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一种新型硬质合金—非均匀结构硬质合金

发布时间:2015-9-21 23:22:45来源:浏览:

获得广泛应用的WC-Co硬质合金是以具有高硬度、高耐磨性、高熔点的WC相为基体,具有良好润湿性和高韧性的Co金属为粘结相而制成的一种合金材料。因其具有高硬度、高耐磨性和良好的强度、韧性等特点而具有重要的工程应用前景和巨大的市场发展潜力。随着现代科学技术的发展,市场对硬质合金的品种、质量以及成本方面的要求也越来越高。传统硬质合金由于难以同时具有高硬度和高韧性,已不能满足当今制造业的发展需要,兼具高硬度、高韧性“双高”性能的硬质合金一直是广大科研工作者的研究热点,非均匀结构硬质合金的研发就是近年来的研究热点之一。根据制备工艺,非均匀结构硬质合金可分为两种类型:钴相含量高低组合制取的钴相非均匀结构和硬质相晶粒粗细搭配制取的晶粒度非均匀结构。钴相非均匀结构WC-Co硬质合金其钴含量从里到外呈梯度变化,使合金同时具有高韧性和高耐磨性;晶粒度非均匀结构WC-Co硬质合金既有粗晶粒合金的高韧性,又有细晶粒合金的高硬度和高耐磨性,是一种综合性能优良的新型结构硬质合金。

非均匀结构硬质合金的制备工艺目前主要有以下三种:(1)先将晶粒度不同的两种或几种WC颗粒按一定比例粗细搭配制取混合料,再制取晶粒度非均匀结构硬质合金,称之为双晶/多晶结构硬质合金;(2)将晶粒度不同的粗细混合料分别制粒,再按比例混合制成粗细搭配的混合料,制取晶粒度非均匀结构硬质合金,称之为蜂窝结构硬质合金;(3)先按一定成分比例配料,预烧结出细小的硬质合金球作为硬质相,再与Co粉相互混合制粒、压制烧结,制取钴相非均匀结构硬质合金,称之为双粘结结构硬质合金。
根据目前的研发情况,多数学者采用预烧结硬质合金球作为硬质相,与Co粉混合、压制、再烧结,硬质相体积分数为60%~80%,其他为粘结相。粘结相中可添加强化剂,以增强合金耐磨性,同时可使粘结相平均自由程最大化,起到钝化、偏转裂纹,吸收冲击能的作用,这样制得的合金具有良好的耐磨性和综合 力学性能。进一步的研究,在上述混合料中添加粗晶WC、特粗晶WC等强化剂,并经高压固相烧结、热压烧结制得非均匀结构硬质合金,该合金具有良好的耐磨性和冲击抗力,抗弯强度也得到了提高。国外有公司将粗细WC颗粒分别与Co粉混合、制粒,然后将两种团粒均匀混合、压制、烧结,成功制得具有两种WC晶粒度的非均匀结构硬质合金,硬度有所提高,耐磨性明显改善。另据报道,开发了一种具有粗晶粒硬质合金相和纳米晶粒硬质合金相的非均匀结构硬质合金,其中粗晶区WC晶粒度达到10μm,而纳米晶区WC粒径小于0.1μm,该合金兼具较高的密度、硬度、抗弯强度和韧性。(一员)




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