本文以提高硬質(zhì)合金的綜合力學(xué)性能為目的,制造了一種同時具有高硬度和高韌性的超細晶硬質(zhì)合金材料。實驗以WC-Co硬質(zhì)合金為研究對象,同時結(jié)合放電等離子燒結(jié)技術(shù)（SPS）的優(yōu)點,通過添加抑制劑VC以及增強相CBN來改善硬質(zhì)合金性能,并對其力學(xué)性能以及微觀結(jié)構(gòu)進行研究。研究了Co含量對硬質(zhì)合金力學(xué)性能以及微觀組織的影響,實驗結(jié)果表明:隨著Co含量的增加,WC-Co硬質(zhì)合金的硬度降低但是斷裂韌性、抗彎強度和致密化程度增加,同時WC平均晶粒尺寸增大,其平均尺寸在227³74nm之間,裂紋擴展模式逐漸由裂紋偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸭y偏轉(zhuǎn)和裂紋橋接的混合模式。研究了VC以及CBN含量對材料各項性能的影響。隨著VC含量的增加,WC晶粒減小,材料的致密度和力學(xué)性能變差,利用XRD分析材料的物相組成,各成分之間具有良好的化學(xué)相容性。對比WC-6Co與WC-6Co-0.2VC可知,后者的硬度和斷裂韌性均有所提高。當(dāng)CBN含量為1.0wt.%且VC含量為0.2wt.%時,硬質(zhì)合金材料性能最優(yōu),WC晶粒尺寸、致密度、硬度和斷裂韌性分別為247nm、98.3%、20.17±0.5GPa和12.19±0.... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

球磨后保溫時間對致密度的影響

碩士學(xué)位論文超細晶WC基硬質(zhì)合金刀具材料的SPS燒結(jié)工藝與性能研究13題，如崩刃、刀具磨損嚴重，嚴重降低刀具的使用壽命，因此致密化程度必須要進一步的提高。圖2.2球磨后保溫時間對致密度的影響圖2.3球磨后壓強對致密度的圖2.4球磨后溫度對致密化的影響圖2.5球磨后燒結(jié)溫度對性能的影響2.2.2分散劑分散法在燒結(jié)實驗之前，首先進行分散實驗，分散劑選用PEG，分子量為4000。本實驗通過研究PEG添加量以及PH值對納米粉體沉降率的影響來確定PEG以及PH值的最佳含量，相對沉降體積為試管底部粉體沉降物體積與試管溶液體積之比。實施過程為：按質(zhì)量百分比稱取PEG和WC，將稱量后的PEG添加到無水乙醇中，并在磁力攪拌機中進行加熱融化并攪拌，將配置好的溶液與稱量后的WC粉在試管內(nèi)混合，并進行超聲震蕩加攪拌1h，然后靜置3天，觀察其沉降效果。圖2.6為PEG含量對相對沉降體積的影響。由圖2.5可知，隨著PEG含量的增加，相對沉降體積先逐漸升高，然后逐漸降低，在PEG含量為2wt.%時達到最大值50%。相對沉降體積的這種變化是因為隨著PEG含量的增加，分散劑逐漸包裹住WC顆粒，分散劑的高分子長鏈能夠有效的阻止團聚的發(fā)生，當(dāng)其含量達到最佳時，相對沉降體積達到最大，分散效果最好。但是隨著PEG含量的進一步增加，分散液中多余的高分子鏈會纏繞交互在一起而造成懸濁液的分散效果下降，相對沉降體積下降。圖2.7為PH值對相對沉降體積的影響，在此圖中可以看出，隨著溶液PH值的升高，相對沉降體積

碩士學(xué)位論文超細晶WC基硬質(zhì)合金刀具材料的SPS燒結(jié)工藝與性能研究13題，如崩刃、刀具磨損嚴重，嚴重降低刀具的使用壽命，因此致密化程度必須要進一步的提高。圖2.2球磨后保溫時間對致密度的影響圖2.3球磨后壓強對致密度的圖2.4球磨后溫度對致密化的影響圖2.5球磨后燒結(jié)溫度對性能的影響2.2.2分散劑分散法在燒結(jié)實驗之前，首先進行分散實驗，分散劑選用PEG，分子量為4000。本實驗通過研究PEG添加量以及PH值對納米粉體沉降率的影響來確定PEG以及PH值的最佳含量，相對沉降體積為試管底部粉體沉降物體積與試管溶液體積之比。實施過程為：按質(zhì)量百分比稱取PEG和WC，將稱量后的PEG添加到無水乙醇中，并在磁力攪拌機中進行加熱融化并攪拌，將配置好的溶液與稱量后的WC粉在試管內(nèi)混合，并進行超聲震蕩加攪拌1h，然后靜置3天，觀察其沉降效果。圖2.6為PEG含量對相對沉降體積的影響。由圖2.5可知，隨著PEG含量的增加，相對沉降體積先逐漸升高，然后逐漸降低，在PEG含量為2wt.%時達到最大值50%。相對沉降體積的這種變化是因為隨著PEG含量的增加，分散劑逐漸包裹住WC顆粒，分散劑的高分子長鏈能夠有效的阻止團聚的發(fā)生，當(dāng)其含量達到最佳時，相對沉降體積達到最大，分散效果最好。但是隨著PEG含量的進一步增加，分散液中多余的高分子鏈會纏繞交互在一起而造成懸濁液的分散效果下降，相對沉降體積下降。圖2.7為PH值對相對沉降體積的影響，在此圖中可以看出，隨著溶液PH值的升高，相對沉降體積

【參考文獻】：
期刊論文
[1]球磨時間對制備超細YG6硬質(zhì)合金組織性能的影響[J]. 秦琴,孫衛(wèi)鵬,張偉,李京筱,欒道成,王正云.  工具技術(shù). 2016(12)
[2]碳熱還原法制備碳氮化鈦的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 張士舉,伍玲龍,文建華,郭孟偉.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2016(19)
[3]真空燒結(jié)溫度對WC-TiC-TaC-Co硬質(zhì)合金組織和性能的影響[J]. 陳慧,彭玲玲,姜中濤,鄧瑩,涂銘旌.  粉末冶金工業(yè). 2015(03)
[4]氧化‐還原碳化法回收再生高性能硬質(zhì)合金的研究[J]. 王瑤,宋曉艷,劉雪梅,魏崇斌,王海濱,王西龍,付軍.  稀有金屬材料與工程. 2014(12)
[5]熱壓燒結(jié)制備亞微米碳化鎢材料[J]. 王永,朱德貴,蔡旭升,孫紅亮.  中國陶瓷. 2014(04)
[6]微波燒結(jié)制備WC-TiC-Co硬質(zhì)合金的組織和性能研究[J]. 羅軍明,廖佳,陸磊,徐吉林.  材料導(dǎo)報. 2013(20)
[7]國內(nèi)放電等離子燒結(jié)技術(shù)的研究進展及展望[J]. 季必發(fā),田長安,謝勁松.  廣東化工. 2013(15)
[8]化學(xué)沉淀法制備超細WC-Co復(fù)合粉的研究[J]. 王玉香,文小強,周健.  中國鎢業(yè). 2012(06)
[9]放電等離子燒結(jié)制備超細晶WC-3Co硬質(zhì)合金的組織和性能[J]. 林小為,肖志瑜,李小峰,朱權(quán)利,張文.  粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2012(04)
[10]中國超細晶硬質(zhì)合金及原料制備技術(shù)進展[J]. 吳沖滸,聶洪波,肖滿斗.  中國材料進展. 2012(04)

博士論文
[1]WC-Co硬質(zhì)合金的微波燒結(jié)制備研究[D]. 鮑瑞.中南大學(xué) 2013

碩士論文
[1]微波燒結(jié)GPLs增韌Al2O3陶瓷刀具的制備及切削性能研究[D]. 張勇.南京理工大學(xué) 2017
[2]無粘結(jié)劑WC的放電等離子燒結(jié)工藝研究[D]. 黎聲凱.深圳大學(xué) 2015
[3]超細晶WC-10Co系硬質(zhì)合金制備及工藝研究[D]. 陳勤文.西華大學(xué) 2011



本文編號：3508878