论文部分内容阅读
本文研究了WC-Co超细硬质合金晶粒长大抑制剂VC/NbC的抑制效果,采用Mettler-toledo分析天平、电子万能试验机、数字维氏硬度计、矫顽磁力仪和Zeiss金相显微镜、SEM和XRD研究VC/NbC不同的配比对WC-8%硬质合金性能、微观组织的影响,找出VC/NbC抑制剂最佳添加量,并对VC/NbC的抑制机理进行了分析讨论,将该抑制剂含量的WC-8%硬质合金命名为BY9。最后通过研究并优化烧结温度和添加橡胶含量得到BY9最佳制备工艺。并得出如下结论：1) VC/NbC抑制剂含量为0.2%VC+0.4%NbC时,WC-8%Co可获得最优的综合力学性能,其抗弯强度1714MPa、硬度为1899HV30。添加VC/NbC复合抑制剂后,合金的密度下降、矫顽磁力上升。在合金中VC含量相同的情况下,随着NbC的增加,合金的硬度、抗弯强度呈不同的变化趋势,但合金的抗弯强度和硬度都比只添加VC的合金高,通过XRD发现合金在添加VC/NbC复合抑制剂后,合金中α-Co含量开始增多,并且合金的η相逐渐分散并减少。2)BY9的最佳烧结温度为1440℃,其抗弯强度为1787MPa、硬度为1950HV30。合金有最佳的综合性能。合金的孔隙随烧结的温度升高先减少后增大；WC晶粒尺寸随烧结温度的升高而升高；合金中η相的含量随温度的升高而减少。在1440℃时,BY9孔隙少,晶粒尺寸为470nm,无异常长大的晶粒,因而此温度下BY9具有最优的综合性能。3)随成型剂加入量的增加,BY9中T1相减少,直至最后消失,并出现石墨。在橡胶加入量为110ml/kg时,合金中η相极少,且无石墨相存在,因而具有最优性能。4) VC/NbC能有效抑制合金中WC晶粒在烧结过程中的长大,VC/NbC复合添加剂的抑制效果强于单一VC。加入VC后,合金中孔隙增多,η相也增加。在抑制剂总量为0.6%时,加入的NbC能减少孔隙的出现,降低合金中η相含量,并且能提高合金中α-Co的含量。5)VC和NbC的抑制机理不尽相同,两者在不同的烧结阶段协同作用抑制WC晶粒的长大。在固相烧结阶段,VC. NbC吸附在WC表面,阻碍大小WC颗粒合并长大；在液相烧结初期,VC、NbC通过溶解于液相中降低WC在液相中的溶解度,抑制晶粒长大；在液相烧结后期,NbC偏聚在液相中形成(W,Nb) C阻碍WC晶界的迁移抑制晶粒的长大。