超细WC-TiC-Co硬质合金烧结工艺及组织性能研究

摘要

本文用平均粒度为2．52μm的WC、（W、Ti）C和Co的YT14硬质合金复合粉体，采用行星式高能球磨机球磨72h制备出平均粒度为0．27μm的超细复合粉体，经干燥、过筛处理后，压制压坯，在真空炉中烧结。研究了粉体和压坯制备、烧结工艺参数、性能和微观组织，讨论分析了试验结果，得出以下结论： 1、制备YT14硬质合金复合粉体压坯，采用80MPa的普通压制压强，载荷保持2min，压坯密度为5．42 g/cm3。普通模压的压坯再经冷等静压，能够进一步提高压坯密度，但是，这个工序较复杂。 2、在烧结时，首先以15℃/min的升温速度从室温升到350℃，保温30min；然后以10℃/min的升温速度升到800℃，保温30min；再以10℃/min的升温速度升到1100℃，保温30min；最后以4℃/min的升温速度升到烧结温度，保温时间为40 min。烧结温度为1380℃，整个过程在真空状态下进行，真空度控制在1．0×10-1～10-2pa，该工艺参数设计合适，对烧结体质量等方面没明显负面产生影响，烧结中粘结金属没有太大的损耗。超细硬质合金的烧结温度较常规硬质合金低。 3、压强为80MPa的普通压制的YT14压坯，在1380℃下烧结的保温时间由20min增大到40min时，烧结体的密度从11．19 g/cm3升高到11．47g/cm3，这个值接近该合金的理论烧结密度11．49 g/cm3；分别延长烧结时间到50min和60min，烧结体的密度分别下降到11．45g/cm3和11．27g/cm3；因此，选取40 min的烧结保温时间就能满足烧结的要求。 4、烧结温度分别为1300℃、1350℃和1380℃，烧结时间均为40 min，其烧结体密度随温度升高而增大，由10．17 g/cm3增大到11．47 g/cm3；烧结温度继续升高到1410℃时，烧结体密度降到11．42g/cm3。随着温度从1300℃增大至1410℃时，烧结体的线收缩率从13．2％增加到17．5％。 5、在80Mpa压强下制备的YT14硬质合金超细粉体压坯，烧结保温时间均为40min，从1300℃升高到1380℃，硬度由89．7HRA增加到92．7HRA；尔后随烧结温度升高，硬度呈下降趋势，在1410℃时，硬度降为90．4HRA。传统YT14硬质合金在1480℃结温度下的硬度仅为90．2HRA，显然，用YT14超细粉体压坯烧结的硬质合金的硬度较高。随着烧结温度从1300℃升高到1410℃，YT14超细粉体硬质合金烧结体的抗弯强度也由963 MPa相应增大到1390MPa。 6、YT14超细硬质合金烧结温度≤1380℃时，WC和（Ti，W）C晶粒比较细小，呈多边形状；随烧结温度升高达到1410℃，晶粒显著长大。烧结后的金相组织是WC+（TiW）C+Co+γ及少量的η相，存在一定数量的孔隙和少量的污垢。导致了材料的机械性能降低，需采取措施降低孔隙消除污垢，并克服烧结时存在的缺碳现象以消除η相，达到提高抗弯强度等性能的目的。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究背景及发展动态

1.2超细硬质合金国内外研究现状及分析

1.3本课题研究的目的与意义

1.4本论文的实验方案与研究方法

2YT14超细复合粉料的制备工艺

2.1引言

2.2YT14超细复合粉体的制备工艺

2.3试验结果及其分析讨论

2.4试验小结

3YT14超细复合粉体压制工艺

3.1引言

3.2超细YT14压制工艺

3.3实验结果及其分析讨论

3.3试验小结

4超细YT14的烧结工艺

4.1引言

4.2超细YT14的烧结工艺

4.3试验结果与分析

4.4试验小结

5超细YT14硬质合金的性能测试

5.1引言

5.2YT14超细硬质合金的性能测试

5.3试验小结

6YT14超细硬质合金的显微结构分析

6.1引言

6.2试验方法

6.3金相分析

6.4试验小结

7结论

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致 谢