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通过对WC-6％ Co(质量分数)超细硬质合金烧结后的表面形貌进行扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析,分析和讨论造成合金表面麻点、呈灰黑色和出现黑斑的原因,得出合金碳含量和烧结气氛对合金表面贫钴和吸附杂质、富钴的影响机制,及该实验条件下造成合金表面形貌及成分差异的原因.合金碳含量比烧结气氛碳浓度低时,合金表面极易出现贫钴现象,同时表面会吸附烧结气氛中夹杂的C,O,Ca,S杂质元素;反之,会出现合金表面富钴现象,合金表面不会吸附O,Ca,S杂质元素.合金碳含量与烧结气氛碳浓度高低变化,而使合金表面既有富钴区、又有贫钴区时,合金表面有麻点或呈灰黑色;合金渗碳时,合金表面易有黑斑出现;合金表面富钴且一致时,合金具有正常金属光泽.

关键词: 超细硬质合金 , 碳含量 , 烧结气氛 , 表面形貌 , 成分

碳含量对WC-6％Ni细晶硬质合金组织结构及性能的影响

董凯林 , 时凯华 , 江庆 , 周科朝

硬质合金 doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2013.08.003

本文通过配制WC碳含量在6.00％至6.15％范围的WC-6％Ni细晶硬质合金,采用光学金相、X射线衍射、SEM等分析方法,对比研究了不同碳含量对WC-6％Ni细晶硬质合金组织结构及性能的影响.结果表明:WC碳含量为6.00％时,合金出现脱碳现象;在两相区范围内,随着WC碳含量的增加,合金出现晶粒长大现象,且粗大晶粒数量逐渐增多;合金硬度和密度随WC碳含量的增加逐渐降低;随着WC碳含量的增加,合金的抗弯强度呈现出先升高然后降低的趋势,并在WC碳含量为6.09％时出现最大值(2 360 MPa);合金断裂韧性随WC碳含量的增加而增加.

关键词: 碳含量 , 硬质合金 , 微观结构 , 性能

深冷处理对添加CeO2超细WC-9％Ni-Cr3C2硬质合金结构、性能与残余应力的影响

时凯华 , 刘小胡 , 昝秀颀 , 闵召宇 , 廖军

硬质合金 doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2014.05.004

本文采用粉末冶金方法制备了4组不同CeO2含量的超细WC-9％Ni-Cr3C2硬质合金试样.利用HotDisk热常数分析仪,采用瞬变平面热源法(TPS)技术测量了深冷处理前后材料的导热率;采用三点法测量了处理前后合金抗弯强度的变化情况.同时文章还利用XRD、SEM和EDX对合金烧结后的相成分组成与残余应力、微观结构和感兴趣区域进行了检测、观察和分析.结果表明:CeO2的添加降低了合金的热导率和抗弯强度,增加了合金的残余应力;当CeO2添加量为1.35wt.％时(4#合金),三者的变化分别为0.33％、17.17％和38.24％.深冷处理后,不同CeO2含量的WC-9％Ni-Cr3C2热导率、抗弯强度提高幅度可达8.03％(1#合金)和7.23％(1#合金),但同时可在一定程度上降低合金的残余应力.

关键词: 深冷处理 , CeO2 , 硬质合金 , 结构 , 性能

CeO2添加及碳含量对超细WC-9Ni-0.4Cr3C2硬质合金热性能与表面形态的影响

时凯华 , 刘小胡 , 周科朝 , 闵召宇 , 廖军 , 昝秀颀

稀有金属材料与工程

以超细WC-9Ni-0.4Cr3C2硬质合金为研究基体,采用传统粉末冶金方法制备了不同CeO2添加量与碳含量的4组合金试样,利用HotDisk热常数分析仪,采用瞬变平面热源法(TPS)技术测量了材料的热性能;并采用XRD、SEM和EDX等方法对4组合金烧结后基体与表面进行了分析与观察.实验结果表明:合金的热导率和热扩散系数随着CeO2的添加量增加而降低,而合金的比热容则出现小幅上升.另外,当WC-9Ni-0.4Cr3C2-CeO2合金中碳含量较低时,Ce会在合金表面以硫化物或氧化物的形式聚集.随着碳含量的升高,Ce的表面聚集现象逐渐消失,同时合金的热导率和热扩散系数明显上升,比热容变化并不明显.同时,合金出现了渗碳的趋势.

关键词: 碳含量 , 硬质合金 , CeO2 , 热性能 , 表面形态

铬的添加量对WC-9Ni硬质合金微观结构与性能的影响

时凯华 , 周科朝 , 李志友 , 昝秀颀 , 闵召宇 , 廖军

稀有金属材料与工程

以WC、Ni及Cr粉末为原料,采用传统粉末冶金方法制备了WC-9Ni-xCr系列硬质合金.利用扫描电镜、X射线衍射仪、机械性能检测设备和浸泡腐蚀测试方法等观察和表征了试样的微观结构、物理机械性能和耐浸泡腐蚀性能.结果表明:Cr的添加量对WC-9Ni硬质合金的微观结构与性能有着显著地影响.微量的Cr添加后,合金的WC晶粒长大被抑制,晶粒尺寸出现下降;同时,合金的密度、抗弯强度下降,而硬度和耐中性水浸泡腐蚀性能(根据国际标准BS∶6920∶2000)得到提升.随着Cr添加量的进一步增加,合金的晶粒尺寸、密度、硬度、强度和耐腐蚀性能等变化趋势放缓.另外,根据XRD、SEM和EDX等检测结果发现:过量的Cr粉添加后,WC-9Ni硬质合金的结构中倾向于形成一种新相-(wx,Cr(1-x)2C,这种新相易成为合金的断裂源.综合合金的微观结构和各项性能检测分析认为:当Cr粉添加量为1.2％(质量分数)时,WC-9Ni硬质合金具有相对最佳的综合性能.

关键词: 硬质合金 , 铬 , 添加量 , 微观结构 , 性能

烧结工艺对 WC-1．0 TiC-3．1 TaC-4．5 Co硬质合金性能及微观组织的影响

李重典 , 时凯华 , 王海霞 , 闵召宇 , 廖军 , 徐志超

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.12.012

采用传统粉末冶金法，分别用真空烧结和低压烧结工艺制备出一系列WC‐1．0TiC‐3．1TaC‐4．5Co硬质合金样品。利用光学显微镜、扫描电镜与能谱仪对合金微观组织结构特征进行观察与分析。结果表明：提高真空工艺烧结温度或采用低压烧结工艺，能使合金内部的显微孔隙、钴池减少；低压烧结制备的合金WC晶粒度小于真空烧结制备的合金WC晶粒度，合金中易出现WC晶粒异常长大现象。

关键词: 硬质合金 , 烧结工艺 , 性能 , 微观组织