均匀的WC与co混合粉末。W-Go复合氧化
物的还原和W的碳化是一次完成的,氧化钨在还原中长大受到较大程度的抑制,所以混三
合粉末的粒度很细,粉末烧结温度也低,合金中W℃的晶粒很容易达到m以下。
ˇ氯化钨的氢气还原法:将WC6气体与H2在N管中混合,预热,再到反应室中于
100℃·下反应生成微细钨粉。随后,在1650℃下于H2中碳化得到12μm的WG粉。最
后经球磨、压形、真空烧结得到超细晶粒的WCCo合金。此法制得的合金晶粒度小且
均匀,WC纯度高,合金孔隙度低。
兰钨工艺:兰钨具有高的化学活性,比表面大,易于还原,比黄钨(Wo3)更能精确
地控制W粉粒度,用兰钨作原料制取的超细晶粒合金,其抗弯强度比用黄钨作原料的要
高10%以上,且使用寿命提高1倍左右。兰钨工艺以高纯度的仲钨酸铵为原料,逆流通
入高纯的于氢,还原温度在400-500℃之间选择,得到兰色氧化钨(相成分为铵-钨青
铜,W2Os8、WO2n2和WO3复杂成分混合物),接着在700-800℃顺流通入高纯干氢
得到极细的优质W粉。
非均匀结构合金
√非均匀结构合金的概念:非均匀结构合金是将二种或数种不同成分
组成或不同粒度合金混合在一起,制成组织不均匀的硬质合金
ˇ非均匀结构合金的特点:兼有高钴合金的高韧性和低钴合金的高耐
磨性,或者兼有粗晶粒合金的高耐磨性,而且与同成分的普通合金相三
比,其强度通常会显著提高。
√非均匀结构合金的发展:1955年始西德即开展了非均匀结构合金的三
研究。苏联也于1958年制出一种深并钻孔用的非均匀结构合金。此外
瑞典、美国、英国和奥地利也相继试制了非均匀结构的凿岩钴头和工
具
非均匀结构合金的制造方法
√热压法:将C0含量或WC晶粒大小不同的两种混合料混合在一起,然后热压
成所需要的形状,这种方法生产率低,热压过程中的塑性流动以及热压后的退
火处理会降低合金的结构非均匀性,进而降低合金的耐磨性
熔浸法:此法是将烧结好的合金试样的某一个面与熔融Co相接触,熔融Co
便渗透到试样中去而形成可变Co含量的合金。用此法所制成的合金Co量变化
大,但过程繁琐
冷压烧结法
√将髙℃o混合料和低Co混合料分别制成团粒,然后将两者混合后压制烧结。
ˇ例如,将C-93(%WC-%Co)与C-85(87%WC-13%Co两种团粒一
混合,制得了90%WC+10%Co的非均匀结构合金。
又如,将(TC+TaC+NbC=16%,Co=10%,余为WC的混合料先以
2Tcm2的压力成形后擦碎过325目筛并制粒,然后以1:1的混合比混入
wC-20%Co的混合料中,最后经压制烧结便得到具有高浓度
(TG+TaC+NbC)区且尺寸在10以下的非均匀结构合金,其强度达230公斤
{毫米2,比同样成分的普通合金强度50kgmm2。
又如,在高钴混合料中混入一定数量的粗晶粒WC,然后进行压制烧结。
′缺点:上述几种方法虽然简单,但很难保持原始混合状态的非均匀性,因
为烧结过程中各种Co含量之间会进行Co相的重新分布,不同粒度的WC
之间也会通过Co相的再结晶使细晶粒WC长大。
热处理对硬质合金合金组织与
极冷热处理
√以含钴量分别为10%、20%和30%的WC-Co硬质合金为对象。
√WC晶粒的异常长大现象在快速冷却时不如缓冷时明显,所以急三
冷试样中粗大WC晶粒的尺寸一般比缓冷试样中的要小。三
√急冷条件下,合金相的晶粒度较小。
√缓冷时微量杂量质容易在晶界上发生偏析,而急冷时这种现象得三
到改善