資源描述：
《高強度鐵鎳代鈷硬質(zhì)合金研發(fā)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、高強度鐵鎳代鈷硬質(zhì)合金的研發(fā)【摘要】鎢鈷硬質(zhì)合金是常用的硬質(zhì)合金材料。它的優(yōu)異性能被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn),但是其鈷稀少和昂貴受到了限制,人們一直想用其它的材料代替,從而對鈷的同一族元素鐵鎳進(jìn)行了研究。對WC-F-NI系粉末冶金的工藝和性能研究表明,在添加劑的作用下,可優(yōu)化組織結(jié)構(gòu),并在真空及適宜的制備、壓制及燒結(jié)下,可獲得致密且有較高抗彎強度的材料,如類比YG20C材料,其A標(biāo)尺抗彎強度бbb≥2400Mpa,硬度HRA≥82的優(yōu)異性能?！ 娟P(guān)鍵詞】硬質(zhì)合金鐵鎳代鈷添加劑 綜述 對冷墩冷沖模的研究,其主要破壞形式有兩種,一種是磨損破壞,
2、主要是在不斷反復(fù)的鐓沖下,工件與模具的摩擦而造成磨具的磨損,尺寸超差所造成的破壞,另一種是開裂破壞,主要原因是在反復(fù)沖擊下,使模具疲勞開裂.。在眾多的情況下,開裂是模具的主要破壞形式。強化模具的耐疲勞性能及抗沖擊性能成為使用壽命的主要途徑。對硬質(zhì)合金而言,就是在合金的左支線上加大自由程的長度,以提高強度,同時合金硬度有所下降。合金的硬度是模具有良好耐磨性的保證。高的硬度而使模具脆性加大,抗沖擊性就降低,導(dǎo)致了模具易開裂,低的硬度滿足不了使用要求。既要保持高的硬度值又要滿足合金模具的抗彎強度足夠高,在選材上是非常重要的。在合金的選材中,高鈷合金
3、YG20或YG20C就成為冷墩冷沖模具的首選材料,在工業(yè)中廣泛應(yīng)用,而實踐證明YG20及YG20C材料的破壞很少是尺寸磨損的問題,而經(jīng)常是第二種形式的破壞—開裂破壞,所以要想提高模具的使用壽命,就歸結(jié)為提高材料的抗彎強度和抗沖擊性能?！ 「哜捰操|(zhì)合金的抗彎強度及抗沖擊性能比低鈷合金要好的多,但也加大了合金的成本。雖然選用高鈷硬質(zhì)合金YG20及YG20C是冷墩冷沖模具材料的首選,其綜合性能也比其它合金要好,實踐也證明了這一點。應(yīng)用廣泛的YG20和YG20C冷墩冷沖模具其常見的破壞形式仍然是開裂破壞,同時,由于鈷的價格昂貴,其應(yīng)用也受到了限制。如
4、何能研制出一種既經(jīng)濟(jì),性能又好的材料來替代鈷是合金行業(yè)所追求的一個目標(biāo)。 目前,Fe、Ni作為膠結(jié)相也常出現(xiàn)在硬質(zhì)合金材料中,但仍不能完全代替鈷。Fe、Co、Ni為同一族元素,與WC組成的相圖也十分相似,對WC的潤濕性,在真空中鈷、鎳一樣,潤濕角等于零,而鐵較差,溶解度也不一樣,Ni溶WC為12~20%,Co為10~15%,而Fe最小,其必然影響到燒結(jié)時的重結(jié)晶速度、膠結(jié)相與WC的膠結(jié)強度及晶粒大小,從而影響合金強度性能。因而改善潤濕性也將成為提高合金強度的一個有效手段?！ ≡贔e中加入一定數(shù)量的Ni,可以改善膠結(jié)相對WC的潤濕性,同時,F
5、e與Ni形成無限固溶體,可使Fe得到強化。實踐表明,Fe:Ni=3:1的鐵鎳膠結(jié)相制的合金性能最好。此膠結(jié)的硬質(zhì)合金其組織中易出現(xiàn)η相,為了防止η相的出現(xiàn),可在混合料中加入少量的炭黑,同時也可強化鐵基組織。為了合金化膠結(jié)相和提高與WC的連接強度加入一定量的Co粉,在Co-WC和Ni-WC固溶體的顯微硬度結(jié)果表明,鈷相比鎳相強化效果較大,且Co與Fe、Ni均可形成無限固溶體,使膠結(jié)相潤濕進(jìn)一步改善和強化,通過合金這種組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,使合金使用壽命得到大幅度的提高?！ 「鶕?jù)上述論述及調(diào)研結(jié)果,針對冷墩冷沖模常見的破壞形式,以Fe-Ni-Co為主要
6、粘結(jié)相使合金組織結(jié)構(gòu)改善,強化合金性能,研制高強度鐵鎳代鈷的強度材料。 1實驗過程 (1)配料球磨:WC70%-FeNiCo30%,粒度-200目,C量為補充量。球料比3:1,濕磨20h,真空干燥,摻膠制粒?！ ?2)壓制和燒結(jié):壓制A標(biāo)樣(5×5×30mm)及釘夾模。實驗壓制確定適宜的壓制壓力(150-350Mpa)和收縮系數(shù)(1.18-1.25),真空燒結(jié)(1360-1400℃)?！ ?實驗結(jié)果 (1)燒結(jié)結(jié)果 Ts(℃)1360137013801400 ρ12.3712.4112.4212.35 бbb2630288
7、225602316 HRA82.382.882.882.7 (2)應(yīng)用結(jié)果 在制鋼釘企業(yè)7個品種百余套連續(xù)考核結(jié)果表明使用壽命高于YG20C的使用壽命5.5倍,無裂紋破壞。3結(jié)果分析 (1)該合金燒結(jié)的致密化過程 影響致密化過程的必要因素就是液-固相間的潤濕角,液體的毛細(xì)管壓力隨著對WC顆粒的潤濕角的降低而提高,因而液相填充小孔的能力隨著對固相的潤濕角的降低而改善。其次為液相的數(shù)量,當(dāng)液相數(shù)量不超過50%時,毛細(xì)管壓力隨著液相數(shù)量的增加而提高。同時,WC顆粒的流動阻力則隨其增加而降低。就此材料而言,其膠結(jié)相成份為30%左右,且Ni、
8、Co溶WC能力較大,因此,WC的溶解速度加快,增加了燒結(jié)的液相,通常液相數(shù)量保持在15~36%為宜,由此,足以保證致密化過程有足夠的液相。保證了WC顆粒在液相的包覆
