TiC-CrMo钢钢结硬质合金的制备与性能研究

发布时间：2017-12-15 12:30

  本文关键词：TiC-CrMo钢钢结硬质合金的制备与性能研究

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【摘要】：钢结硬质合金硬度高、比重小、耐磨性好,广泛应用于工模具、量具和耐磨零件。目前,与国外同类材料相比,国产钢结硬质合金常常存在孔隙率过高、强度低以及不均匀等问题。本文采用传统粉末冶金方法制备含铬低合金钢钢结硬质合金,通过对TiC粉和钢基体原料粉的优选,以及工艺的优化,以期提高钢结硬质合金的性能。本文首先基于GT35钢结硬质合金对球磨工艺、烧结工艺和热处理工艺进行优化。结果表明,球磨44小时、烧结温度为1440℃C、600 ℃C后升温速度为1 ℃C ·min-1,热处理后能得到密度和强度较高的样品:密度为6.40 g·cm-3、抗弯强度为1602 MPa。使用不同配碳量以及不同化合碳含量的碳化钛作为原料,结果发现配碳量(原料总碳)为7.50 wt%的时候,钢结合金得到最好的综合性能。使用化合碳含量较高(19.15 wt%)的碳化钛能得到较高的综合性能:硬度为68 HRC左右、抗弯强度为1726 MPa。采用不同的铁粉(还原铁粉、电解铁粉、羰基体粉)制备钢结硬质合金,其中使用还原铁粉制备的合金的性能最低,使用电解铁粉作次之,使用羰基铁粉制备的钢结合金的性能最高:硬度70 HRC、抗弯强度2120 MPa。利用微碳铬铁粉作为铬源用于制备钢结硬质合金,并和纯铬粉以及冶金用铬铁粉进行了对比。微碳铬铁粉具有较小的颗粒尺寸及较高的纯度使得制备的合金具有较高的性能:硬度68 HRC、抗弯强度1893 MPa;利用微碳铬铁粉为铬源,制备铬含量为2.34、6、10 wt%的钢结硬质合金。随着铬含量的增加,样品的强度逐渐下降,硬度先升高后降低。在相同的条件下,铬含量为6 wt%的样品的耐磨性能最好,其次是铬含量为10 wt%的样品,铬含量为2.34 wt%的样品的耐磨性能最差。使用微碳铬铁粉制备的铬含量为2.34 wt%的样品的耐磨性能较高碳铬铁制备的样品提高了大约39.3%,大约是YG25钢结硬质合金耐磨性的2.1倍。我们对用量较大的铬含量为2.34 wt%的钢结硬质合金进行了优化实验。采用羰基铁粉、化合碳含量为19.15 wt%的碳化钛粉、微碳铬铁粉为原料,其中配碳量为7.5 wt%、球磨时间为44 h、烧结温度为1440 ℃、600 ℃-烧结温度的升温速度为1 ℃min-1。经过热处理后样品的硬度为70 HRC、抗弯强度为2286 MPa、冲击韧性为7.2 J/cm~2。
【学位授予单位】：北京科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG135.5

【参考文献】

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本文编号：1291994