超细晶WC基硬质合金刀具材料的SPS烧结工艺与性能研究
发布时间：2021-11-21 05:34
本文以提高硬质合金的综合力学性能为目的,制造了一种同时具有高硬度和高韧性的超细晶硬质合金材料。实验以WC-Co硬质合金为研究对象,同时结合放电等离子烧结技术（SPS）的优点,通过添加抑制剂VC以及增强相CBN来改善硬质合金性能,并对其力学性能以及微观结构进行研究。研究了Co含量对硬质合金力学性能以及微观组织的影响,实验结果表明:随着Co含量的增加,WC-Co硬质合金的硬度降低但是断裂韧性、抗弯强度和致密化程度增加,同时WC平均晶粒尺寸增大,其平均尺寸在227374nm之间,裂纹扩展模式逐渐由裂纹偏转转变为裂纹偏转和裂纹桥接的混合模式。研究了VC以及CBN含量对材料各项性能的影响。随着VC含量的增加,WC晶粒减小,材料的致密度和力学性能变差,利用XRD分析材料的物相组成,各成分之间具有良好的化学相容性。对比WC-6Co与WC-6Co-0.2VC可知,后者的硬度和断裂韧性均有所提高。当CBN含量为1.0wt.%且VC含量为0.2wt.%时,硬质合金材料性能最优,WC晶粒尺寸、致密度、硬度和断裂韧性分别为247nm、98.3%、20.17±0.5GPa和12.19±0....
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
球磨后保温时间对致密度的影响
硕士学位论文超细晶WC基硬质合金刀具材料的SPS烧结工艺与性能研究13题，如崩刃、刀具磨损严重，严重降低刀具的使用寿命，因此致密化程度必须要进一步的提高。图2.2球磨后保温时间对致密度的影响图2.3球磨后压强对致密度的图2.4球磨后温度对致密化的影响图2.5球磨后烧结温度对性能的影响2.2.2分散剂分散法在烧结实验之前，首先进行分散实验，分散剂选用PEG，分子量为4000。本实验通过研究PEG添加量以及PH值对纳米粉体沉降率的影响来确定PEG以及PH值的最佳含量，相对沉降体积为试管底部粉体沉降物体积与试管溶液体积之比。实施过程为：按质量百分比称取PEG和WC，将称量后的PEG添加到无水乙醇中，并在磁力搅拌机中进行加热融化并搅拌，将配置好的溶液与称量后的WC粉在试管内混合，并进行超声震荡加搅拌1h，然后静置3天，观察其沉降效果。图2.6为PEG含量对相对沉降体积的影响。由图2.5可知，随着PEG含量的增加，相对沉降体积先逐渐升高，然后逐渐降低，在PEG含量为2wt.%时达到最大值50%。相对沉降体积的这种变化是因为随着PEG含量的增加，分散剂逐渐包裹住WC颗粒，分散剂的高分子长链能够有效的阻止团聚的发生，当其含量达到最佳时，相对沉降体积达到最大，分散效果最好。但是随着PEG含量的进一步增加，分散液中多余的高分子链会缠绕交互在一起而造成悬浊液的分散效果下降，相对沉降体积下降。图2.7为PH值对相对沉降体积的影响，在此图中可以看出，随着溶液PH值的升高，相对沉降体积
硕士学位论文超细晶WC基硬质合金刀具材料的SPS烧结工艺与性能研究13题，如崩刃、刀具磨损严重，严重降低刀具的使用寿命，因此致密化程度必须要进一步的提高。图2.2球磨后保温时间对致密度的影响图2.3球磨后压强对致密度的图2.4球磨后温度对致密化的影响图2.5球磨后烧结温度对性能的影响2.2.2分散剂分散法在烧结实验之前，首先进行分散实验，分散剂选用PEG，分子量为4000。本实验通过研究PEG添加量以及PH值对纳米粉体沉降率的影响来确定PEG以及PH值的最佳含量，相对沉降体积为试管底部粉体沉降物体积与试管溶液体积之比。实施过程为：按质量百分比称取PEG和WC，将称量后的PEG添加到无水乙醇中，并在磁力搅拌机中进行加热融化并搅拌，将配置好的溶液与称量后的WC粉在试管内混合，并进行超声震荡加搅拌1h，然后静置3天，观察其沉降效果。图2.6为PEG含量对相对沉降体积的影响。由图2.5可知，随着PEG含量的增加，相对沉降体积先逐渐升高，然后逐渐降低，在PEG含量为2wt.%时达到最大值50%。相对沉降体积的这种变化是因为随着PEG含量的增加，分散剂逐渐包裹住WC颗粒，分散剂的高分子长链能够有效的阻止团聚的发生，当其含量达到最佳时，相对沉降体积达到最大，分散效果最好。但是随着PEG含量的进一步增加，分散液中多余的高分子链会缠绕交互在一起而造成悬浊液的分散效果下降，相对沉降体积下降。图2.7为PH值对相对沉降体积的影响，在此图中可以看出，随着溶液PH值的升高，相对沉降体积
【参考文献】：
期刊论文
[1]球磨时间对制备超细YG6硬质合金组织性能的影响[J]. 秦琴,孙卫鹏,张伟,李京筱,栾道成,王正云. 工具技术. 2016(12)
[2]碳热还原法制备碳氮化钛的研究与应用现状[J]. 张士举,伍玲龙,文建华,郭孟伟. 科技创新导报. 2016(19)
[3]真空烧结温度对WC-TiC-TaC-Co硬质合金组织和性能的影响[J]. 陈慧,彭玲玲,姜中涛,邓莹,涂铭旌. 粉末冶金工业. 2015(03)
[4]氧化‐还原碳化法回收再生高性能硬质合金的研究[J]. 王瑶,宋晓艳,刘雪梅,魏崇斌,王海滨,王西龙,付军. 稀有金属材料与工程. 2014(12)
[5]热压烧结制备亚微米碳化钨材料[J]. 王永,朱德贵,蔡旭升,孙红亮. 中国陶瓷. 2014(04)
[6]微波烧结制备WC-TiC-Co硬质合金的组织和性能研究[J]. 罗军明,廖佳,陆磊,徐吉林. 材料导报. 2013(20)
[7]国内放电等离子烧结技术的研究进展及展望[J]. 季必发,田长安,谢劲松. 广东化工. 2013(15)
[8]化学沉淀法制备超细WC-Co复合粉的研究[J]. 王玉香,文小强,周健. 中国钨业. 2012(06)
[9]放电等离子烧结制备超细晶WC-3Co硬质合金的组织和性能[J]. 林小为,肖志瑜,李小峰,朱权利,张文. 粉末冶金材料科学与工程. 2012(04)
[10]中国超细晶硬质合金及原料制备技术进展[J]. 吴冲浒,聂洪波,肖满斗. 中国材料进展. 2012(04)
博士论文
[1]WC-Co硬质合金的微波烧结制备研究[D]. 鲍瑞.中南大学 2013
硕士论文
[1]微波烧结GPLs增韧Al2O3陶瓷刀具的制备及切削性能研究[D]. 张勇.南京理工大学 2017
[2]无粘结剂WC的放电等离子烧结工艺研究[D]. 黎声凯.深圳大学 2015
[3]超细晶WC-10Co系硬质合金制备及工艺研究[D]. 陈勤文.西华大学 2011
本文编号：3508878
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
球磨后保温时间对致密度的影响
硕士学位论文超细晶WC基硬质合金刀具材料的SPS烧结工艺与性能研究13题，如崩刃、刀具磨损严重，严重降低刀具的使用寿命，因此致密化程度必须要进一步的提高。图2.2球磨后保温时间对致密度的影响图2.3球磨后压强对致密度的图2.4球磨后温度对致密化的影响图2.5球磨后烧结温度对性能的影响2.2.2分散剂分散法在烧结实验之前，首先进行分散实验，分散剂选用PEG，分子量为4000。本实验通过研究PEG添加量以及PH值对纳米粉体沉降率的影响来确定PEG以及PH值的最佳含量，相对沉降体积为试管底部粉体沉降物体积与试管溶液体积之比。实施过程为：按质量百分比称取PEG和WC，将称量后的PEG添加到无水乙醇中，并在磁力搅拌机中进行加热融化并搅拌，将配置好的溶液与称量后的WC粉在试管内混合，并进行超声震荡加搅拌1h，然后静置3天，观察其沉降效果。图2.6为PEG含量对相对沉降体积的影响。由图2.5可知，随着PEG含量的增加，相对沉降体积先逐渐升高，然后逐渐降低，在PEG含量为2wt.%时达到最大值50%。相对沉降体积的这种变化是因为随着PEG含量的增加，分散剂逐渐包裹住WC颗粒，分散剂的高分子长链能够有效的阻止团聚的发生，当其含量达到最佳时，相对沉降体积达到最大，分散效果最好。但是随着PEG含量的进一步增加，分散液中多余的高分子链会缠绕交互在一起而造成悬浊液的分散效果下降，相对沉降体积下降。图2.7为PH值对相对沉降体积的影响，在此图中可以看出，随着溶液PH值的升高，相对沉降体积
硕士学位论文超细晶WC基硬质合金刀具材料的SPS烧结工艺与性能研究13题，如崩刃、刀具磨损严重，严重降低刀具的使用寿命，因此致密化程度必须要进一步的提高。图2.2球磨后保温时间对致密度的影响图2.3球磨后压强对致密度的图2.4球磨后温度对致密化的影响图2.5球磨后烧结温度对性能的影响2.2.2分散剂分散法在烧结实验之前，首先进行分散实验，分散剂选用PEG，分子量为4000。本实验通过研究PEG添加量以及PH值对纳米粉体沉降率的影响来确定PEG以及PH值的最佳含量，相对沉降体积为试管底部粉体沉降物体积与试管溶液体积之比。实施过程为：按质量百分比称取PEG和WC，将称量后的PEG添加到无水乙醇中，并在磁力搅拌机中进行加热融化并搅拌，将配置好的溶液与称量后的WC粉在试管内混合，并进行超声震荡加搅拌1h，然后静置3天，观察其沉降效果。图2.6为PEG含量对相对沉降体积的影响。由图2.5可知，随着PEG含量的增加，相对沉降体积先逐渐升高，然后逐渐降低，在PEG含量为2wt.%时达到最大值50%。相对沉降体积的这种变化是因为随着PEG含量的增加，分散剂逐渐包裹住WC颗粒，分散剂的高分子长链能够有效的阻止团聚的发生，当其含量达到最佳时，相对沉降体积达到最大，分散效果最好。但是随着PEG含量的进一步增加，分散液中多余的高分子链会缠绕交互在一起而造成悬浊液的分散效果下降，相对沉降体积下降。图2.7为PH值对相对沉降体积的影响，在此图中可以看出，随着溶液PH值的升高，相对沉降体积
【参考文献】：
期刊论文
[1]球磨时间对制备超细YG6硬质合金组织性能的影响[J]. 秦琴,孙卫鹏,张伟,李京筱,栾道成,王正云. 工具技术. 2016(12)
[2]碳热还原法制备碳氮化钛的研究与应用现状[J]. 张士举,伍玲龙,文建华,郭孟伟. 科技创新导报. 2016(19)
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[4]氧化‐还原碳化法回收再生高性能硬质合金的研究[J]. 王瑶,宋晓艳,刘雪梅,魏崇斌,王海滨,王西龙,付军. 稀有金属材料与工程. 2014(12)
[5]热压烧结制备亚微米碳化钨材料[J]. 王永,朱德贵,蔡旭升,孙红亮. 中国陶瓷. 2014(04)
[6]微波烧结制备WC-TiC-Co硬质合金的组织和性能研究[J]. 罗军明,廖佳,陆磊,徐吉林. 材料导报. 2013(20)
[7]国内放电等离子烧结技术的研究进展及展望[J]. 季必发,田长安,谢劲松. 广东化工. 2013(15)
[8]化学沉淀法制备超细WC-Co复合粉的研究[J]. 王玉香,文小强,周健. 中国钨业. 2012(06)
[9]放电等离子烧结制备超细晶WC-3Co硬质合金的组织和性能[J]. 林小为,肖志瑜,李小峰,朱权利,张文. 粉末冶金材料科学与工程. 2012(04)
[10]中国超细晶硬质合金及原料制备技术进展[J]. 吴冲浒,聂洪波,肖满斗. 中国材料进展. 2012(04)
博士论文
[1]WC-Co硬质合金的微波烧结制备研究[D]. 鲍瑞.中南大学 2013
硕士论文
[1]微波烧结GPLs增韧Al2O3陶瓷刀具的制备及切削性能研究[D]. 张勇.南京理工大学 2017
[2]无粘结剂WC的放电等离子烧结工艺研究[D]. 黎声凯.深圳大学 2015
[3]超细晶WC-10Co系硬质合金制备及工艺研究[D]. 陈勤文.西华大学 2011
本文编号：3508878
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