碳化物鈷復(fù)合粉末及其材料的制備與機(jī)理研究

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1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要難熔金屬碳化物具有高熔點(diǎn)、高硬度、化學(xué)穩(wěn)定性好、導(dǎo)電導(dǎo)熱能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高速切削工具、耐磨材料、超硬涂層及高溫結(jié)構(gòu)材料等方面，還被用作于超細(xì)WC-Co硬質(zhì)合金的抑制劑。難熔金屬碳化物由金屬鈷粘結(jié)而成的硬質(zhì)合金材料具有高硬度和良好的耐磨性，以及高的紅硬性．超細(xì)we-co硬質(zhì)合金則兼具了高強(qiáng)度、高硬度的。雙高”性能，在集成電路板微型鉆頭、點(diǎn)陣打印機(jī)打印針頭等方面有著廣泛的應(yīng)用。wc-co復(fù)合粉末因具有成分高度均勻的特性而備受研究者的青睞，開(kāi)發(fā)出適用產(chǎn)業(yè)化的制備工藝是20多年來(lái)硬質(zhì)合金工作者們孜孜追求的目標(biāo)．而成本高、工藝不易控制、環(huán)保性不強(qiáng)等

2、缺點(diǎn)一直難以克服。本工作采用溶解性好的偏鎢酸銨和環(huán)保性強(qiáng)的碳酸鈷為基本原料，經(jīng)噴霧干燥后煅燒得到氧化物粉末，再配以碳黑球磨混勻后于真空爐中在低于1000"12下直接還原碳化，一步得到B明r粒徑為0．29／an、游離碳含量Cf、<0．06wt．％的超細(xì)WC-10wt．％CO復(fù)合粉末．氧化物COWOdW03在碳化過(guò)程中的物相變化為：CoWOdW03_COW04+W02+WtsOo_coW04+w024-Wls0494-W一÷WC+C06WaC+C03w3C4-Cb_WC+Cb。將所得w(2-10wt．％Co復(fù)合粉末添加抑制劑(0．4wt．％VC+0．4wt．％Cr3Ca)后真空

3、燒結(jié)并輔以低壓熱處理，得到WC_,-10wt．％Co硬質(zhì)合金。為了探討粗顆粒WC粉末的添加對(duì)超細(xì)WC-CO復(fù)合粉末燒結(jié)合金顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響，將粗顆粒WC粉(FSSS：0．9腳)和co粉(FSSS：1．0／,ma)(WC：Co=9：1，inmass)按質(zhì)量比分別為30％、50％和70％添加到所制備的WC-10wt．％co復(fù)合粉末中去．結(jié)果表明：由含70wt．％(WC-10wt．％Co復(fù)合粉末)和30wt．％(90wt．％WC4-10wt．％co租顆粒粉末)混合粉末制備所得的合金具有最均勻的顯微結(jié)構(gòu)和最優(yōu)異的力學(xué)性能。本工作基于在粘結(jié)相co中引入抑制劑(難熔金屬碳化物)

4、的設(shè)想，采用抑III武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文制劑氧化物和Coj04為基本原料，用碳黑進(jìn)行在真空爐中進(jìn)行直接還原碳化，分別得到Co-30wt．％VC、Co．30wt．％M02C、Co-30wt．％TaC、Co-30wt．％TiC和Co-30wt．％NbC等鈷．抑制劑復(fù)合粉末。結(jié)果表明：鈷的參與能有效降低抑制劑氧化物的碳化溫度，所得粉末呈現(xiàn)出典型的核殼型結(jié)構(gòu)。本工作還對(duì)鎢鈷氧化物粉末CoW04／W03被C的直接還原碳化過(guò)程進(jìn)行了研究，對(duì)有鈷參與時(shí)難熔金屬氧化物的低溫碳化機(jī)理進(jìn)行了分析，還對(duì)超細(xì)WC-Co硬質(zhì)合金的強(qiáng)度和硬度等問(wèn)題進(jìn)行了嘗試性的探討?！P(guān)鍵詞：碳化物復(fù)合粉末硬質(zhì)合

5、金直接還原碳化強(qiáng)度硬度IV武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractRefractorymetalcarbidespossessofhighmeltingpoint,highhardness，chemicalstability,goodelectricalconductivityandthermalconductivity,thusarewidelyusedincutting．weal[resistantparts，coating．hightemperaturesffucturalmaterials，andgraingrowthinhibitorsforultrafinewe

6、-Cohardmetals．Hardmetals,consistingofrefractorymetalcarbidescementedbythecobaltphase,exhibithi【ghhardness,wearresistance，andexcellenthothardness．UltrafinaWC．C0hardmetalshavebeenappliedinareassuchasminiaturedrillsforhigmyintegratedprintedcircuitboardscecss),pinsfordot-printers,andSOon,owing

7、toitsbothhighhardnessandhighstrength．WC—Cocompositepowdcrhasattractedsubstantialinterestsduetoitsumfonndistributionincomposition,andproperroutessuitedforindustrializationhavebeen{exploringbyscleafistsandengineersinrecentdecades．Howcvcr,disadvantagessuchashighc