爆炸压焊-扩散烧结法制备粉末复合涂层材料的研究

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本文以镍/碳化钨(Ni-WC)粉末材料作为研究对象,采用爆炸压焊-扩散烧结法制备镍/碳化钨金属复合涂层材料。爆炸压焊-扩散烧结法是多种爆炸加工方式的有机结合,该方法不需要专门设备,具有很高的工作效率,且制备出的复合材料质量高,是一种操作简单且发展前景广阔的爆炸加工方法。在本文中,对爆炸压焊-扩散烧结法的基本工艺流程进行了介绍,对还原烧结、爆炸压焊、扩散烧结这三方面的基本原理进行了详细阐述。在还原烧结中,本文采用过量碳粉对混合粉末进行还原,其主要作用有两点,一是去除粉末颗粒表面的氧化物;二是消耗烧结炉内的氧气,避免高温时烧结炉内的氧与碳化钨发生化学反应,生成杂质。为了获得高质量的复合材料,必须要实现粉末颗粒间的压实和爆炸焊接,并通过理论推导与实际计算得到爆炸焊接所需压力。对爆炸压焊-扩散烧结法的宏观结合机理进行论述,得到多孔材料的等压推广状态方程以及利用混合物叠加原理得到混合粉末各项参数。对利用爆炸压焊-扩散烧结法制备的Ni-WC复合金属材料进行分析,首先对所得样品进行光学显微镜金相分析,发现通过该方法制备的材料中并未引入其他的杂质,并且碳化钨、镍分布均匀,碳化钨颗粒并未长大。再对样品进行密度检测,实验测得利用爆炸压焊-扩散烧结法制备的复合材料密度达98%T.D.以上,粉末几乎完全压实。最后对样品硬度进行检测,发现样品硬度随着碳化钨的增加而增大,且硬度大于镍的硬度小于碳化钨的硬度,并随着碳化钨比例的不断增加,材料逐渐呈现脆性。
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