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硬质合金微观结构.ppt

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硬质合金微观结构.ppt

文档介绍

文档介绍:硬质合金微观结构
现在学习的是第1页,共25页
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: ,合金γ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到改善。
现在学习的是第8页,共25页
淬火热处理后的硬质相
经热处理可改善WC相的棱角结构,例如经过淬火处理,WC在Co的溶解度增加,而其溶解通常发生在棱角处。
现在学习的是第9页,共25页
热处理对硬质合金体视特征的影响
两相或多相合金的显微晶粒彼此邻接对其重要的性能有着明显的影响。例如,当WC晶粒位邻接度为零时,含10-14%Co的合金强度可达700公斤/毫米2,钴粘结相分散良好的WC-10%Co合金强度可达370公斤/毫米2。从上表可见,WC-Co硬质合金经热处理后,在平均自由程不变的情况下,WC晶粒之间的邻接度明显减少,钴粘结相在WC相中的分布更为均匀,同时WC晶粒由原始状态下的晶界整齐的多面体变成具有波浪形晶界的球状体,应力集中减少,断裂功提高,从而合金强度提高。
现在学习的是第10页,共25页
热处理(淬火)可使高温时溶解在钴相中的W和WC冻结起来,使室温下合金钴相内固溶有更多的W和WC。
热处理后矫顽力的提高,说明由于钨和碳在钴中补充溶解而导致粘结相应力状态增强。用测量居里点的方法测定的钨在粘结相中的含量在淬火后均提高了1-3%(wt)。
现在学习的是第11页,共25页
热处理(淬火)能有效地抑制α-Co/ε-Co相变,使钴相中α-Co的比例增加。其原因一般认为是这样的,快速冷却可以使粘结相中溶解的W、C、WC等更多地保留到室温,而钴相中这些溶质原子浓度的增大和在位错上的偏聚,可以有效地升高钴的层错能,从而阻碍钴相的α-Co/ ε -Co转变。
热处理对钴粘结相结构的影响
现在学习的是第12页,共25页
在600-1300℃下退火(或回火),保温时间1~100小时,其目的是改善各相的应力状态和时效粘结相。
在烧结温度下在不同介质中淬火,其目的是改变两相,首先是粘结相的结构特征和体视特征。
烧结后冷却到室温,然后再重新升温到300-1200℃下于不同介质中淬火,其目的同上。
热处理介质: 加热介质应能防止被处理的合金表面层氧化或脱碳,并保证被处理合金中结构转变的条件。可采用成分为90~98%的BaCl2+-5%K4Fe(CN)6+~5%MgCo3或CaCo3溶盐作为加热介质。
热处理时的淬火介质是影响被处理合金性能的重要因素,一般可用油和水等。但在油中淬火的效果比较好,因为在油中冷却时,被淬火合金周围生成的阻碍散热的汽套由于油的粘度大而缓慢消失,而在水中淬火则该汽套迅速破裂。
常用热处理工艺:淬火能全部或部分保留高温下形成的固溶体成分,在对钴相起固溶强化作用的同时提高了钴相中α-Co的含量。能够改善钴相的塑性并提高硬质合金的综合性能。
热处理工艺及其对合金性能的影响
现在学习的是第13页,共25页
热处理对合金性能的影响
现在学习的是第14页,共25页
现在学习的是第15页,共25页
当合金从高温淬火急速冷却下来后,钴相中W、C、WC的溶解量均明显增多,这些溶质原子一方面对钴相起固溶强化的作用,提高了钴相的强度;
另一方面这些溶质原子通过种种方式对钴相的α- Co 至ε- Co转变起了阻碍作用,使室温下钴相中的ε -Co的自量增高,提高了钴相的塑性。
这两方面的原因(尤其是后者),必然会导致硬质合金整体强度和韧性的改善。
事实上,淬火后合金强度提高最大时正好对应钴相中的α -Co含量最高时,而且淬火对高钴合金作用更大也说明了淬火是通过钻相对硬质合金起强化作用的。此外,淬火后合金组织细化,磁化钨晶粒邻接度下降等因素对合金的强化起到了一定的作用。
热处理强化机制
现在学习的是第16页,共25页
热处理主要能使WC-Co合金的抗弯强度,冲击韧性和小能多冲寿命显著提高,所以热处理硬质合金制品在动载荷条件下使用效果更明显。
热处理硬质合金可应用整体钻头、镦模、冲模,金刚石合成用高压装置零件、粗车和粗祖洗刀具、凿岩钎头和截煤齿,木材切削及其他工具,-1倍。
合成金刚石的高压装置上的硬质合金顶锤经过热处理后,其脆性断裂的几率可降低40%,从而使整个高压装置的寿命提高28~32%,
热处理合金装配成的柱齿钎头与未处理的钎头相比,耐磨性及凿岩提高80-150%,同时经受住了高风压、高冲击功的考验;
热处理后的硬质合金刀片在较低切削速度下铣削结构钢或车削耐热钢,其耐磨性提高25-40%,车削H

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