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WC基硬质合金(Co/Ni/Fe)黏结相的作用机理及研究现状
1
作者 范才河 吴科君 +4 位作者 刘咏 倪颂 刘俊伟 何选梓 丁欣瑶 《中国有色金属学报》 北大核心 2026年第2期715-741,共27页
硬质合金因其优异的力学性能和耐磨性,在机械加工、采矿和精密制造等领域得到广泛应用。目前,为突破现有硬质合金材料的性能瓶颈,优化黏结相成分、改善黏结相组织、拓展新型制备工艺和提升两相界面性能已成为国内外学者重点研究方向。... 硬质合金因其优异的力学性能和耐磨性,在机械加工、采矿和精密制造等领域得到广泛应用。目前,为突破现有硬质合金材料的性能瓶颈,优化黏结相成分、改善黏结相组织、拓展新型制备工艺和提升两相界面性能已成为国内外学者重点研究方向。本文系统综述了钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)等传统黏结相的优缺点,阐明了不同黏结相的黏结机理与作用机制,重点剖析了国内外学者在硬质合金性能优化方面的研究进展与应用突破,并对未来硬质合金黏结相的发展方向进行了展望,为高性能硬质合金材料的设计与开发提供新思路和新方法。 展开更多
关键词 WC基硬质合金 黏结相 润湿性 机器学习
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湿磨工艺对柔性球磨法制备特超粗晶硬质合金组织及性能的影响
2
作者 肖翔 辛海艳 +3 位作者 何炀 顾金宝 余碧荷 曾伟 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2026年第1期141-149,共9页
鉴于采用传统的球磨法很难制备出WC平均晶粒度(d_(WC))超过8μm的特超粗晶硬质合金,本文采用两种规格(ϕ5.5 mm和ϕ10.5 mm,长径比均为1.5∶1)的棒状研磨体结合不同的湿磨时间(使湿磨强度保持在只混合而不过度破碎的程度),成功制备出d_(WC... 鉴于采用传统的球磨法很难制备出WC平均晶粒度(d_(WC))超过8μm的特超粗晶硬质合金,本文采用两种规格(ϕ5.5 mm和ϕ10.5 mm,长径比均为1.5∶1)的棒状研磨体结合不同的湿磨时间(使湿磨强度保持在只混合而不过度破碎的程度),成功制备出d_(WC)大于8μm的特超粗晶硬质合金,并对其微观组织和物理力学性能进行了分析。结果表明:大棒研磨体对物料的破碎及混合效果均不如小棒;随着小棒研磨体质量的增加及湿磨时间的延长,合金的孔隙度、Co相均匀性均得到明显改善,但d_(WC)逐渐降低。随着d_(WC)降低,合金的硬度和强度值升高,而热导率及断裂韧性值降低。在研磨体为小棒、湿磨时间为12 h,或者研磨体为大棒、湿磨时间为20 h的条件下,可以制备出孔隙度达A02B00水平且d_(WC)≥8μm的特超粗晶硬质合金,其硬度值保持在900 HV_(50)左右,抗弯强度值超过1800 MPa,热导率超过140 W/(m·K),最大断裂韧性值为21.6 MPa·m^(1/2)。相较于超粗晶硬质合金,特超粗晶硬质合金对裂纹的产生及其扩展表现出更好的抑制和阻碍作用,断裂韧性更优。 展开更多
关键词 WC-CO 特超粗晶硬质合金 柔性球磨法 研磨体 湿磨 WC晶粒度 微观组织 物理力学性能
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超细晶硬质合金强韧化影响因素及机理解析
3
作者 蔡晓康 李明培 +3 位作者 刘超 王海滨 赵妹 宋晓艳 《材料导报》 北大核心 2026年第3期172-178,共7页
超细晶硬质合金在工业领域应用非常广泛。本文对影响超细晶硬质合金强度、韧性和强韧性协同的因素和机理进行了综述分析,阐明了硬质相晶粒和晶界、硬质相与金属粘结相的界面、硬质相和金属粘结相内的晶体缺陷、晶粒长大抑制剂、颗粒增... 超细晶硬质合金在工业领域应用非常广泛。本文对影响超细晶硬质合金强度、韧性和强韧性协同的因素和机理进行了综述分析,阐明了硬质相晶粒和晶界、硬质相与金属粘结相的界面、硬质相和金属粘结相内的晶体缺陷、晶粒长大抑制剂、颗粒增强相等对硬质合金力学性能的影响,提出了从以往关注影响硬质合金性能的个体因素到以“性能基元”交互作用为研究对象,是未来研发高综合性能硬质合金的重要趋势。 展开更多
关键词 超细晶硬质合金 强度 韧性 调控途径
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NbC对WC基硬质合金微观组织及力学性能的影响
4
作者 宋绍峰 李秀兰 +3 位作者 周新军 尤飞 熊灿 陈尧 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2026年第1期150-158,共9页
为了改善WC基硬质合金的综合性能,以Cu-10Ni-5Mn-3Sn为黏结合金,采用无压熔渗法,制备添加了不同NbC质量分数(0、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%和1.4%)的WC基硬质合金。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、万能试验机、洛氏硬度计等分... 为了改善WC基硬质合金的综合性能,以Cu-10Ni-5Mn-3Sn为黏结合金,采用无压熔渗法,制备添加了不同NbC质量分数(0、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%和1.4%)的WC基硬质合金。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、万能试验机、洛氏硬度计等分析了不同NbC含量对硬质合金微观组织和力学性能的影响,并探究了NbC作为抑制剂的作用机理。实验结果表明,添加适量NbC(≤1.0%)减缓了WC在黏结相中的溶解-析出过程,达到了细化晶粒的效果。当NbC添加过量(>1.0%)时,脆性较大的Ni_(2)W_(4)C、Nb_(4)Ni_(2)C、(Nb,W)C逐渐产生。随着NbC含量的增加,合金中WC平均晶粒尺寸先减小后增大,硬度和抗弯强度先升高后降低,断裂韧性则先降低后升高。当添加1.0%NbC时,合金的硬度和抗弯强度达到最大值,分别为93.4 HRA和1808.8 MPa,此时,合金断口形貌主要为脆性断裂,断裂韧性值较低。 展开更多
关键词 WC基硬质合金 黏结合金 无压熔渗 微观组织 力学性能 NBC 抑制剂
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二步烧结工艺对超细晶WC-12%Co硬质合金组织和性能的影响
5
作者 张圆圆 何晓宇 +2 位作者 甘信峰 吴爱华 黄伟 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2026年第1期134-140,共7页
随着制造业快速发展和产业升级,市场对整体硬质合金(整硬)刀具的高效率、高品质与低成本要求也在不断提高,而作为整硬刀具基体材料的超细晶硬质合金棒材,其性能提升备受关注。本文基于传统液相烧结工艺,以WC为基体,Co为黏结相,Cr_(3)C_... 随着制造业快速发展和产业升级,市场对整体硬质合金(整硬)刀具的高效率、高品质与低成本要求也在不断提高,而作为整硬刀具基体材料的超细晶硬质合金棒材,其性能提升备受关注。本文基于传统液相烧结工艺,以WC为基体,Co为黏结相,Cr_(3)C_(2)和VC为抑制剂,设计并采用二步烧结工艺制备出超细WC-12%Co硬质合金棒材。通过对比实验,系统研究了二步烧结工艺与传统液相烧结工艺对合金棒材物理力学性能、显微组织结构和刀具切削性能的影响。二步烧结工艺相较于传统液相烧结工艺的差异体现在高温阶段的“升温至烧结温度-高压控速降温至共晶温度-升温至烧结温度保温”特殊流程。这一工艺优化使得WC溶解-析出更为充分,有效改善了WC/Co界面结合状态与晶粒尺寸分布,实现了合金断裂韧性和抗弯强度的协同提升,同时抗弯强度稳定性也明显提高。使用二步烧结工艺制备的硬质合金基材所制整硬立铣刀在加工NAK80塑料模具钢时,刀具寿命明显延长,微崩失效减轻,且寿命稳定性提高。本研究为高性能超细晶硬质合金的制备提供了工艺参考。 展开更多
关键词 二步烧结工艺 WC-12%Co 超细晶硬质合金 整硬刀具 物理力学性能 显微组织结构 切削性能
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不同粘结相含量WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金的微观组织及性能差异研究
6
作者 张帆 袁德林 +1 位作者 叶育伟 陈颢 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2026年第3期740-747,共8页
采用同一工艺制备了两组不同粘结相含量的WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金,研究了WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金的组织结构变化趋势及性能差异,结果表明,两组WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金的粘结相均为单相结构,粘结相含量增加会引起合金平均晶粒尺寸的增... 采用同一工艺制备了两组不同粘结相含量的WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金,研究了WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金的组织结构变化趋势及性能差异,结果表明,两组WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金的粘结相均为单相结构,粘结相含量增加会引起合金平均晶粒尺寸的增大,在性能上表现为硬度、矫顽磁力下降,而钴磁、抗弯强度和冲击韧性均呈上升趋势。同一粘结相含量下,WC-Co硬质合金的钴磁、矫顽磁力、抗弯强度均高于WC-Ni-Fe硬质合金。粘结相含量较高时,WC-Ni-Fe硬质合金则展现出更好的冲击韧性,最高可达5.9 J/cm^(2)。WC-Co和WC-Ni-Fe硬质合金具有相似的摩擦磨损行为,随着粘结相含量的增加,合金的磨损程度逐步加剧。当合金中具有相同的粘结相含量时,WC-Co硬质合金的耐磨性略好于WC-Ni-Fe硬质合金。 展开更多
关键词 WC-CO WC-Ni-Fe 微观组织 力学性能 摩擦磨损
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退役磷酸铁锂电池带电破碎大通量整体热解装备和价值研究
7
作者 朱二涛 戴煜 +4 位作者 周强 倪俊 王艳艳 羊建高 蒋振宇 《有色金属科学与工程》 北大核心 2026年第1期83-92,共10页
退役锂离子电池未来3~5年呈几何数量倍增趋势,特别需要大通量整体一体化智能带电破碎热解装备来解决设备系统集成化低、材料损耗大、人工劳动强度高、环境污染大等问题。将10 t退役磷酸铁锂方形铝壳电池采用湖南顶立科技股份有限公司优... 退役锂离子电池未来3~5年呈几何数量倍增趋势,特别需要大通量整体一体化智能带电破碎热解装备来解决设备系统集成化低、材料损耗大、人工劳动强度高、环境污染大等问题。将10 t退役磷酸铁锂方形铝壳电池采用湖南顶立科技股份有限公司优化开发的带电破碎大通量一体化智能装备处理获得铜粒、铝粒及黑粉,采用XRD、SEM、ICP、粒度仪等测试手段分析其物相、形貌、含量、粒度,并统计能耗和回收率,结果表明:当穿刺放电时间≤30 min,放电至0.15 V时,放电效率为95.15%;磷酸铁锂电池带电破碎整体回收率为98.5%,获得的铜纯度为(99.4±0.2)%,铝纯度为(99.16±0.3)%,黑粉的主要成分为磷酸铁锂和石墨,黑粉中锂含量为(2.4±0.4)%、碳含量为(20±5)%,其他杂质铜含量为(0.32±0.13)%、铝含量为(0.18±0.05)%。加工费≤1500元/t,为锂电回收行业发展提供稳定、可靠的装备。 展开更多
关键词 退役锂电池 磷酸铁锂 穿刺放电 带电破碎 热解
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成形温度及真空度对真空粉末锻造纳米WC-12Co硬质合金组织及性能的影响
8
作者 张雅欣 姜超 +2 位作者 翟月雯 周质光 周乐育 《塑性工程学报》 北大核心 2026年第1期62-70,共9页
采用真空粉末锻造工艺,在不同成形温度与真空度的工艺条件下制备纳米WC-12Co硬质合金试样,研究成形温度及真空度对纳米WC-12Co硬质合金组织及性能的影响机制。结果表明,随着成形温度的升高,WC平均晶粒尺寸变大,Co相分布均匀度提高,硬度... 采用真空粉末锻造工艺,在不同成形温度与真空度的工艺条件下制备纳米WC-12Co硬质合金试样,研究成形温度及真空度对纳米WC-12Co硬质合金组织及性能的影响机制。结果表明,随着成形温度的升高,WC平均晶粒尺寸变大,Co相分布均匀度提高,硬度和抗弯强度呈现先增加后下降的趋势;烧结成形过程中WC-12Co硬质合金存在Co的损耗,且会随着成形温度的升高而加剧;通过提高炉内的气压可以有效减少Co相损耗,降低合金的成分偏析。分析表明,真空粉末锻造工艺可以实现纳米WC-12Co硬质合金的制备,炉内气压为6000 Pa,成形压力为50 MPa,成形温度为1300℃时合金试样的密度为13.9 g·cm^(-3),硬度为91.3 HRA,抗弯强度为2952 MPa。 展开更多
关键词 纳米WC-Co硬质合金 真空粉末锻造工艺 力学性能 组织演化
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旋压、激光焊接低成本铌钨合金喷管的制造研究
9
作者 王冲 王立斐 +3 位作者 李刚 张金婷 崔健 刘尖 《湖南有色金属》 2026年第1期61-64,共4页
铌钨合金喷管传统制备工艺存在材料利用率低、加工周期长以及精度不足等问题。为改善制备工艺,文章通过旋压、激光焊接协同制备工艺研究,设计渐变芯模达成分段成形,同时对激光焊接工艺进行协同优化,构建材料、工艺、成品全链条质量管控... 铌钨合金喷管传统制备工艺存在材料利用率低、加工周期长以及精度不足等问题。为改善制备工艺,文章通过旋压、激光焊接协同制备工艺研究,设计渐变芯模达成分段成形,同时对激光焊接工艺进行协同优化,构建材料、工艺、成品全链条质量管控体系。结果显示,此方法有效解决了传统制造中喷管加工精度不足、加工周期长、质量一致性差、成本高等难题,大幅提高了材料利用效率和产品质量稳定性。该研究为铌钨合金喷管从试验样机迈向工程化、批量化生产提供了可行的技术途径。 展开更多
关键词 铌钨合金喷管 旋压 激光焊接
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选区激光熔化WC-12Co单道成型工艺参数优化 被引量：1
10
作者 贾娜 余本军 +2 位作者 张纯朴 王春昕 刘九庆 《激光技术》 北大核心 2025年第1期113-120,共8页
为了实现硬质合金WC-12Co金属粉末制品整体成型制造,采用选区激光熔化(SLM)技术对WC-12Co合金粉末单道熔池成形进行了理论分析和实验验证,取得了单道熔池成形的最佳工艺参数。结果表明,激光扫描速率和功率的不同组合影响了单道熔池的连... 为了实现硬质合金WC-12Co金属粉末制品整体成型制造,采用选区激光熔化(SLM)技术对WC-12Co合金粉末单道熔池成形进行了理论分析和实验验证,取得了单道熔池成形的最佳工艺参数。结果表明,激光扫描速率和功率的不同组合影响了单道熔池的连续性和形貌,当激光功率为340 W、扫描速率为600 mm/s、扫描间距为60μm/道、铺粉厚度为40μm/层时,单道熔池形貌达到了最佳状态,呈现出稳定连续的“鱼鳞状”形貌,成形对象单层裂纹最少;在单道成形过程中,单道熔池截面出现了W元素聚集的现象,该现象是导致成形WC-Co块体各向异性的重要原因。该研究结果对硬质合金WC-12Co金属粉末制品的成形起到了决定性的作用。 展开更多
关键词 激光技术 硬质合金单道成形 选区激光熔化 碳化钨粉末
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激光定向能量沉积制备WC-25Co硬质合金及其摩擦磨损性能研究
11
作者 叶楠 李诗宇 +3 位作者 伍子纯 毛杰 卓海鸥 唐建成 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第2期497-504,共8页
本实验以球形致密WC-12Co复合粉和球形Co粉为原料,通过激光定向能量沉积技术制备了WC-25Co(质量分数,%)硬质合金,研究了激光功率对WC-25Co硬质合金微观组织和摩擦磨损性能的影响。结果表明:Co颗粒熔化并形成液相,显著提高了WC-12Co的沉... 本实验以球形致密WC-12Co复合粉和球形Co粉为原料,通过激光定向能量沉积技术制备了WC-25Co(质量分数,%)硬质合金,研究了激光功率对WC-25Co硬质合金微观组织和摩擦磨损性能的影响。结果表明:Co颗粒熔化并形成液相,显著提高了WC-12Co的沉积质量。升高激光能量促进了Co液相的流动,合金致密化程度和组织均匀性显著改善。合金组织均由WC相和Co相组成,未发现Co_(3)W_(3)C、Co_(6)W_(6)C和W2C等脱碳相的存在。随激光功率的升高,合金硬度逐渐升高,磨损率呈现先减小后增大的趋势。在1400 W功率下WC-25Co硬质合金磨损率最低,为(0.81±0.11)×10^(-5)mm^(3)/(N·m),其磨损机制主要为磨料磨损,此外还存在少量的氧化磨损。 展开更多
关键词 WC-25Co硬质合金 激光定向能量沉积技术 激光功率 摩擦磨损性能
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不同保护气体对选区激光熔化成形WC-12Co硬质合金组织性能的影响
12
作者 贾娜 张纯朴 +2 位作者 王春昕 余本军 刘九庆 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第1期119-124,共6页
采用氮气和氩气两种保护气体通过选区激光熔化成形WC-12Co硬质合金,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜-能谱仪及洛氏硬度计分析了成形WC-12Co硬质合金的物相组成、组织形貌、元素分布及硬度。结果表明,与氮气作为保护气体相比,氩气中成形... 采用氮气和氩气两种保护气体通过选区激光熔化成形WC-12Co硬质合金,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜-能谱仪及洛氏硬度计分析了成形WC-12Co硬质合金的物相组成、组织形貌、元素分布及硬度。结果表明,与氮气作为保护气体相比,氩气中成形的WC-12Co硬质合金具有孔洞少、晶粒度小、硬度高的优势。本文为后续选区激光熔化成形WC-12Co硬质合金保护气体的选择提供了参考。 展开更多
关键词 选区激光熔化 硬质合金 保护气体 硬度 晶粒度
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硬质合金粉末粘结剂喷射成形工艺研究
13
作者 赵哲 李狮弟 +3 位作者 谢福源 陈志任 王安森 邓欣 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第10期1502-1506,共5页
以WC-17Co硬质合金材料为试验对象,以粘结剂喷射成形(3DP)为手段,设计了3因素3水平的正交试验,打印得到标准试样并对其进行力学性能测试,重点研究打印层厚、粘结剂饱和度、粘结剂静置时间等参数对打印件抗弯强度的影响。结果发现,粘结... 以WC-17Co硬质合金材料为试验对象,以粘结剂喷射成形(3DP)为手段,设计了3因素3水平的正交试验,打印得到标准试样并对其进行力学性能测试,重点研究打印层厚、粘结剂饱和度、粘结剂静置时间等参数对打印件抗弯强度的影响。结果发现,粘结剂饱和度对生坯强度的影响最大,该因素极差值为其他两个因素的5~10倍;其次是粘结剂静置时间,影响不显著的是打印层厚。生坯强度与粘结剂饱和度和静置时间成正相关。最后,通过回归拟合分析建立了打印参数与打印生坯强度的关系模型,同时还得到了打印参数的最优值。 展开更多
关键词 粘结剂喷射成形 正交试验 抗弯强度 硬质合金 工艺优化
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淬火工艺对带锯条背材微观组织和硬度的影响
14
作者 赵玉萍 佟海云 +4 位作者 郑毅 刘建 戴学军 陈友明 储爱民 《材料热处理学报》 北大核心 2025年第10期89-100,共12页
以国产BE100硬质合金带锯条背材为研究对象,首先采用差示扫描量热仪(DSC)测试了其相变温度,以选择合适的淬火温度,采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和维氏硬度计等研究了淬火温度和淬火保温时间对背材回火后的微观组织... 以国产BE100硬质合金带锯条背材为研究对象,首先采用差示扫描量热仪(DSC)测试了其相变温度,以选择合适的淬火温度,采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和维氏硬度计等研究了淬火温度和淬火保温时间对背材回火后的微观组织、物相及硬度的影响。结果表明:背材合适的奥氏体化温度区间为1100~1200℃;淬火温度为1173℃及保温时间为15 min时,样品的硬度达到最高,为792 HV1;淬火样品中观察到马氏体与残留奥氏体共存,1173℃淬火时样品的马氏体板条状形态较1133和1153℃淬火时的更清晰,样品的合金元素奥氏体化在1173℃基本完成,1193℃的板条状马氏体明显变宽,出现过热现象;随淬火温度升高,淬火后再回火样品的硬度先逐步增加,在1173℃时硬度达到最高,为621 HV1,然后迅速降低;1173℃淬火保温不同时间的样品的微观组织主要包括马氏体、残留奥氏体和碳化物,晶粒尺寸和马氏体片间距随淬火保温时间的增加而增大;相比淬火的马氏体组织,不同淬火保温时间后再回火组织均为回火马氏体,且保持了马氏体的形貌,但回火马氏体尺寸略有减小,碳化物明显增多,回火样品的硬度低于淬火样品。 展开更多
关键词 BE100背材 微观组织 硬度 淬火温度 淬火保温时间
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TiC和TaC对无黏结相WC组织与性能的影响
15
作者 卓海鸥 叶楠 +3 位作者 伍子纯 毛杰 唐建成 朱文谭 《中国钨业》 2025年第2期60-66,共7页
本文以TiC、TaC粉末和纯纳米WC粉为原料,通过热压烧结技术制备了WC-TiC、WC-TaC以及WC-TiC-TaC无黏结相硬质合金,系统研究了TiC、TaC以及TiC-TaC的添加对WC无黏结相硬质合金微观组织和性能的影响。结果表明:1800℃烧结温度条件下,各试... 本文以TiC、TaC粉末和纯纳米WC粉为原料,通过热压烧结技术制备了WC-TiC、WC-TaC以及WC-TiC-TaC无黏结相硬质合金,系统研究了TiC、TaC以及TiC-TaC的添加对WC无黏结相硬质合金微观组织和性能的影响。结果表明:1800℃烧结温度条件下,各试样致密度均达99%以上,平均晶粒尺寸<600 nm。其中,TaC对WC晶粒生长的抑制作用最显著(平均晶粒尺寸为370.1 nm),但存在W_(2)C脱碳相。无脱碳相存在、组织均匀性好的WC-TiC断裂韧性、抗弯强度最高,其断裂韧性、抗弯强度分别为5.68 MPa·m^(1/2)、1027.48 MPa。WC-TaC晶粒尺寸细小且存在脆性W_(2)C相,其硬度与耐磨性最好,硬度达2662.8 HV0.3,磨损率仅为1.3×10^(–7)mm^(3)/(N·m)。由于各试样的高硬度、高致密度及较小的晶粒尺寸,使其在摩擦磨损试验中主要发生磨粒磨损。其中,WC-TaC磨损表面犁沟较浅,仅出现少量细小凹坑,表现出了优异的耐磨性。 展开更多
关键词 WC无黏结相硬质合金 热压烧结 显微组织 性能
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提高WC-Co硬质合金高温性能的研究进展
16
作者 胡泽艺 肖银春 +2 位作者 范才河 林孝良 卢益玲 《包装学报》 2025年第5期11-23,共13页
WC-Co硬质合金凭借其卓越的硬度、耐磨性和高温力学性能,被广泛应用于航空航天、矿山开采及装备制造等对材料要求极为苛刻的领域。然而,随着高端制造业的不断进步,对材料性能的要求日益提高,WC-Co硬质合金在高温环境下的服役稳定性、抗... WC-Co硬质合金凭借其卓越的硬度、耐磨性和高温力学性能,被广泛应用于航空航天、矿山开采及装备制造等对材料要求极为苛刻的领域。然而,随着高端制造业的不断进步,对材料性能的要求日益提高,WC-Co硬质合金在高温环境下的服役稳定性、抗氧化性及高温力学性能面临严峻挑战。本文系统综述了影响WC-Co硬质合金高温性能的诸多因素,涵盖合金成分、高温氧化行为及力学性能退化机制等方面,详细分析了这些因素对材料组织稳定性和性能的具体影响规律。同时,重点探讨了提升硬质合金高温性能的主要研究方法与最新进展,包括热处理与烧结工艺的优化、晶粒细化技术的应用、黏结相的优化替代,以及添加稀有金属碳化物等策略。此外,还简要介绍了分子动力学模拟技术在WC-Co硬质合金研究中的实际应用。 展开更多
关键词 WC-CO硬质合金 氧化行为 高温性能 分子动力学
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化学共沉淀法制备WC-Co粗晶硬质合金及其组织性能研究
17
作者 石志鹏 詹兆卿 +6 位作者 张雷 刘涛 王诗雨 赵培鹏 杨浩 闵凡路 张建峰 《稀有金属与硬质合金》 北大核心 2025年第4期120-131,共12页
为实现硬质合金硬质相和金属黏结剂的均匀分散,以CoCl_(2)·6H_(2)O和(NH_(4))_(2)C_(2)O_(4)·H_(2)O为原料,采用化学共沉淀结合氢气还原的方法,在WC颗粒表面均匀包覆了Co纳米粒子。研究了化学共沉淀工艺参数对沉淀率和WC-CoC_... 为实现硬质合金硬质相和金属黏结剂的均匀分散,以CoCl_(2)·6H_(2)O和(NH_(4))_(2)C_(2)O_(4)·H_(2)O为原料,采用化学共沉淀结合氢气还原的方法,在WC颗粒表面均匀包覆了Co纳米粒子。研究了化学共沉淀工艺参数对沉淀率和WC-CoC_(2)O_(4)·2H_(2)O前驱体粉末分布均匀性的影响。将不同Co含量的WC-Co复合粉末压制、烧结成硬质合金,研究了WC-Co复合粉末制备方法(化学共沉淀-氢气还原、手混)和Co含量对硬质合金金相组织和力学性能的影响。结果表明,化学共沉淀的优化工艺参数如下:反应时间1 h,反应温度50℃,沉淀剂滴加时间5 min,CoCl_(2)溶液浓度0.038~0.15 mol/L,沉淀剂过量系数1.8,pH值6。当Co含量不大于12%时,化学共沉淀法制备的硬质合金显微组织中孔隙和缺陷较手混法大大减少,抗弯强度和冲击韧性更高;但当Co含量达到14%时,化学共沉淀法制备合金的孔隙和缺陷明显增多,抗弯强度和冲击韧性显著降低。在6%~14%的Co含量范围内,化学共沉淀法制备合金的WC平均晶粒尺寸较手混法增大,相对密度整体上更高,硬度无明显差异。随着Co含量的增加,合金WC平均晶粒尺寸增大,相对密度和硬度均呈整体降低的趋势。化学共沉淀法制备的WC-Co粗晶硬质合金力学性能优异,在Co含量为12%时WC平均粒径达到4.2μm,相对密度为99.6%,洛氏硬度达到86.3 HRA,抗弯强度和冲击韧性分别达到2185 MPa和31 kJ/m^(2)。 展开更多
关键词 粗晶硬质合金 化学共沉淀 Co纳米粒子 包覆 烧结致密化 显微组织 力学性能
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少层石墨烯对硬质合金耐磨性能的影响 被引量：1
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作者 罗平西 梁益龙 +1 位作者 彭翔 何冠宇 《硬质合金》 2025年第1期41-47,63,共8页
为提升硬质合金在复杂应力条件下的服役寿命,将少层石墨烯(1~3层)加入WC-Co硬质合金中,以提升其耐磨性能。结合表征结果可知,相比于无石墨烯试样,添加0.05%(质量分数)少层石墨烯的试样致密度及硬度分别提升了3.6个百分点及101HV30,同时... 为提升硬质合金在复杂应力条件下的服役寿命,将少层石墨烯(1~3层)加入WC-Co硬质合金中,以提升其耐磨性能。结合表征结果可知,相比于无石墨烯试样,添加0.05%(质量分数)少层石墨烯的试样致密度及硬度分别提升了3.6个百分点及101HV30,同时还使试样摩擦系数和磨痕深度分别降低约0.16和90%。分析认为少层石墨烯之所以能够增强试样耐磨性,是因为其能够在提高试样致密度和硬度的同时,又具备润滑和保护效果,此外还能在烧结过程中起到补碳作用。当添加少层石墨烯的质量分数超过0.05%后,虽然试样的摩擦系数继续降低,但致密度、硬度及耐磨性均呈现下降趋势,这主要是因为过多的石墨烯会导致团聚现象产生,团聚后的石墨烯性能降低,难以起到理想的强化效果。 展开更多
关键词 少层石墨烯 WC-CO硬质合金 摩擦性能 致密度 硬度
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混合料料浆固含量对超细晶硬质合金微观组织和性能的影响 被引量：1
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作者 姚兴旺 曾瑞霖 +4 位作者 董涛 李剑峰 杨继安 曾雨灏 袁军文 《硬质合金》 2025年第1期1-8,共8页
研究了3组不同固含量料浆制备的WC-8%Co-0.4%VC超细硬质合金混合料的粉末性能、压制特性和烧结后合金的微观组织及性能。结果表明,随着料浆固含量降低,混合料中细粉含量增加,粒子破碎程度增加,混合料的松装密度从3.4g/cm^(3)逐渐下降至2... 研究了3组不同固含量料浆制备的WC-8%Co-0.4%VC超细硬质合金混合料的粉末性能、压制特性和烧结后合金的微观组织及性能。结果表明,随着料浆固含量降低,混合料中细粉含量增加,粒子破碎程度增加,混合料的松装密度从3.4g/cm^(3)逐渐下降至2.5g/cm^(3),流动性从32s逐渐变差至39s,混合料PS21条压制压力从2250N增加至4050N,压坯强度从5.52MPa降低至2.88MPa。料浆固含量降低导致混合料中的含钒粒子平均尺寸和最大尺寸均逐渐减少,平均尺寸从1.085μm减至0.523μm,最大尺寸从1.627μm减至0.876μm。料浆固含量降低使合金的钴相均匀性下降,料浆固含量低至57%时,合金中会出现1μm以上的钴池,降低合金的抗弯强度。当料浆固含量为64%时,合金同时具备均匀的WC晶粒和钴相分布,抗弯强度最高,达到2780MPa。因此,合理调控混合料料浆固含量能有效控制合金的综合力学性能。 展开更多
关键词 混合料 超细硬质合金 松装密度 钴相均匀性 抗弯强度
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PVD-TiN/AlTiN纳米复合涂层板状晶硬质合金刀具铣削行为及失效机制 被引量：2
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作者 钟志强 陈宜 +3 位作者 薛彦 李声燕 殷磊 苏国江 《稀有金属材料与工程》 北大核心 2025年第6期1620-1629,共10页
选取传统硬质合金WC-10Co-0.6Cr_(3)C_(2)(wt%)基体作为参照对象,采用钛诱导法制备了WC-10Co-0.4TiC-0.6Cr_(3)C_(2)(wt%)板状晶硬质合金刀具,并在2组刀具表面沉积PVD-TiN/AlTiN纳米多层复合涂层。系统研究了2种涂层刀具在316L不锈钢加... 选取传统硬质合金WC-10Co-0.6Cr_(3)C_(2)(wt%)基体作为参照对象,采用钛诱导法制备了WC-10Co-0.4TiC-0.6Cr_(3)C_(2)(wt%)板状晶硬质合金刀具,并在2组刀具表面沉积PVD-TiN/AlTiN纳米多层复合涂层。系统研究了2种涂层刀具在316L不锈钢加工过程中的铣削行为。结果表明:干式铣削条件下,刀具的主要失效形式为磨损和崩刃,PT刀具(以板状晶硬质合金为基体)铣削寿命较CT刀具(以传统硬质合金为基体)寿命提高了48%;湿式铣削条件下,刀具的主要失效形式为涂层剥落和崩刃,PT刀具铣削寿命较CT寿命提高了42%。干、湿式铣削条件下,PT刀具表面出现第一条宏观热裂纹的时间均晚于CT刀具。PT刀具在铣削加工过程中具有更长的磨损稳定期,优异的抗裂纹萌生和扩展能力是以板状晶硬质合金作为基体的涂层刀具(PT)铣削寿命提高的重要原因。 展开更多
关键词 铣削刀具 刀具寿命 板状晶硬质合金 热裂纹 失效形式
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