添加劑對超、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.pdf

1、按照硬質(zhì)合金行業(yè)領先企業(yè)Sandvik公司的分類標準，分別將合金中WC晶粒度為3.5～4.9μm、5.0～7.9μm、8.0～14μm的硬質(zhì)合金定義為粗晶粒、超粗晶粒和特粗晶粒硬質(zhì)合金。在Co含量相同的條件下，與傳統(tǒng)的中、粗晶硬質(zhì)合金相比，超粗晶、特粗晶硬質(zhì)合金具有極高的熱導率，較好的抗熱疲勞與抗熱沖擊性能，主要用于極端工況條件下軟巖的連續(xù)開采（如采煤、地鐵與隧道建設）與現(xiàn)代化公路、橋梁的連續(xù)作業(yè)（如挖路、鋪路），以及沖壓模、冷鐓模、軋

2、輥等領域。超粗晶、特粗晶硬質(zhì)合金有著良好的市場前景，而關于超粗晶、特粗晶硬質(zhì)合金的研究，目前國內(nèi)尚處于起步階段。
　　 以費氏粒度32.1μm的WC粉為原料，Cr3C2、VC及RE(混合稀土)為添加劑，通過低壓燒結(jié)工藝制備了5組不同成分的超、特粗晶硬質(zhì)合金，分別為WC-8.4Co、WC-8.4Co-0.4Cr3C2、WC-8.4Co-0.4Cr3C2-0.05RE、WC-8.4Co-0.4VC、WC-8.4Co-0.4VC-0.

3、05RE，研究了添加Cr3C2、VC以及RE對合金微觀組織結(jié)構(gòu)和物理力學性能的影響，并對合金Co粘結(jié)相的微觀組織結(jié)構(gòu)和添加元素在Co粘結(jié)相中的分布規(guī)律進行了研究。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.5組合金的WC平均晶粒度均在7μm以上，孔隙度均≤A02B00C00，即合金中10μm以下的孔洞體積分數(shù)小于0.2％，沒有大于25μm的孔洞。在特粗晶與超粗晶合金體系中，VC依然表現(xiàn)出較強的抑制合金晶粒生長的特性，使合金中WC晶粒大小出現(xiàn)明

4、顯兩極分化現(xiàn)象;Cr3C2對WC晶粒生長的抑制效果明顯弱于VC，Cr3C2的加入可使合金依然保持微觀組織結(jié)構(gòu)均勻、WC晶粒粗大的特性。
　　 2.Cr3C2的加入不會導致合金韌性的明顯降低，而VC的加入會顯著降低合金韌性。Cr3C2的加入可顯著提高合金中Co粘結(jié)相納米壓痕硬度，VC的加入可改善Co粘結(jié)相納米壓痕硬度;Co粘結(jié)相彈性模量對合金成分變化不敏感。
　　 3.微量混合稀土RE對V和Cr在合金中的作用行為影響不顯著

5、。因晶粒粗大，矯頑磁力與硬度對合金成分變化不敏感。
　　 4.在添加量為0.4wt％的條件下，超過90％的Cr固溶在合金Co粘結(jié)相中，僅有27％的V固溶在合金Co粘結(jié)相中;與沒有添加劑的合金相比，添加Cr后合金Co粘結(jié)相的晶格常數(shù)增大，添加V后合金Co粘結(jié)相的晶格常數(shù)減小，微量混合稀土RE對Co粘結(jié)相晶格常數(shù)影響不明顯;不含V合金的Co粘結(jié)相骨架孔壁平整，含V合金的Co粘結(jié)相骨架孔壁呈現(xiàn)明顯的生長臺階，此結(jié)構(gòu)特征很可能與VC顯著