WC-Co

摘要： 以质量分数为5％的金刚石微粉(平均晶粒尺寸7 μm)、90％的WC粉(平均晶粒尺寸150 nm)、5％的Co粉(平均晶粒尺寸0.9 μm)为初始材料,采用高温高压法在5.50 GPa、1 100～1 500°C保温2 min条件下制备金刚石-WC-Co复合材料.采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电镜、维氏硬度计对样品进行表征.合成的金刚石-WC-Co复合材料相分布均匀,金刚石颗粒紧密地烧结在硬质合金基体中;5.50 GPa、1 250°C、保温2 min条件下合成的样品性能最佳,相对密度达96％,维氏硬度达23.60 GPa.

摘要： 硬质合金的改性优化路线通常包括先进的烧结工艺、热处理工艺、微合金化与添加第二相、表面涂层技术等.深冷处理作为传统热处理工艺的一项重要扩展与延伸,因低能耗、无污染等特点受到刀具材料制造行业越来越多关注.本文以WC-Co硬质合金为对象,调研了2000～2020年期间国内外公开发表的深冷处理研究工作,总结了WC-Co体系在深冷处理过程微结构演化及机理方面的研究进展,并分别从材料的力学性能(硬度、抗弯强度、冲击韧性与断裂韧性)、残余应力和服役性能(切削、磨损)三个方面开展了合金牌号成分组织与改性优化之间的关联分析,讨论了起主导作用的显微机制.未来硬质合金深冷处理研究应进一步注重与新表征技术、材料计算模拟的结合.这些技术革新将有效加快硬质合金新牌号的研发进程,开拓新的应用领域,助力我国高端制造行业的发展.

摘要： WC-Co硬质合金广泛应用于刀具、模具、矿山工具和耐磨机械零件,采用热丝化学气相沉积法(HFCVD)在WC-Co基体上沉积金刚石涂层,是进一步提高硬质合金性能和使用寿命的高效工艺.然而,涂层附着力低是制约金刚石涂层WC-Co工具大规模应用的关键因素之一.本文总结了国内外研究者为提高金刚石涂层附着性能所采用的各种基体预处理方法,主要介绍了酸碱两步法预处理、表面热处理及添加中间过渡层等方法的特点和工艺过程,以及近年来不同基体预处理工艺对提高涂层附着力的研究进展,最后对金刚石涂层WC-Co基体的预处理工艺进行了总结并提出开发新型单层/复合过渡层材料的重要性,尤其是在一次连续工艺中低成本获得性能优异的复合过渡层和金刚石涂层具有潜在工业应用.

摘要： Systematical researches were accomplished on WC-Co with different Co contents (6%, 10% and 12%, mass fraction). Based on the XPS and EDX, from orthogonal pretreatment experiments, it is indicated that the acid concentration, the time of the acid pretreatment and the original Co content have significant influences on the Co-removal depth (D). Moreover, the specimen temperature, original Co content and Co-removal depth dependences of the Co evolution in nucleation, heating (in pure H2 atmosphere) and growth experiments were discussed, and mechanisms of Co evolutions were summarized, providing sufficient theoretical bases for the deposition of high-quality diamond films on WC-Co substrates, especially Co-rich WC-Co substrates. It is proven that the Co-rich substrate often presents rapid Co diffusion. The high substrate temperature can promote the Co diffusion in the pretreated substrate, while acts as a Co-etching process for the untreated substrates. It is finally found that the appropriate Co-removal depth for the WC-12%Co substrate is 8-9 μm.%在具有不同钴含量(6%,10%和12%,质量分数)的硬质合金样品上进行系统试验.基于XPS和EDX检测方法,采用正交试验方法证明了酸浓度、酸处理时间和原始钴含量对去钴深度有显著影响.在此基础上,研究形核、纯氢气氛围加热及生长试验条件下基体温度、原始钴含量及去钴深度对钴演变的影响规律.得到金刚石薄膜涂层器件制备全过程中钴元素的演变机理,为WC-Co基体表面、尤其是高钴含量WC-Co基体表面高质量金刚石薄膜的沉积提供理论依据.结果表明:高钴基体通常表现出较快的钴扩散速度;较高的基体温度会促进预处理基体中的钴扩散,但是在未处理基体中却表现出钴刻蚀作用;对于 WC-12%Co 基体,较为合适的预处理深度为8-9 μm.

摘要： 本文以WC-Co、WC-Co-Ni-Cr硬质合金为研究对象,采用电化学极化曲线测试以及扫面电镜观察等试验手段,研究了两种合金在不同pH值的碱性溶液中的腐蚀行为.结果表明:在pH=13的NaOH溶液中,WC-Co和WC-Co-Ni-Cr合金腐蚀行为一致,都以WC的溶解析出为主,而在pH=10～11的Ca(OH)2溶液中,两种合金各相的析出略有差别,WC-Co合金中粘结相Co析出略大于WC,而WC-Co-Ni-Cr合金相反.在pH=9～10的磨削液中,WC-Co和WC-Co-Ni-Cr合金的腐蚀行为完全不同,前者粘结相Co的溶解析出量远大于WC,后者粘结相析出量略小于WC.在pH=7～8的冷却水中,WC-Co合金中粘结相Co的溶解析出量略大于WC,而WC-Co-Ni-Cr合金中粘结相和WC的溶解量接近.在不同pH值的碱性溶液中,WC-Co-Ni-Cr合金的自腐蚀电位与溶液的pH值有关,pH值越高,自腐蚀电位越负;WC-Co合金的自腐蚀电位与pH值并不是简单的线性关系,与溶液的成分密切相关.

摘要： 为同时改善粗晶硬质合金的硬度和断裂韧性,本文分别采用粗颗粒(10μm)和中颗粒(4μm)WC为原料,制备了不同粗颗粒WC含量的粗晶WC-20％Co硬质合金,利用光学显微镜和扫描电镜研究了不同WC配比和湿磨时间对合金显微组织结构的影响规律.结果表明:随着粗WC的含量的增加,粗颗粒WC生长对细颗粒WC消耗量增加,合金由非均匀结构向均匀结构转变,WC晶粒粒度分布范围变窄小,WC晶粒异常长大的趋势受到抑制;随着球磨时间的增加,合金中WC晶粒的异常长大趋势增加,粗WC的含量达到80％时,可以抑制WC晶粒的异常长大.

摘要： 自WC-Co硬质合金发明以来,通过添加单质元素或化合物的方式来改善合金微观组织及性能的研究从未中断.然而,无论是立方碳化物或者稀土,都会在提升合金某些性能的同时牺牲部分其他的性能.贵金属作为一类具有独特性质的元素,其添加对WC-Co硬质合金的结构与性能影响均存在与众不同的地方,虽然本身价格偏高导致研究人员望而却步,但对于某些特定应用领域确有很好的应用前景.本文介绍总结了目前国内外对于含钌WC-Co硬质合金在微观结构、耐腐蚀性能和物理机械性能方面变化的研究成果.Ru对WC-Co合金改性效果明显优于含V、Cr、稀土等其它添加剂,含Ru合金的研究将主要集中在Ru的作用机理、应用领域拓展和对多组元体系硬质合金的影响.

摘要： 采用电刷镀技术制备Ni-P/WC-Co纳米复合镀层,用SEM、XRD和电子探什测定了复合刷镀层表面形貌、镀层微观组织结构及成分分布.结果显示,复合镀层中的组织结构更加致密,显微硬度比纯镍磷镀层有较大程度的提高。

摘要： 采用电刷镀技术制备Ni-P/WC-Co纳米复合镀层,用SEM、XRD和电子探什测定了复合刷镀层表面形貌、镀层微观组织结构及成分分布.结果显示,复合镀层中的组织结构更加致密,显微硬度比纯镍磷镀层有较大程度的提高。

摘要： 采用电刷镀技术制备Ni-P/WC-Co纳米复合镀层,用SEM、XRD和电子探什测定了复合刷镀层表面形貌、镀层微观组织结构及成分分布.结果显示,复合镀层中的组织结构更加致密,显微硬度比纯镍磷镀层有较大程度的提高。

摘要： 采用电刷镀技术制备Ni-P/WC-Co纳米复合镀层,用SEM、XRD和电子探什测定了复合刷镀层表面形貌、镀层微观组织结构及成分分布.结果显示,复合镀层中的组织结构更加致密,显微硬度比纯镍磷镀层有较大程度的提高。

摘要： 采用电刷镀技术制备Ni-P/WC-Co纳米复合镀层,用SEM、XRD和电子探什测定了复合刷镀层表面形貌、镀层微观组织结构及成分分布.结果显示,复合镀层中的组织结构更加致密,显微硬度比纯镍磷镀层有较大程度的提高。

摘要： 由传统硬质合金向超细纳米硬质合金的发展已成为当今硬质合金行业的一大趋势。本研究对添加晶粒长大抑制剂VC的超细WC-11Co粉末进行了放电等离子烧结，制备了超细硬质合金。结果表明，当烧结温度为1200°C时，可以得到全致密的样品。在抑制剂添加量小于0.5％时，样品的密度随着添加量的增加和升高，晶粒尺寸减小，但是过多的加入抑制剂不仅不能抑制晶粒的长大，还会影响其致密化的过程，而且也会降低合金的性能。不同添加量的样品的硬度值都在91.8HRA 以上。对样品的断口进行观察，发现其断裂模式为沿晶脆性断裂。当晶粒抑制剂含量为0.5％VC时，在1200°C时，烧结制备的WC-11％Co超细硬质合金的晶粒尺寸为由540nm降为380nm，硬度为93.3HRA，断裂韧性为11.4 MPa·m 1/2。VC添加剂的含量必须控制在合理的范围内才能有效地抑制晶粒长大及促进合金的性能。

摘要： 由传统硬质合金向超细纳米硬质合金的发展已成为当今硬质合金行业的一大趋势。本研究对添加晶粒长大抑制剂VC的超细WC-11Co粉末进行了放电等离子烧结，制备了超细硬质合金。结果表明，当烧结温度为1200°C时，可以得到全致密的样品。在抑制剂添加量小于0.5％时，样品的密度随着添加量的增加和升高，晶粒尺寸减小，但是过多的加入抑制剂不仅不能抑制晶粒的长大，还会影响其致密化的过程，而且也会降低合金的性能。不同添加量的样品的硬度值都在91.8HRA 以上。对样品的断口进行观察，发现其断裂模式为沿晶脆性断裂。当晶粒抑制剂含量为0.5％VC时，在1200°C时，烧结制备的WC-11％Co超细硬质合金的晶粒尺寸为由540nm降为380nm，硬度为93.3HRA，断裂韧性为11.4 MPa·m 1/2。VC添加剂的含量必须控制在合理的范围内才能有效地抑制晶粒长大及促进合金的性能。

摘要： 由传统硬质合金向超细纳米硬质合金的发展已成为当今硬质合金行业的一大趋势。本研究对添加晶粒长大抑制剂VC的超细WC-11Co粉末进行了放电等离子烧结，制备了超细硬质合金。结果表明，当烧结温度为1200°C时，可以得到全致密的样品。在抑制剂添加量小于0.5％时，样品的密度随着添加量的增加和升高，晶粒尺寸减小，但是过多的加入抑制剂不仅不能抑制晶粒的长大，还会影响其致密化的过程，而且也会降低合金的性能。不同添加量的样品的硬度值都在91.8HRA 以上。对样品的断口进行观察，发现其断裂模式为沿晶脆性断裂。当晶粒抑制剂含量为0.5％VC时，在1200°C时，烧结制备的WC-11％Co超细硬质合金的晶粒尺寸为由540nm降为380nm，硬度为93.3HRA，断裂韧性为11.4 MPa·m 1/2。VC添加剂的含量必须控制在合理的范围内才能有效地抑制晶粒长大及促进合金的性能。

摘要： 由传统硬质合金向超细纳米硬质合金的发展已成为当今硬质合金行业的一大趋势。本研究对添加晶粒长大抑制剂VC的超细WC-11Co粉末进行了放电等离子烧结，制备了超细硬质合金。结果表明，当烧结温度为1200°C时，可以得到全致密的样品。在抑制剂添加量小于0.5％时，样品的密度随着添加量的增加和升高，晶粒尺寸减小，但是过多的加入抑制剂不仅不能抑制晶粒的长大，还会影响其致密化的过程，而且也会降低合金的性能。不同添加量的样品的硬度值都在91.8HRA 以上。对样品的断口进行观察，发现其断裂模式为沿晶脆性断裂。当晶粒抑制剂含量为0.5％VC时，在1200°C时，烧结制备的WC-11％Co超细硬质合金的晶粒尺寸为由540nm降为380nm，硬度为93.3HRA，断裂韧性为11.4 MPa·m 1/2。VC添加剂的含量必须控制在合理的范围内才能有效地抑制晶粒长大及促进合金的性能。

摘要： 用直接还原碳化法制备了纳米复合WC-Co粉末.根据X射线衍射图研究了直接还原碳化温度及时间对反应产物的影响,用扫描电镜观察了粉末颗粒形貌和粒度分布.结果表明:用直接还原碳化法在950°C碳化4h可以得到100~300nm、无η相的WC-Co复合粉末,该法具有碳化温度低、碳含量容易控制、适合工业化生产的优点.