气氛负压渗碳制备钴梯度硬质合金的研究

摘要

本文通过制备η相呈细小而均匀分布的低碳合金,然后进行气氛负压渗碳.负压渗碳的设备是对真空炉进行改造,使得真空炉能够进行真空烧结和气氛负压渗碳.渗碳的气体为CH<,4>/H<,2>混合气体,在液相温度下,通入混合气体对低碳合金基体渗碳,可以得到外层为正常合金两相组织,芯部为含η相的三相组织的双层相结构硬质合金.渗碳气体流量比,渗碳压力、渗碳时间,渗碳温度,渗碳合金基体的碳含量等,对硬质合金中钴粘结相的梯度具有重要影响.试验结果表明,η相粉末的制备要控制好粉末的碳含量,烧结温度会影响η相的含量,提高烧结温度和延长烧结时间可以相应的提高粉末中η相的含量.当基体碳含量为5.33wt﹪,渗碳压力为75mmHg,渗碳气体流量比CH<,4/H<,2>为1.4:1,渗碳时间为180min,渗碳温度为1440℃时,渗碳处理后钴相梯度较明显.η相与C的反应使得渗碳时合金基体中出现了液相量差和毛细管现象,两者均可使液相钴发生迁移.毛细管产生的压力差和液相量差产生的压力差作用方向相反,液相钴的流动方向决定于两者的差值△P.

目录

文摘

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第一章文献综述

1.1梯度硬质合金的发展

1.2梯度硬质合金制备工艺

1.2.1固相烧结+后续热等静压处理法

1.2.2液相烧结法

1.2.3熔体渗透法

1.2.4固体渗碳法

1.2.5气氛渗碳法

1.2.6涂层处理法

1.3硬质合金碳含量的控制及其相组成的变化

1.3.1烧结气氛对合金碳含量的影响

1.3.2碳含量对相成份的影响

1.3.3 CH4和H2的调碳处理

1.4 WC-Co硬质合金烧结时粘结相定向迁移理论研究

1.4.1液相量不同引起的质量迁移

1.4.2 WC粒度不同引起的粘结相定向迁移

1.4.3碳含量不同引起的液相迁移

1.4.4液态粘结相定向迁移的理论解释

第二章试验理论依据及方案

2.1试验的理论依据

2.1.1硬质合金液相迁移理论

2.1.2负压渗碳理论

2.2试验目的

2.3试验方案

2.4试验设备

2.5试样检测

第三章η均匀分布的低碳合金基体的制备

3.1引言

3.2试验方法

3.2.1原材料

3.2.2试验方法

3.3试验结果及讨论

3.3.1烧结温度对η相粉末成分的影响

3.3.2添加W制备的低碳合金基体

3.3.3添加η相粉末制备的低碳合金

3.4试验小结

第四章硬质合金气氛负压渗碳研究

4.1引言

4.2试验方法

4.3试验结果与分析

4.3.1流量比对渗碳的影响

4.3.2渗碳气氛压力的影响

4.3.3渗碳时间的影响

4.3.4渗碳温度的影响

4.3.5碳含量的影响

4.4试验小结

第五章液相定向迁移的理论研究

5.1引言

5.2液相迁移的本质

5.3小结

第六章结论及建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果