硬質(zhì)合金是一種通過粉末冶金手段制備的具有高硬度高耐磨性的粉末冶金材料,被稱作工業(yè)的牙齒。硬度和強(qiáng)度在傳統(tǒng)硬質(zhì)合金中是一對矛盾體:Co含量增加,合金強(qiáng)度增強(qiáng)的同時降低了合金的硬度和耐磨性;反之亦然。超細(xì)晶硬質(zhì)合金具有很高的綜合性能:高硬度、高耐磨性和良好的韌性和強(qiáng)度。控制WC燒結(jié)時的晶粒長大對于超細(xì)晶硬質(zhì)合金制備至關(guān)重要,微波燒結(jié)以其獨(dú)特的加熱方式,在控制晶粒長大方面獨(dú)具特色。此外,Co儲量稀少,價格昂貴,采用Ni部分代替Co可以降低硬質(zhì)合金生產(chǎn)成本的同時又滿足合金韌性的要求。本研究采用微波燒結(jié),制備出超細(xì)晶WC-10Co硬質(zhì)合金,分別通過SEM、XRD、EDS等分析手段確定了硬質(zhì)合金的物相構(gòu)成、元素分布和微觀組織;測量硬質(zhì)合金的密度、鈷磁、矯頑磁力、硬度、斷裂韌性、抗彎強(qiáng)度;實(shí)驗(yàn)利用摩擦磨損儀以及三維輪廓儀確定了合金的耐磨性能;利用電化學(xué)工作站,分析合金的耐腐蝕性能。從而確定超細(xì)晶WC-10Co硬質(zhì)合金微波燒結(jié)工藝參數(shù)。研究了統(tǒng)一微波燒結(jié)工藝條件下Ni部分取代Co對硬質(zhì)合金微觀組織與性能的影響。最后,實(shí)驗(yàn)通過添加稀土Y₂O₃、Cr_3... 

【文章來源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

常規(guī)WC粉生產(chǎn)流程

第一章緒論13合金對提升我國來說意義明顯。1.4.2研究意義前文提到，WC晶粒達(dá)到納米超細(xì)晶粒級別時，硬質(zhì)合金出現(xiàn)雙高性能。然而，超細(xì)納米粉末在燒結(jié)過程中，極容易發(fā)生WC晶粒長大。微波燒結(jié)由于本身燒結(jié)機(jī)制不一樣，可以對硬質(zhì)合金壓坯進(jìn)行整體性加熱、并且微波具有非熱效應(yīng)，可以促進(jìn)物質(zhì)擴(kuò)散，降低燒結(jié)活化能，降低燒結(jié)溫度，促進(jìn)合金致密度，細(xì)化晶粒，有助于制備超細(xì)和納米硬質(zhì)合金。然而在具體的微波燒結(jié)工藝，以及對微波燒結(jié)合金產(chǎn)業(yè)化研究方面的有關(guān)方面報導(dǎo)較少。硬質(zhì)合金機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，硬質(zhì)合金主要的粘結(jié)相Co相，因鋰電慢慢普及，大大加劇了Co資源的消耗，然后我國卻是一個貧鈷國，如圖1.4全球鈷資源儲量分布圖所示，我國僅占世界鈷資源儲量的1%，并且我國Co礦品位較低，以難以分離提純的伴生礦居多，這大大提高了Co開采成本，最終提高鈷價，使得硬質(zhì)合金生產(chǎn)成本提高。因此尋找一種價格適宜的金屬取代Co相確是一種不錯的選擇。Ni相對Co來說，中國儲量豐富，價格適中，正如前文提到的，Ni與Co同屬鐵族，具有與Co相似的性質(zhì)，所以本試驗(yàn)采用Ni部分取代Co做粘結(jié)相，在經(jīng)濟(jì)上具有可行性。圖1.4全球Co資源儲量分布圖采用微波燒結(jié)可以在燒結(jié)方式上一定程度抑制晶粒長大，但是對WC晶粒抑制效果并不完全，往往需要添加一些抑制劑，而最常用的抑制劑是Cr3C2、VC等，并且用量較少就能取得較好的抑制效果，而燒結(jié)方式為微波燒結(jié)，用Cr3C2作為抑制劑的研究較少，因此本文將Cr3C2作為抑制劑中的一種摻雜。作為工業(yè)的維生素，稀土少量添加就可以大大改善硬質(zhì)合金性能，而稀土摻雜通過微波燒結(jié)的研究迄今為止比較少，對其研究意義明顯。贛州作為稀土王國，具有豐富的

第二章實(shí)驗(yàn)與合金制備15第二章實(shí)驗(yàn)與合金制備2.1實(shí)驗(yàn)原料本實(shí)驗(yàn)主要原料有，WC粉、Co粉、Ni粉、稀土Y2O3、炭黑、Cr3C2、聚乙二醇、無水乙醇等。2.1.1WC粉末材料成分、組織結(jié)構(gòu)決定了物質(zhì)的性能。為了制備出高性能的超細(xì)晶硬質(zhì)合金，需要合金的微觀組織結(jié)構(gòu)均勻，WC晶粒分布均勻，而原始WC粉末的質(zhì)量直接影響了合金燒結(jié)后的組織結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)宜采用高質(zhì)量的WC粉末，本試驗(yàn)WC粉末購至崇義章源鎢業(yè)股份有限公司，WC平均粒徑為0.5μm，圖2.1中a和b分別為WC掃描電鏡形貌和激光粒度分布圖，可以看出WC顆粒分布均勻，不存在團(tuán)聚現(xiàn)象。由b圖可知WC的D50平均粒徑為0.54μm,跟產(chǎn)品標(biāo)定0.5μm相差不大，而且圖片峰型較窄，表明WC顆粒分布均勻，其化學(xué)成分見表2.1。Averagesize=0.54mmFrequencyCumulative0.00.51.01.52.0024681012141618RelitiveFrequency/%Particlesize/mm020406080100Cumulative（a）WC粉末顯微形貌（b）WC激光粒度分布圖2.1WC粉末SEM圖及其激光粒度分布表2.1WC化學(xué)成分WC粉末含量（%）總碳6.08總氧0.37游離碳0.96

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：2933865