板状WC晶粒硬质合金制备及其表面渗碳技术的研究

发布时间：2021-05-17 18:19

　　本文采用真空烧结法制备了板状WC晶粒硬质合金。通过DSC、XRD、SEM、EDS等手段系统研究了烧结过程中板状硬质相形成与生长机理以及化学组成对合金显微组织和力学性能的影响。在此基础上,选择性能较优的板状硬质相晶粒硬质合金作为基体,采用表面渗碳技术制备梯度结构的板状硬质相晶粒硬质合金。首先研究了烧结过程中板状硬质相形成与生长阶段的相变与显微组织的演变,结果表明:在固相烧结阶段（700℃¹200℃）,大部分扁平化W粉颗粒可以直接与C反应生成板状WC,少部分W粉颗粒与Co、C作用形成η相;η相进一步与C反应生成WC、Co的过程对板状WC晶粒的形成起到促进作用。固相烧结阶段形成的细小等轴状硬质相在随后的液相烧结阶段通过溶解-析出过程在粗大的板条状WC晶粒表面析出。随后研究了1200℃¹400℃升温速率对硬质合金显微组织和力学性能的影响,发现随着升温速率的提高,合金硬质相晶粒平均尺寸下降、长厚比先增加后下降,硬度及抗弯强度先增加后下降,断裂韧性下降。当升温速率为3℃/min时,硬质合金综合力学性能较佳。研究了C含量、NbC添加量和TaC添加量对板状W... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 板状WC晶粒硬质合金的特点
    1.3 板状WC晶粒硬质合金的制备方法
        1.3.1 利用WC晶粒在烧结过程中的异常长大形成板状WC晶粒
        1.3.2 合成WC孪晶形成板状WC晶粒
        1.3.3 加入板状WC晶粒晶种
        1.3.4 以“W+石墨+Co”混合粉为原料经化学反应制备板状WC晶粒硬质合金
        1.3.5 以“Co_xW_yC_z化合物+C”混合粉为原料制备
    1.4 硬质合金中常用金属碳化物添加剂及其作用
        1.4.1 VC、Cr_3C_2的作用
        1.4.2 TaC的作用
        1.4.3 NbC的作用
    1.5 梯度结构硬质合金的特点及制备方法
        1.5.1 构造法
        1.5.2 传输法
    1.6 本文研究目的和意义
    1.7 本文技术路线
第二章 实验材料的制备与表征
    2.1 引言
    2.2 实验成分设计
    2.3 实验材料的制备流程
        2.3.1 硬质合金基体的制备
        2.3.2 硬质合金的渗碳处理
    2.4 实验材料的测试与分析
        2.4.1 力学性能测试
        2.4.2 差热分析
        2.4.3 物相分析
        2.4.4 显微组织形貌及成分分析
第三章 板状WC晶粒硬质合金烧结过程中显微组织演变的研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
    3.3 烧结过程中的相变及显微组织演变研究
        3.3.1 烧结过程中的热分析
        3.3.2 固相烧结阶段的相变及显微组织演变
        3.3.3 液相烧结阶段相变及显微组织演变
    3.4 1200℃~1400℃阶段升温速率对合金显微组织及力学性能的影响
        3.4.1 1200℃~1400℃阶段升温速率对合金显微组织的影响
        3.4.2 1200℃~1400℃阶段升温速率对合金力学性能的影响
    3.5 本章小结
第四章 化学成分对板状WC晶粒硬质合金组织和性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验方法
    4.3 C含量对板状硬质相晶粒硬质合金显微组织及力学性能的影响
        4.3.1 C含量对合金相组成的影响
        4.3.2 C含量对合金显微组织的影响
        4.3.3 C含量对合金力学性能的影响
    4.4 NbC添加量对板状硬质相晶粒硬质合金显微组织及力学性能的影响
        4.4.1 混合料的热分析
        4.4.2 NbC添加量对合金相组成的影响
        4.4.3 NbC添加量对合金显微组织的影响
        4.4.4 NbC添加量对合金力学性能的影响
    4.5 TaC添加量对板状WC晶粒硬质合金显微组织及力学性能的影响
        4.5.1 混合料的热分析
        4.5.2 TaC添加量对合金相组成的影响
        4.5.3 TaC添加量对合金显微组织的影响
        4.5.4 TaC添加量对合金力学性能的影响
    4.6 本章小结
第五章 板状WC晶粒硬质合金表面渗碳技术的研究
    5.1 引言
    5.2 试验方法
    5.3 渗碳处理对板状WC晶粒硬质合金显微组织及力学性能影响
        5.3.1 渗碳后合金表面相组成
        5.3.2 渗碳后板状WC晶粒硬质合金成分分布及显微组织
        5.3.3 渗碳后板状WC晶粒硬质合金的力学性能
    5.4 基体碳含量对板状WC晶粒硬质合金梯度结构形成的影响
    5.5 主要工艺参数对板状WC晶粒硬质合金梯度层形成的影响
        5.5.1 渗碳温度对板状WC晶粒硬质合金梯度层形成的影响
        5.5.2 渗碳压力对板状WC晶粒硬质合金梯度层形成的影响
    5.6 本章小结
第六章 全文总结
    6.1 全文主要结论
    6.2 全文创新之处
参考文献
致谢
硕士期间取得的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3192220