采礦和建筑用硬質(zhì)合金的需求量日益增加,這類零件通常需在高溫、高沖擊載荷、強(qiáng)烈的磨料磨損等極其嚴(yán)苛的條件下工作。平均粒徑為6-10μm的超粗晶WC-Co硬質(zhì)合金因具有良好的斷裂韌性、熱傳導(dǎo)性以及抗熱疲勞性而漸漸得到關(guān)注。國內(nèi)近幾年才開展有關(guān)超粗硬質(zhì)合金的研究,公開報(bào)道的文獻(xiàn)較少。在此基礎(chǔ)上,本研究試圖探索晶粒度≥6μm的高性能超粗晶WC-Co硬質(zhì)合金的制備工藝。首先采用液相還原法制備WC-Co混合料,分析了不同工藝參數(shù)對粉體包覆效果的影響,得出優(yōu)化工藝;然后以制得的粉末為原料,采用真空燒結(jié)制備WC-Co硬質(zhì)合金,研究壓制壓強(qiáng)、碳含量、燒結(jié)工藝對合金顯微組織及綜合性能的影響,通過不斷優(yōu)化工藝,得到高性能超粗晶WC-Co硬質(zhì)合金。本論文得到如下結(jié)論:(1)采用液相還原法制備WC-Co復(fù)合粉,確定了實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù):預(yù)先超聲處理原料粉末40min,采用機(jī)械攪拌與超聲震蕩相結(jié)合的攪拌方式,機(jī)械攪拌速度1200r/min,控制反應(yīng)溫度70℃,還原劑的用量為n(N2H4/Co2+)=3,n(Na H2PO2/Co2+)=0.6,鈷鹽濃度0.1mol/L,還原劑滴加速度5ml/min,p H控制在11.5~12范圍內(nèi)。制得的粉體分散性好,大量超細(xì)粘結(jié)相鈷涂覆在WC顆粒表面,有效改善了硬質(zhì)相與粘結(jié)相分布的均勻性。(2)通過改變復(fù)合粉末的壓制成型壓強(qiáng)、碳含量、燒結(jié)工藝,逐步確定各制備工藝參數(shù)值。在本實(shí)驗(yàn)的制備條件下,當(dāng)壓強(qiáng)為100MPa、WC含碳量為6.09%、燒結(jié)溫度為1480℃、燒結(jié)時(shí)間為60min時(shí),得到了顯微組織均勻的超粗晶WC-Co硬質(zhì)合金,平均晶粒度為9.6μm,沖擊韌性、抗彎強(qiáng)度分別為4.39J·cm-2、2687MPa,硬度為85.3HRA。
【學(xué)位單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TF124
【部分圖文】：

2.1.1 原料粉末實(shí)驗(yàn)所用的原料粉末由株洲硬質(zhì)合金有限公司提供，WC 粉的費(fèi)氏粒度為13μm，總碳含量 6.17%，游離碳 0.02%。W 粉費(fèi)氏粒度為 1.45μm。圖 2-1 為 W粉末的掃描電鏡形貌照片。

圖 3-1 實(shí)驗(yàn)工藝流程圖Fig.3-1 Flow chart of experiments固定量的氯化鈷，加入去離子水配制成一定濃度的溶液； 1:1 的檸檬酸鈉加入氯化鈷溶液中并用玻璃攪拌棒充分?jǐn)嚾i燒瓶，并將燒瓶置于 35℃水浴鍋中攪拌，使檸檬酸，為后續(xù)加入氫氧化鈉調(diào)節(jié) pH 值做準(zhǔn)備；將經(jīng)預(yù)先處理入到混合溶液中，高速攪拌使之成為穩(wěn)定的懸浮液，實(shí)驗(yàn)械攪拌加超聲震蕩的方式，攪拌速度為 1200r/min；提高.0mol/L 的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)該溶液體系的 pH 值在 11入還原劑水合聯(lián)氨與次磷酸鈉，還原劑的濃度為 0.1mol/。觀察反應(yīng)體系的變化，當(dāng)溶液逐漸澄清且加入還原劑后示該還原反應(yīng)已進(jìn)行完全。常溫冷卻、陳化 2 小時(shí)后過濾以上再用無水乙醇洗滌以除去雜質(zhì)離子，然后將粉末于 WC-Co 復(fù)合粉。

圖 3-3 不同溫度下鈷粉的形貌圖Fig.3-3 Micrographs of cobalt powders with different temperature3.3.2 還原劑的選擇及用量的影響

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2821500