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无粘结相硬质合金的制备

以粒度0.2um纯WC粉末为原料,经球磨处理在1230℃烧结,890MPa热压制备高硬度、高致密度的超细无粘结相硬质合金。对合金的相组成、致密度、显微硬度及微观形貌进行了分析。

无粘结相硬质合金制备步骤

1、原始WC粉末在SYQ-2型高能球磨机进行球磨处理,球磨机转数为400r/min,磨球为硬质合金球,球料比为10:1,球磨时间6h,球磨前抽真空,并在球磨过程中通氩气保护。
2、球磨后粉末与2%液体石蜡均匀混合。在500MPa的压制应力下将粉末制成Ø16x12的样品。
3、为使样品在达到高致密状态,避免在烧结过程中石蜡气化逸出造成气孔,对压制后的样品进行脱蜡处理,以缓慢的升温速度升至450℃保温1h,以较快的速度升至800℃保温30min后炉冷至室温取出,整个过程中通氩气保护,保证样品在加热时不会被氧化。
4、将脱蜡处理的样品放于用耐火浇注料制成的载体中,四周用玻璃粉填充,在高温电阻炉中快速升温烧结到1230℃保温2h,烧结过程通氩气保护。以高温下熔融态玻璃粉作为热压介质,在最大压力为200T的YT27型液压机上进行热压,在预热的模具中,热压压力为890MPa,保压10s,热压后将样品从玻璃粉中取出进行分析。
5、为使合金在烧结后避免脱碳相的产生,在原始WC粉末中分别加入质量分数为0.1%~0.7%的单质碳粉混合球磨,进行烧结、热压。
6、利用排水法测定样品密度;利用X射线衍射仪和JSM-6360LV型扫描电镜对WC相组成和显微硬度仪测试了WC的显微硬度。

无粘结相硬质合金旋转锉图片 无粘结相硬质合金棒图片

无粘结相硬质合金制备结果

未经球磨处理的WC粉末烧结后样品的硬度低、致密度差,有缺碳相W相产生;经过球磨处理的WC粉末在烧结热压后样品硬度为2157HV,是未球磨样品硬度的15倍,致密度达到95.1%;断口可观察到明显的解理断裂特征;为抑制脱碳相的产生,对纯WC粉末加入单质碳,当配碳量为0.35%时,XRD结果显示样品全部为WC相,硬度与致密度分别提高至2480HV和98%。

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