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超细WC-10Co硬质合金的制备及组织结构和性能

作　者: 王雷
导　师: 蔡伟
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 超细WC-Co硬质合金真空烧结组织结构力学性能
分类号: TG135.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

超细硬质合金具有高硬度、高强度的双高特性,在切削加工、集成电路等领域应用广泛。本文以WC-10Co复合超细粉为原料,通过添加抑制剂VC和TiC以及稀土Ce的方式,采用真空无压烧结工艺制备超细晶硬质合金,研究了添加剂成分和烧结工艺对超细WC-10Co硬质合金的组织结构和力学性能的影响规律和机制。利用DTA及TG分析、SEM、EDS和XRD等手段,分析超细WC-10Co硬质合金的烧结温度、物相组成以及微观组织结构,采用静水称量法测试硬质合金的密度及致密度,采用维氏硬度计和万用电子试验机测试硬质合金硬度和弯曲强度。VC和TiC颗粒尺寸随球磨时间延长逐渐减小,球磨时间为48h时,颗粒尺寸约为0.3μm,继续延长球磨时间,颗粒尺寸不发生明显变化。VC和TiC加入时对WC-10Co硬质合金的共晶液相温度无明显影响。VC添加量增加,WC晶粒逐渐细化,当添加量为0.6wt%时,WC晶粒尺寸约为0.3～0.5μm,继续增加VC含量,WC晶粒尺寸不再减小,并出现粘结相Co的聚集。适当添加稀土Ce,WC晶粒细化、尺寸分布均匀、致密度提高,Ce添加细化WC晶粒的主要原因在于:抑制细小WC晶粒的溶解-再结晶;当烧结温度低于1450℃时,烧结温度升高,WC晶粒长大、致密度提高,当烧结温度为1500℃时,因钴的流失而产生孔洞。WC-10Co硬质合金的硬度随着VC含量的增加升高,而弯曲强度降低; WC-10Co-0.6VC硬质合金的硬度随着Ce含量的增加而升高,而弯曲强度随着Ce含量的增加先升高后降低, Ce添加量为0.4wt%时弯曲强度最高;烧结温度升高,WC-10Co-0.6VC硬质合金的硬度降低,而弯曲强度随着烧结温度的升高先增加后减小,在烧结温度为1400℃时,弯曲强度最高。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-19
  1.1 研究目的与意义  9-11
  1.2 硬质合金的发展历程  11-13
  1.3 硬质合金的性能及应用  13-14
  1.4 硬质合金的制备  14-18
  1.5 本文的主要研究内容  18-19
第2章试验材料及方法  19-24
  2.1 试验用原材料  19-20
  2.2 试样制备及设备  20-21
  2.3 组织结构分析  21-22
  2.4 性能测试  22-24
第3章超细WC-10Co 硬质合金制备  24-35
  3.1 硬质合金成分设计  24-25
  3.2 球磨细化及混粉  25-28
  3.3 模压成型  28-30
  3.4 真空无压烧结  30-33
  3.5 本章小结  33-35
第4章超细WC-10Co 硬质合金的组织结构  35-48
  4.1 引言  35
  4.2 VC 含量对组织结构的影响  35-39
  4.3 TiC 含量对组织结构的影响  39-41
  4.4 稀土Ce 对组织结构的影响  41-45
  4.5 烧结温度对组织结构的影响  45-46
  4.6 本章小结  46-48
第5章超细WC-10Co 硬质合金的力学性能  48-60
  5.1 引言  48
  5.2 VC 对力学性能的影响  48-51
  5.3 TiC 对力学性能的影响  51-53
  5.4 稀土Ce 对力学性能的影响  53-55
  5.5 烧结温度对力学性能的影响  55-56
  5.6 断口形貌分析  56-58
  5.7 本章小结  58-60
结论  60-61
参考文献  61-67
致谢  67

超细WC-10Co硬质合金的制备及组织结构和性能

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