板狀WC晶粒硬質(zhì)合金制備及其表面滲碳技術(shù)的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-17 18:19
本文采用真空燒結(jié)法制備了板狀WC晶粒硬質(zhì)合金。通過(guò)DSC、XRD、SEM、EDS等手段系統(tǒng)研究了燒結(jié)過(guò)程中板狀硬質(zhì)相形成與生長(zhǎng)機(jī)理以及化學(xué)組成對(duì)合金顯微組織和力學(xué)性能的影響。在此基礎(chǔ)上,選擇性能較優(yōu)的板狀硬質(zhì)相晶粒硬質(zhì)合金作為基體,采用表面滲碳技術(shù)制備梯度結(jié)構(gòu)的板狀硬質(zhì)相晶粒硬質(zhì)合金。首先研究了燒結(jié)過(guò)程中板狀硬質(zhì)相形成與生長(zhǎng)階段的相變與顯微組織的演變,結(jié)果表明:在固相燒結(jié)階段(700℃1200℃),大部分扁平化W粉顆?梢灾苯优cC反應(yīng)生成板狀WC,少部分W粉顆粒與Co、C作用形成η相;η相進(jìn)一步與C反應(yīng)生成WC、Co的過(guò)程對(duì)板狀WC晶粒的形成起到促進(jìn)作用。固相燒結(jié)階段形成的細(xì)小等軸狀硬質(zhì)相在隨后的液相燒結(jié)階段通過(guò)溶解-析出過(guò)程在粗大的板條狀WC晶粒表面析出。隨后研究了1200℃1400℃升溫速率對(duì)硬質(zhì)合金顯微組織和力學(xué)性能的影響,發(fā)現(xiàn)隨著升溫速率的提高,合金硬質(zhì)相晶粒平均尺寸下降、長(zhǎng)厚比先增加后下降,硬度及抗彎強(qiáng)度先增加后下降,斷裂韌性下降。當(dāng)升溫速率為3℃/min時(shí),硬質(zhì)合金綜合力學(xué)性能較佳。研究了C含量、NbC添加量和TaC添加量對(duì)板狀W...
【文章來(lái)源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的特點(diǎn)
1.3 板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的制備方法
1.3.1 利用WC晶粒在燒結(jié)過(guò)程中的異常長(zhǎng)大形成板狀WC晶粒
1.3.2 合成WC孿晶形成板狀WC晶粒
1.3.3 加入板狀WC晶粒晶種
1.3.4 以“W+石墨+Co”混合粉為原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)制備板狀WC晶粒硬質(zhì)合金
1.3.5 以“Co_xW_yC_z化合物+C”混合粉為原料制備
1.4 硬質(zhì)合金中常用金屬碳化物添加劑及其作用
1.4.1 VC、Cr_3C_2的作用
1.4.2 TaC的作用
1.4.3 NbC的作用
1.5 梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的特點(diǎn)及制備方法
1.5.1 構(gòu)造法
1.5.2 傳輸法
1.6 本文研究目的和意義
1.7 本文技術(shù)路線(xiàn)
第二章 實(shí)驗(yàn)材料的制備與表征
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)成分設(shè)計(jì)
2.3 實(shí)驗(yàn)材料的制備流程
2.3.1 硬質(zhì)合金基體的制備
2.3.2 硬質(zhì)合金的滲碳處理
2.4 實(shí)驗(yàn)材料的測(cè)試與分析
2.4.1 力學(xué)性能測(cè)試
2.4.2 差熱分析
2.4.3 物相分析
2.4.4 顯微組織形貌及成分分析
第三章 板狀WC晶粒硬質(zhì)合金燒結(jié)過(guò)程中顯微組織演變的研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.3 燒結(jié)過(guò)程中的相變及顯微組織演變研究
3.3.1 燒結(jié)過(guò)程中的熱分析
3.3.2 固相燒結(jié)階段的相變及顯微組織演變
3.3.3 液相燒結(jié)階段相變及顯微組織演變
3.4 1200℃~1400℃階段升溫速率對(duì)合金顯微組織及力學(xué)性能的影響
3.4.1 1200℃~1400℃階段升溫速率對(duì)合金顯微組織的影響
3.4.2 1200℃~1400℃階段升溫速率對(duì)合金力學(xué)性能的影響
3.5 本章小結(jié)
第四章 化學(xué)成分對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金組織和性能的影響
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.3 C含量對(duì)板狀硬質(zhì)相晶粒硬質(zhì)合金顯微組織及力學(xué)性能的影響
4.3.1 C含量對(duì)合金相組成的影響
4.3.2 C含量對(duì)合金顯微組織的影響
4.3.3 C含量對(duì)合金力學(xué)性能的影響
4.4 NbC添加量對(duì)板狀硬質(zhì)相晶粒硬質(zhì)合金顯微組織及力學(xué)性能的影響
4.4.1 混合料的熱分析
4.4.2 NbC添加量對(duì)合金相組成的影響
4.4.3 NbC添加量對(duì)合金顯微組織的影響
4.4.4 NbC添加量對(duì)合金力學(xué)性能的影響
4.5 TaC添加量對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金顯微組織及力學(xué)性能的影響
4.5.1 混合料的熱分析
4.5.2 TaC添加量對(duì)合金相組成的影響
4.5.3 TaC添加量對(duì)合金顯微組織的影響
4.5.4 TaC添加量對(duì)合金力學(xué)性能的影響
4.6 本章小結(jié)
第五章 板狀WC晶粒硬質(zhì)合金表面滲碳技術(shù)的研究
5.1 引言
5.2 試驗(yàn)方法
5.3 滲碳處理對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金顯微組織及力學(xué)性能影響
5.3.1 滲碳后合金表面相組成
5.3.2 滲碳后板狀WC晶粒硬質(zhì)合金成分分布及顯微組織
5.3.3 滲碳后板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的力學(xué)性能
5.4 基體碳含量對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金梯度結(jié)構(gòu)形成的影響
5.5 主要工藝參數(shù)對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金梯度層形成的影響
5.5.1 滲碳溫度對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金梯度層形成的影響
5.5.2 滲碳?jí)毫?duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金梯度層形成的影響
5.6 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
6.1 全文主要結(jié)論
6.2 全文創(chuàng)新之處
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間取得的科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]η相粉末的制備及燒結(jié)工藝對(duì)板狀WC晶粒的影響[J]. 郭瑜,李志友,李燁. 粉末冶金技術(shù). 2017(01)
[2]新型含片狀晶WC-10%Co硬質(zhì)合金的制備及其性能研究[J]. 雷純鵬,馬運(yùn)柱,劉文勝,劉陽(yáng). 稀有金屬. 2017(04)
[3]VC添加量對(duì)納米晶硬質(zhì)合金的制備及性能影響[J]. 劉雪梅,王海濱,宋曉艷,王西龍,李玉璽. 稀有金屬材料與工程. 2016(02)
[4]固相燒結(jié)階段的升溫速率對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的顯微組織和力學(xué)性能的影響[J]. 涂彥坤,鄭勇,趙毅杰,朱林正,黃琦. 硬質(zhì)合金. 2015(04)
[5]合金碳含量和燒結(jié)氣氛對(duì)WC-6%Co超細(xì)硬質(zhì)合金表面形貌及成分的影響[J]. 劉小胡,時(shí)凱華,閔召宇,楊新宇,廖軍,吳翔. 稀有金屬. 2015(09)
[6]WC-Co硬質(zhì)合金最新進(jìn)展[J]. 張衛(wèi)兵,劉向中,陳振華,陳鼎,彭程. 稀有金屬. 2015(02)
[7]氣氛燒結(jié)法制備WC-Co梯度硬質(zhì)合金的研究進(jìn)展[J]. 孫衛(wèi)權(quán),原一高,王焱坤,白佳聲,車(chē)俊華. 硬質(zhì)合金. 2014(06)
[8]過(guò)渡族金屬碳化物在WC-Co硬質(zhì)合金中的界面偏析與固溶行為[J]. 張立,王喆,陳述,馮于平,柯榮現(xiàn),萬(wàn)慶磊. 硬質(zhì)合金. 2014(01)
[9]超粗晶硬質(zhì)合金的顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[J]. 吳沖滸,聶洪波,曾祺森,肖滿(mǎn)斗. 粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2013(02)
[10]Cr、V、Ta添加劑對(duì)超粗晶和特粗晶硬質(zhì)合金電化學(xué)腐蝕行為的影響[J]. 馬鋆,張立,南晴,解明偉,馮于平,雷霆. 粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2012(06)
博士論文
[1]鎢鈷類(lèi)超細(xì)硬質(zhì)合金刀具及其切削性能研究[D]. 程劍兵.北京理工大學(xué) 2015
[2]納米晶WC-Co硬質(zhì)合金的微結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 高楊.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[3]WC-Co硬質(zhì)合金的微波燒結(jié)制備研究[D]. 鮑瑞.中南大學(xué) 2013
[4]WC-Co梯度硬質(zhì)合金的設(shè)計(jì)、制備及其性能研究[D]. 肖逸鋒.中南大學(xué) 2008
[5]梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制備原理及梯度形成機(jī)理研究[D]. 羊建高.中南大學(xué) 2004
碩士論文
[1]超細(xì)晶WC-10Co硬質(zhì)合金研究[D]. 陳宇.南京理工大學(xué) 2016
[2]新型粘結(jié)相板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的制備[D]. 涂彥坤.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]無(wú)η相梯度超細(xì)硬質(zhì)合金制備技術(shù)的研究[D]. 張肖肖.東華大學(xué) 2013
[4]添加劑對(duì)超、特粗晶硬質(zhì)合金及其Co粘結(jié)相微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響[D]. 程鑫.中南大學(xué) 2012
[5]添加劑對(duì)超粗晶及特粗晶硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的影響[D]. 馬鋆.中南大學(xué) 2012
[6]WC-Co梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制備及力學(xué)性能研究[D]. 李亞林.中南大學(xué) 2012
[7]超細(xì)WC粉末的制備及其燒結(jié)體的性能研究[D]. 羅金華.成都理工大學(xué) 2009
[8]超細(xì)硬質(zhì)合金晶粒長(zhǎng)大抑制劑優(yōu)化及燒結(jié)工藝的研究[D]. 龍堅(jiān)戰(zhàn).四川大學(xué) 2005
[9]氣氛負(fù)壓滲碳制備鈷梯度硬質(zhì)合金的研究[D]. 嚴(yán)武華.中南大學(xué) 2004
[10]亞微米硬質(zhì)合金制備過(guò)程中碳含量的控制研究[D]. 肖仲文.機(jī)械科學(xué)研究院 2004
本文編號(hào):3192220
【文章來(lái)源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的特點(diǎn)
1.3 板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的制備方法
1.3.1 利用WC晶粒在燒結(jié)過(guò)程中的異常長(zhǎng)大形成板狀WC晶粒
1.3.2 合成WC孿晶形成板狀WC晶粒
1.3.3 加入板狀WC晶粒晶種
1.3.4 以“W+石墨+Co”混合粉為原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)制備板狀WC晶粒硬質(zhì)合金
1.3.5 以“Co_xW_yC_z化合物+C”混合粉為原料制備
1.4 硬質(zhì)合金中常用金屬碳化物添加劑及其作用
1.4.1 VC、Cr_3C_2的作用
1.4.2 TaC的作用
1.4.3 NbC的作用
1.5 梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的特點(diǎn)及制備方法
1.5.1 構(gòu)造法
1.5.2 傳輸法
1.6 本文研究目的和意義
1.7 本文技術(shù)路線(xiàn)
第二章 實(shí)驗(yàn)材料的制備與表征
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)成分設(shè)計(jì)
2.3 實(shí)驗(yàn)材料的制備流程
2.3.1 硬質(zhì)合金基體的制備
2.3.2 硬質(zhì)合金的滲碳處理
2.4 實(shí)驗(yàn)材料的測(cè)試與分析
2.4.1 力學(xué)性能測(cè)試
2.4.2 差熱分析
2.4.3 物相分析
2.4.4 顯微組織形貌及成分分析
第三章 板狀WC晶粒硬質(zhì)合金燒結(jié)過(guò)程中顯微組織演變的研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.3 燒結(jié)過(guò)程中的相變及顯微組織演變研究
3.3.1 燒結(jié)過(guò)程中的熱分析
3.3.2 固相燒結(jié)階段的相變及顯微組織演變
3.3.3 液相燒結(jié)階段相變及顯微組織演變
3.4 1200℃~1400℃階段升溫速率對(duì)合金顯微組織及力學(xué)性能的影響
3.4.1 1200℃~1400℃階段升溫速率對(duì)合金顯微組織的影響
3.4.2 1200℃~1400℃階段升溫速率對(duì)合金力學(xué)性能的影響
3.5 本章小結(jié)
第四章 化學(xué)成分對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金組織和性能的影響
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.3 C含量對(duì)板狀硬質(zhì)相晶粒硬質(zhì)合金顯微組織及力學(xué)性能的影響
4.3.1 C含量對(duì)合金相組成的影響
4.3.2 C含量對(duì)合金顯微組織的影響
4.3.3 C含量對(duì)合金力學(xué)性能的影響
4.4 NbC添加量對(duì)板狀硬質(zhì)相晶粒硬質(zhì)合金顯微組織及力學(xué)性能的影響
4.4.1 混合料的熱分析
4.4.2 NbC添加量對(duì)合金相組成的影響
4.4.3 NbC添加量對(duì)合金顯微組織的影響
4.4.4 NbC添加量對(duì)合金力學(xué)性能的影響
4.5 TaC添加量對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金顯微組織及力學(xué)性能的影響
4.5.1 混合料的熱分析
4.5.2 TaC添加量對(duì)合金相組成的影響
4.5.3 TaC添加量對(duì)合金顯微組織的影響
4.5.4 TaC添加量對(duì)合金力學(xué)性能的影響
4.6 本章小結(jié)
第五章 板狀WC晶粒硬質(zhì)合金表面滲碳技術(shù)的研究
5.1 引言
5.2 試驗(yàn)方法
5.3 滲碳處理對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金顯微組織及力學(xué)性能影響
5.3.1 滲碳后合金表面相組成
5.3.2 滲碳后板狀WC晶粒硬質(zhì)合金成分分布及顯微組織
5.3.3 滲碳后板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的力學(xué)性能
5.4 基體碳含量對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金梯度結(jié)構(gòu)形成的影響
5.5 主要工藝參數(shù)對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金梯度層形成的影響
5.5.1 滲碳溫度對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金梯度層形成的影響
5.5.2 滲碳?jí)毫?duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金梯度層形成的影響
5.6 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
6.1 全文主要結(jié)論
6.2 全文創(chuàng)新之處
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間取得的科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]η相粉末的制備及燒結(jié)工藝對(duì)板狀WC晶粒的影響[J]. 郭瑜,李志友,李燁. 粉末冶金技術(shù). 2017(01)
[2]新型含片狀晶WC-10%Co硬質(zhì)合金的制備及其性能研究[J]. 雷純鵬,馬運(yùn)柱,劉文勝,劉陽(yáng). 稀有金屬. 2017(04)
[3]VC添加量對(duì)納米晶硬質(zhì)合金的制備及性能影響[J]. 劉雪梅,王海濱,宋曉艷,王西龍,李玉璽. 稀有金屬材料與工程. 2016(02)
[4]固相燒結(jié)階段的升溫速率對(duì)板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的顯微組織和力學(xué)性能的影響[J]. 涂彥坤,鄭勇,趙毅杰,朱林正,黃琦. 硬質(zhì)合金. 2015(04)
[5]合金碳含量和燒結(jié)氣氛對(duì)WC-6%Co超細(xì)硬質(zhì)合金表面形貌及成分的影響[J]. 劉小胡,時(shí)凱華,閔召宇,楊新宇,廖軍,吳翔. 稀有金屬. 2015(09)
[6]WC-Co硬質(zhì)合金最新進(jìn)展[J]. 張衛(wèi)兵,劉向中,陳振華,陳鼎,彭程. 稀有金屬. 2015(02)
[7]氣氛燒結(jié)法制備WC-Co梯度硬質(zhì)合金的研究進(jìn)展[J]. 孫衛(wèi)權(quán),原一高,王焱坤,白佳聲,車(chē)俊華. 硬質(zhì)合金. 2014(06)
[8]過(guò)渡族金屬碳化物在WC-Co硬質(zhì)合金中的界面偏析與固溶行為[J]. 張立,王喆,陳述,馮于平,柯榮現(xiàn),萬(wàn)慶磊. 硬質(zhì)合金. 2014(01)
[9]超粗晶硬質(zhì)合金的顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[J]. 吳沖滸,聶洪波,曾祺森,肖滿(mǎn)斗. 粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2013(02)
[10]Cr、V、Ta添加劑對(duì)超粗晶和特粗晶硬質(zhì)合金電化學(xué)腐蝕行為的影響[J]. 馬鋆,張立,南晴,解明偉,馮于平,雷霆. 粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2012(06)
博士論文
[1]鎢鈷類(lèi)超細(xì)硬質(zhì)合金刀具及其切削性能研究[D]. 程劍兵.北京理工大學(xué) 2015
[2]納米晶WC-Co硬質(zhì)合金的微結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 高楊.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[3]WC-Co硬質(zhì)合金的微波燒結(jié)制備研究[D]. 鮑瑞.中南大學(xué) 2013
[4]WC-Co梯度硬質(zhì)合金的設(shè)計(jì)、制備及其性能研究[D]. 肖逸鋒.中南大學(xué) 2008
[5]梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制備原理及梯度形成機(jī)理研究[D]. 羊建高.中南大學(xué) 2004
碩士論文
[1]超細(xì)晶WC-10Co硬質(zhì)合金研究[D]. 陳宇.南京理工大學(xué) 2016
[2]新型粘結(jié)相板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的制備[D]. 涂彥坤.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]無(wú)η相梯度超細(xì)硬質(zhì)合金制備技術(shù)的研究[D]. 張肖肖.東華大學(xué) 2013
[4]添加劑對(duì)超、特粗晶硬質(zhì)合金及其Co粘結(jié)相微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響[D]. 程鑫.中南大學(xué) 2012
[5]添加劑對(duì)超粗晶及特粗晶硬質(zhì)合金耐腐蝕性能的影響[D]. 馬鋆.中南大學(xué) 2012
[6]WC-Co梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金的制備及力學(xué)性能研究[D]. 李亞林.中南大學(xué) 2012
[7]超細(xì)WC粉末的制備及其燒結(jié)體的性能研究[D]. 羅金華.成都理工大學(xué) 2009
[8]超細(xì)硬質(zhì)合金晶粒長(zhǎng)大抑制劑優(yōu)化及燒結(jié)工藝的研究[D]. 龍堅(jiān)戰(zhàn).四川大學(xué) 2005
[9]氣氛負(fù)壓滲碳制備鈷梯度硬質(zhì)合金的研究[D]. 嚴(yán)武華.中南大學(xué) 2004
[10]亞微米硬質(zhì)合金制備過(guò)程中碳含量的控制研究[D]. 肖仲文.機(jī)械科學(xué)研究院 2004
本文編號(hào):3192220
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