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纳米晶硬质合金的制备及组织性能研究

2021-06-19钟腾飞陈玉柏汤昌仁刘志芳

中国钨业 2021年1期

钟腾飞,梁 瑜,陈玉柏,汤昌仁,刘志芳

(江西钨业控股集团有限公司,江西 南昌 330096)

纳米晶WC-Co硬质合金因具有双高特性(即高强度和高硬度)而成为硬质合金的发展方向[1-4],广泛应用于现代科技各个领域,已被制成加工集成电路板的微型钻头、点阵机打印针头、整体孔加工刀具、木工工具、精密模具、牙钻、难加工材料刀具等。目前,制约我国高性能硬质合金棒材的关键是高性能超细/纳米WC粉末及抑制烧结过程中WC晶粒异常长大,如何获得均匀的无缺陷的硬质合金显微组织,是制备高性能棒材的关键。碳化钨粉末也是制备合金的关键因素,高性能超细碳化钨粉末必须具备质量稳定性好、合金缺陷少、晶粒异常长大少的特点[5-8]。纳米晶硬质合金制备过程中往往会面临几个技术难题[9]:(1)纳米粉末的高活性使混合料制备过程中的控氧非常困难;(2)纳米粉末的高团聚特性使湿磨过程中研磨与分散难度增大;(3)烧结过程中WC晶粒异常长大。

为了解决这一问题,现阶段应用较多的是采用滚动湿磨和喷雾热转换法制备纳米晶WC-Co复合粉,通过球磨和烧结工艺的共同完善解决该问题,继续提高超细晶硬质合金的使用性能[10]。

本文通过对纳米WC-Co混合料的球磨工艺和低压烧结工艺的优化和过程控制,获得了晶粒度均匀,合金组织结构与力学性能较为优异的均质硬质合金产品,突破了超细晶均质硬质合金制备关键技术,批量生产出特定要求的硬质合金。

1 试验研究

试验用的WC原料粉末为纳米WC粉末,比表面积3.4 m2/g,平均粒度小于100 nm,总碳(Ct)含量为6.14%,游离碳Cf含量为0.07%,且不含晶粒生长抑制剂;……

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