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《降低鎢鈷硬質(zhì)合金燒結(jié)溫度的實(shí)驗(yàn)new》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第3卷第3期過程工程學(xué)報(bào)Vol.3No.32003年6月TheChineseJournalofProcessEngineeringJune2003降低鎢鈷硬質(zhì)合金燒結(jié)溫度的實(shí)驗(yàn)方勤方,周輝峰,李洵[中國地質(zhì)大學(xué)(北京)材料科學(xué)與工程學(xué)院,北京100083]摘要:通過減小WC粉體的粒徑及添加微量元素的方法,并運(yùn)用差熱分析及金相技術(shù),研究了降低鎢鈷硬質(zhì)合金燒結(jié)溫度的新途徑;確定WC粉體平均粒徑為1.65μm時(shí),其燒結(jié)溫度可降低o到960C.在保證硬質(zhì)合金整體機(jī)械性能的前提下,可減少對預(yù)植入硬質(zhì)合金中的單晶金
2、剛石的熱損傷.關(guān)鍵詞:鎢鈷硬質(zhì)合金;細(xì)化處理;燒結(jié)溫度;差熱分析;金相中圖分類號(hào):TF124.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009?606X(2003)03?0265?041前言金剛石薄膜涂層硬質(zhì)合金刀具是合成金剛石薄膜技術(shù)的重要應(yīng)用之一,該類刀具具有制備過程相對簡單、刀面形狀可以復(fù)雜、切削性能明顯提高等特點(diǎn),市場應(yīng)用潛力巨大.鎢鈷類硬質(zhì)合金中鈷的存在往往影響了金剛石薄膜與硬質(zhì)合金基底之間的粘接強(qiáng)度,為此,[1]需要對硬質(zhì)合金基底進(jìn)行表面改性,李洵等提出了在硬質(zhì)合金表面預(yù)植入人造單晶金剛石微粉的o新的表面
3、改性方法.但這又帶來另一個(gè)技術(shù)難題:常規(guī)的硬質(zhì)合金工藝燒結(jié)溫度在1400C左右,在高溫下,預(yù)植入的單晶金剛石會(huì)受到嚴(yán)重的熱損傷,也降低了硬質(zhì)合金對金剛石的包鑲能力.本文運(yùn)用差熱分析技術(shù)研究了控制硬質(zhì)合金燒結(jié)溫度的方法及粉料的燒結(jié)特性.2實(shí)驗(yàn)原料:市售200目WC粉(粒徑范圍在80~30μm之間,平均約70μm);將這種WC粉料經(jīng)過細(xì)化處理成平均粒徑為1.65μm的細(xì)粒WC(粒徑范圍在0.5~3.0μm之間);市售200目(平均粒徑約70μm)鈷粉;YG6硬質(zhì)合金成品(粒徑1~2mm)等.球磨機(jī):XH?1
4、型三維混料機(jī)(武漢探礦機(jī)械廠生產(chǎn)).對磨介質(zhì)為WC球,粉碎時(shí)間72h.細(xì)化處理設(shè)備:SQ?50型氣流粉碎機(jī)(上海化工機(jī)械三廠生產(chǎn)).進(jìn)料壓力0.3MPa,細(xì)化壓力1.0MPa,進(jìn)料速度200g/h.差熱分析儀器:LCP?1型差熱分析儀(北京光學(xué)儀器廠生產(chǎn)).實(shí)驗(yàn)條件為:參比物鎢粉(W,化o?3學(xué)純,粒徑約70μm),樣品直接裝入氧化鋁坩堝中.最高加熱溫度1450C,真空度(10~20)×10Pa,o加熱速度15~20C/min.熱壓燒結(jié)機(jī):RYL?15熱壓機(jī)(機(jī)械工業(yè)部鄭州磨料磨具研究所生產(chǎn)).3結(jié)果與
5、討論3.1WC粉體特征及細(xì)化處理200目WC原料粉體顆粒的形貌以棱角明顯的長柱狀和三角狀為主[圖1(a)],粉體粒徑分布比收稿日期:2002?09?20,修回日期:2003?04?14基金項(xiàng)目:國土資源部“九五”重大地質(zhì)科技項(xiàng)目(編號(hào):9505402?2)作者簡介:方勤方(1956?),男,浙江省淳安縣人,博士,高級工程師,礦物學(xué)材料學(xué)專業(yè),從事材料學(xué)、礦物學(xué)及儀器分析方面的教學(xué)與科研工作,Tel:(010)82322631.266過程工程學(xué)報(bào)3卷較寬,主要集中在80~30μm之間.經(jīng)過72h球磨后,其
6、粉體粒徑明顯減小[圖1(b)],但粒徑仍大小不一.而經(jīng)過超細(xì)處理后的WC粉體,顆粒形態(tài)以圓形和橢圓形為主[圖1(c)],粒徑分布范圍在0.5~3.0μm之間,平均粒徑為1.65μm.2μm2μm2μm??????(a)WCpowder(averagediameter70μm)(b)WCpowderafterballmillingfor72h(c)WCpowderaftersubmicronprocess圖1WC粉體顆粒TEM形貌圖Fig.1Transmissionelectronmicroscopeof
7、WCpowder細(xì)化處理前、后的WC粉體樣品分別用ICP等離子光譜測定了其中Fe,Mn,Na,Al,Mg,Ca元素的含量(表1),以考察細(xì)化處理工藝對WC粉體的污染情況.可以看出,上述元素中,Al的含量變化最大,這是因剛玉磨具的微量磨損所致,但萬分之五左右的氧化鋁不會(huì)對硬質(zhì)合金的性能產(chǎn)生明顯的影響,其它元素則變化不大.表1細(xì)化處理前后WC粉體中微量元素含量、總碳量、含氧量及游離碳含量Table1Contentoftraceelement,totalcarbon,oxygenandfreecarbonin
8、theWCpowder?6Traceelementcontent(×10)TotalcarbonOxygenFreecarbonSubmicronprocessFeAlCaMgNaMn(%)(%)(%)Before99.7164.40127.818.1947.800.685.870.25≤0.05After76.48555.6119.116.5547.600.455.840.16≤0.05WC粉體中的總碳量、含氧量和游離碳含量是確定WC粉體