【摘 要】
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纳米WC-Co硬质合金材料,在具有高硬度的同时具有高强度,应用前景十分广泛.该文利用高能球磨法采用变转速多次循环工艺,制备出了平均晶粒尺寸约为25nm的WC-10Co-0.8VC-0.2CrC(w
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纳米WC-Co硬质合金材料,在具有高硬度的同时具有高强度,应用前景十分广泛.该文利用高能球磨法采用变转速多次循环工艺,制备出了平均晶粒尺寸约为25nm的WC-10Co-0.8VC-0.2Cr<,3>C<,2>(wt﹪)纳米复合粉未,并通过添加晶粒生长抑制剂,采用低温、快速、短时、加压烧结的快速热压烧结工艺,制备出了平均晶粒尺寸约为250nm的纳米硬质合金块体,在保持合金较高抗弯强度(2746MPa)的同时提高了合金的硬度(93.6nRA).研究了高能球磨法制备纳米WC-Co复合粉未的工艺,并对纳米WC-Co复合粉未的特性进行了表征和分析,表明变转速多次循环高能球磨工艺制备的纳米WC-Co复合粉未,化学成分合格,杂质含量低,Co、V、Cr、W元素分布均匀,球磨效率高.球磨过程是一个晶粒逐渐细化的过程,同时也是一个晶格畸变逐渐增加、粉未体系能量逐渐增大的过程.球磨得至的WC-Co纳米复合粉未颗粒形貌基本为球形,粒径分布较宽,颗粒中存在着一些团聚体,平均颗粒尺寸约为50nm.纳米WC-10Co-0.8VC-0.2Cr<,3>C<,2>复合粉未的共晶点约为1280℃,从而纳米WC-Co硬质合金可实现低温烧结.以工艺一组织结构-性能为主线,系统研究了纳米WC-Co硬质合金的快速热压烧结工艺,研究表明高能球磨合成的纳米WC-Co复合粉未,由于纳米粉未的表面效应,以及粉未中晶格畸变严重,烧结驱动力很大.纳米WC-Co的快速热压烧结是扩散和流动占主导地位的,包括扩散、流动和物理化学反应的综合过程.烧结温度和保温时间都是对纳米WC晶粒长大非常敏感的因素,随着烧结温度的提高,纳米WC晶粒逐渐粗化,保温时间太短或太长都会引起个别WC晶粒的异常长大.在快速热压烧结中,在35MPa的压力下,烧结温度在共晶点以上20℃左右,保温时间在15分钟左右,合金的组织结构和综合性能较好.
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