超细WC-10Co硬质合金的制备及组织结构和性能

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。

目录

超细WC-10Co硬质合金的制备及组织结构和性能

PREPARATION AND MICROSTRUCTURES AND PROPERTIES OF ULTRA-FINE WC-10Co CEMENTED CARBIDES

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 研究目的与意义

1.2 硬质合金的发展历程

1.3 硬质合金的性能及应用

1.4 硬质合金的制备

1.5 本文的主要研究内容

第2章 试验材料及方法

2.1 试验用原材料

2.2 试样制备及设备

2.3 组织结构分析

2.4 性能测试

第3章 超细WC-10Co硬质合金制备

3.1 硬质合金成分设计

3.2 球磨细化及混粉

3.3 模压成型

3.4 真空无压烧结

3.5 本章小结

第4章 超细WC-10Co硬质合金的组织结构

4.1引言

4.2 VC含量对组织结构的影响

4.3 TiC含量对组织结构的影响

4.4 稀土Ce对组织结构的影响

4.5 烧结温度对组织结构的影响

4.6 本章小结

第5章 超细WC-10Co硬质合金的力学性能

5.1 引言

5.2 VC对力学性能的影响

5.3 TiC对力学性能的影响

5.4 稀土Ce对力学性能的影响

5.5 烧结温度对力学性能的影响

5.6 断口形貌分析

5.7 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢