超细硬质合金中晶粒生长抑制剂的作用
硬质合金棒材的生产及使用
毕业论文课题：硬质合金棒材的生产及使用系部：专业：班级：________________________学号：________________________姓名：________________________一、前言 (1)二、棒材的生产概述 (2)1、定义及特点 (2)2、分类及主要用途 (2)3、型材厂棒材的主要牌号及性能要求 (5)4、棒材的生产工艺流程 (7)三、棒材的生产过程及质量控制 (8)1、混合料制备 (8)2、成型 (9)3、烧结 (10)4、深加工 (10)四、棒材的质量检查、控制及管理 (14)1、物理性能及组织结构 (14)2、外观、尺寸 (15)五、棒材的使用知识 (17)六、实习总结 (18)一、刖言粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。
在国民经济和材料科学中有着重要的作用。
二、棒材生产的概述1、定义及特点硬质合金用粉末冶金方法生产由难容金属化合物和粘结金属所构成的组合材料。
粉末冶金是一种制取材料和制品的特殊冶金方法，它的基本过程是制备粉末，经过压制成型为一定尺寸的压坯，然后在低于物料基本组元的温度下烧结成所需的成品。
1）硬质合金原料原料是指其只要组成元素构成制品化学组分的物质，原料绝大多数为固态。
根据其在硬质合金中的作用或存在的形式，一般又可分为硬质化合物，粘结金属、改性组元和涂层材料等四大类。
硬质化合物：WC、TiC、TaC、TIiN、HfC、（TiW）C、TiCN、（WTiTa）C、（WTiTa）（CN）等。
WC是用得最多的碳化物，其晶粒尺寸通常在0.2 10微米之间，一般根据粒度大小分为很多型号，型材厂的棒材主要为04、06、08型，属于超细颗粒。
粘结金属：Co、Ni、Fe。
钻是应用最广泛的粘结金属。
改性组元：VC、Cr3c2,硬质合金制造过程中抑制晶粒长大的添加剂，也是我厂生产超细粒棒材生产过程中抑制晶粒长大效果最明显的。
WC-Co超细硬质合金微观结构对其性能的影响
积分数；d— ——WC 的晶粒度。
Garland 认 为 ， 断 裂 出 现 在 WC 晶 粒 内 部 和
WC-Co 边界及Co 相内部。 因此，减小 WC 晶粒尺寸
将增大碳化物相的接触数量， 而以分布高度均匀的
钴相作粘结相，可以提高合金的强度。 Garland 理论
能 够很好地解 释 Co 含量一定 时， 合金强 度随 WC
硬 质 合 金 代 表 性 的 强 度 理 论 有 Garland 理 论 [9]
Kpeйmep 理论[10]以及铃木寿[11]理论。
1.1 Garland 理论
Garland 从弥散体系的强度理论出发，推导出硬
质合金强度公式：
3
σ2=K·fWC 2 d
(1)
其中 ：σ— ——屈 服 强 度 ；K— ——常 数 ；fWC— ——WC 相 体
d=λ(1-C) fWC =λ(1-C)/k
(5)
1-fWC
硬 度 （HV30） 强 度 /(N/mm2)
Co 的质量分数%
Co 的质量分数%
图 1 晶粒度、Co 含量与硬度、强度的关系[8]
·190·
硬质合金
第 26 卷
其中 C 为 WC/WC 邻 接 度 ，fWC 为 WC 的 体 积 分
数。 如果体积分数是固定的，那么体积分数相关的
模量；fCo— ——Co 的体积分数；C— ——裂纹长度。
Kpeйmep 还指出，合金断裂强度与 WC 晶粒间
的钴层厚度，即 Co 粘结相平均晶粒自由程成反比，
但是，Kpeйmep 强度理论没有考虑晶粒度对强度的
影响。
1.3 铃木寿理论
日本的铃木寿、林宏尔等人曾对硬质合金的断
裂进行系统的研究， 并指出硬质合金的断裂起源于
超细晶粒硬质合金刀具在加工耐热合金钢中应用
超细晶粒硬质合金刀具在加工耐热合金钢中的应用[摘要]超细晶粒硬质合金是一种高硬度、高强度和高耐磨性兼备的硬质合金，它的wc粒度一般为0.2～1.0μm以下，大部分在0.5μ,m以下，是普通硬质合金wc粒度的几分之一到几十分之一，具有硬质合金的高硬度和高速钢的强度。
其硬度一般为90～93hra，抗弯强度为2000～3500mpa，比含钴量相同的一般wc-co硬质合金要高，与加工材料的相互吸附-扩散作用较小，这种优异防粘接的性能组合，使超细合金刀具显示出良好的切削性能，可以上下延伸其应用领域，加工硬而脆及非均质材料，它可与陶瓷刀具材料竞争；在低速切削和断续切削下，可以代替高速钢，特别适用于加工耐热合金钢、高强度合金钢以及其它难加工材料。
超细晶粒硬质合金刀具特别适宜加工铁基、镍基、高温合金，钛合金及耐热不锈钢，也适于加工各种喷涂、喷焊、堆焊材料，如铁基、镍基、钴基、铜基超硬自溶性粉末和钴铬钨各系列的喷涂焊体。
也可用于加工超高强度钢，淬硬钢以及高铬、镍冷硬铸铁等高硬度材料，在加工难加材料时，超细合金刀具的耐用度比普通硬质合金要高3-10倍。
[关键词]超细晶粒耐热耐磨防粘接延伸应用领域锋利低速切削一、应用超细晶粒硬质合金由于晶粒很细，故其刀具刃口可以磨得非常锋利，刃面粗糙度可以很小，因此适合于制造精密刀具，如拉刀、精密滚刀等。
超细晶粒硬质合金由于强度很高，用其制造的刀具可在50-60m/min下的较低速度进行切削（一般的硬质合金刀具在低速切削时粘结磨损大，易崩刃），对于切断和端面切削这些切削速度变化范围很宽的加工是很适宜的。
在自动车床上加工时，超细晶粒合金刀具的性能可靠，是目前用于自动车床上较理想的刀具材料。
下面以超细晶粒硬质合金ys2,ym051,ym052等刀具牌号为例，阐述在加工耐热合金钢生产中的一些应用。
ys2硬质合金是株洲硬质合金厂生产的一种超细晶粒硬质合金，其性能相当于iso标准中的k30，它的wc晶粒尺寸小于0.5μ,m，硬度为91.5hra，抗弯强度达2200mpa，在800℃时的高温硬度为930hv，比一般yg类硬质合金高出200～300hv。
VC抑制WC晶粒长大的研究评述
VC抑制WC晶粒长大的研究评述金永中,吴卫(西华大学材料科学与工程系,四川成都610039)摘 要:抑制WC晶粒长大对于制备超细WC2C o刀具材料尤为重要。
综合评述了在制备超细WC2C o刀具材料中WC晶粒长大的原因以及有关抑制机理,分析了影响VC抑制效果的主要因素,包括VC的添加方式、添加量、复合添加、WC的晶粒度、合金中的钴含量、总碳含量以及烧结方式等。
关键词:VC抑制剂;超细WC2Co刀具材料;晶粒长大;抑制机理中图分类号:TG711 文献标识码:A 文章编号:100023738(2005)0120007203R evie w of the R esearch on VC Inhibiting WC G rain G row thJIN Yong2zhong,WU Wei(Xihua University,Chengdu610039,China)Abstract:It is very important to inhibit WC grain growth in the process of preparing superfine WC2Co cutting2tool materals.The reasons of WC grain growth in superfine WC2Co cutting2tool materals and mechanism of inhibiting WC grain growth are summarized,and the main factors influencin g the performance of VC inhibitor,such as the type of adding VC,quantity of VC,compound addition,WC grain size,the content of Co or total C in alloy and the type of sintering are discussed.K ey w ords:VC inhibitor;superfine WC2Co cutting2tool material;grain growth;inhibiting mechanism1 引 言WC晶粒长大一直是超细WC2Co合金研制和生产的颈瓶。
抑制剂在取向硅钢生产中具有非常关键的作用
抑制剂在取向硅钢生产中具有非常关键的作用
为了使取向硅钢成品组织获得单一高斯织构并具有优良的磁性能，通常采用细小弥散的第二相质点以及单元素溶质作为抑制剂，通过钉扎作用与晶界偏聚作用，在脱碳退火和最终高温退火升温过程中抑制初次再结晶晶粒的正常长大。
中国钢研科技集团的学者通过热力学计算与模拟试验研究了含钒钛取向硅钢中氮化物析出相的析出规律与析出行为，并探讨了含钒钛元素的氮化物析出相作为薄板坯连铸连轧流程制备取向硅钢中辅助抑制剂的可行性。
研究表明，在所冶炼的含钒钛取向硅钢的成分范围内，TiN在钢液凝固末期便具备析出的热力学条件，而AlN与VN只可能在凝固后的α+γ或α+Fe3C两相区内析出。
含钒钛取向硅钢中氮化物析出相以成分复杂的复合析出相为主，且随着钒钛加入量的增加，钢中抑制剂析出相总的分布密度由于含钒钛元素的氮化物析出相的增加而明显提高，使抑制剂抑制初次再结晶晶粒正常长大的能力得以加强，最终成品的磁感应强度值B8由1.898T。
同时，加入不高于0.007%的Ti与不高于0.005%的V不会影响中间脱碳退火工序的脱碳效果以及高温退火净化阶段硫"氮的脱除效果，其形成的含钒钛元素的纳米级氮化物析出相适合作为薄板坯连铸连轧流程制备取向硅钢的辅助抑制剂。
抑制晶粒长大的方法
抑制晶粒长大的方法晶粒长大是指晶体中晶粒尺寸的增大，通常是由于结晶过程中的温度变化或晶体生长速率不均匀等原因引起的。
晶粒长大会影响材料的性能和微观结构，因此在材料制备和加工过程中，抑制晶粒长大是一个重要的问题。
本文将介绍一些常见的抑制晶粒长大的方法。
1. 温度控制温度是影响晶粒长大的主要因素之一。
晶粒长大通常在高温下发生，因此通过控制温度可以有效抑制晶粒长大。
一种常用的方法是采用温度梯度结晶，即在结晶过程中设置温度梯度，使晶粒在温度梯度的作用下得以控制生长，从而抑制晶粒长大。
2. 添加抑制剂添加抑制剂是另一种常见的抑制晶粒长大的方法。
抑制剂可以通过与晶体表面发生化学反应，改变晶体表面能，从而减缓晶粒的生长速度。
例如，在金属材料的制备过程中，常用的抑制剂有钛、锆等元素，它们可以与晶体表面发生反应形成稳定的化合物，从而抑制晶粒长大。
3. 界面控制界面控制是一种有效的抑制晶粒长大的方法。
通过在晶体界面上引入各种界面结构、界面缺陷或界面能量，可以有效地阻止晶粒的生长。
例如，在陶瓷材料的制备过程中，可以通过控制添加剂的含量和选择合适的添加剂，来调控晶体的界面结构和能量，从而抑制晶粒长大。
4. 应力控制应力是影响晶粒长大的重要因素之一。
通过引入外部应力或内部应力，可以有效地抑制晶粒长大。
外部应力可以通过加工和热处理等手段施加在晶体上，从而改变晶粒的形态和尺寸，从而抑制晶粒长大。
内部应力可以通过合金元素的选择和添加来引入，从而改变晶粒的位错密度和分布，从而抑制晶粒长大。
5. 控制晶体形态晶体的形态对晶粒长大有很大的影响。
通过控制晶体的形态，可以有效地抑制晶粒长大。
例如，在陶瓷材料的制备过程中，可以通过控制原料的粒度和形状，以及控制结晶过程中的溶液浓度和pH值等因素，来控制晶体的形态，从而抑制晶粒长大。
抑制晶粒长大是材料制备和加工过程中一个重要的问题。
通过温度控制、添加抑制剂、界面控制、应力控制和控制晶体形态等方法，可以有效地抑制晶粒长大，从而改善材料的性能和微观结构。
金属锂枝晶生长机制及抑制方法
金属锂枝晶生长机制及抑制方法随着电动汽车、便携式电子设备等领域的快速发展，锂离子电池已成为主流的能源存储和转换装置。
然而，锂离子电池在充放电过程中存在着金属锂沉积和枝晶生长的问题，严重影响了电池的安全性和稳定性。
因此，理解金属锂枝晶生长机制及抑制方法对于优化锂离子电池性能具有重要意义。
金属锂枝晶生长是在电极电位、电流密度、电解质成分和温度等多种因素共同作用下发生的。
在锂离子电池充放电过程中，锂离子在正负极之间迁移，导致金属锂在负极表面沉积。
随着沉积锂量的增加，金属锂晶体逐渐长大并形成枝晶。
金属锂枝晶生长的影响因素主要包括电极电位、电流密度、电解质成分和温度。
电极电位影响锂离子在电极表面的沉积电位，进而影响枝晶的生长速率。
电流密度决定了锂离子的沉积速率，进而影响枝晶的形貌和大小。
电解质成分则通过影响锂离子扩散速率和电极反应动力学来影响枝晶生长。
温度则通过影响电极反应动力学和锂离子扩散速率来影响枝晶生长。
为了抑制金属锂枝晶生长，研究者们提出了多种方法，包括化学法、物理法和生物法等。
化学法主要包括添加抑制剂、改变电解质成分和改变电极材料等。
添加抑制剂可以干扰金属锂枝晶的生长过程，降低生长速率。
改变电解质成分可以改变锂离子的扩散速率和电极反应动力学，从而影响枝晶生长。
改变电极材料可以改变电极反应动力学和锂离子沉积电位，从而抑制枝晶生长。
然而，化学法可能会影响电池的能量密度和循环寿命，因此需要权衡优缺点。
物理法主要包括机械应力法、磁场法和脉冲电流法等。
机械应力法可以通过施加外部应力抑制枝晶生长，但需要精确控制应力大小和作用时间。
磁场法可以通过磁场干扰锂离子的扩散和沉积过程，从而抑制枝晶生长。
脉冲电流法可以通过施加脉冲电流改变电极反应动力学和锂离子沉积电位，从而抑制枝晶生长。
物理法的优点在于不改变电池的主体结构，但需要精确控制物理场的大小和作用时间。
生物法是一种新兴的抑制金属锂枝晶生长的方法，主要包括利用微生物和酶等生物活性物质。
烧结工艺对硬质合金性能的影响
烧结工艺对硬质合金性能的影响【摘要】采用高能球磨机制备超细WC-Co复合粉，通过控制不同的球磨时间获得粉体，分别用放电等离子烧结和真空烧结工艺来制取硬质合金。
利用分析天平、扫描电镜等设备，系统的进行烧结方法对硬质合金的硬度、密度、抗弯强度等性能以及显微组织结构影响的研究。
实验结果表明：放电等离子烧结跟真空烧结相对比，可以有效地减少合金孔隙，使硬质合金的组织结构更加致密，从而也能够提高硬质合金的各项物理机械性能指标，球磨50h，在1200℃，可以获得密度为14.32g/cm3，洛氏硬度HRA90.4，抗弯强度为2100MPa的综合性能较为优越的硬质合金。
【关键词】烧结工艺，硬质合金，性能【Abstract】窗体顶端【Abstract】High energy ball mill for Ultrafine WC-Co composite powder, the powder obtained by controlling the milling time is not, respectively, with spark plasma sintering and vacuum sintering process for the preparation of cemented carbide. Utilization of balance, scanning electron microscopy and other equipment, to study the system performance and the impact of sintering of cemented carbide microstructure hardness, density, flexural strength right. The results show that: the discharge plasma sintering compared with vacuum sintering, can effectively reduce the porosity alloy, carbide organizational structure is more dense, so it is possible to improve the quality of the physical and mechanical performance of the alloy, milling 50h, at 1200℃can obtain a density of 14.32g/cm3, Rockwell hardness HRA90.4, 2100MPa flexural strength of overall performance is more superior carbide.【Key word】Sintering Process，Cemented carbide，Performance第一章绪论1.1硬质合金及发展、研究现状1.1.1硬质合金硬质合金是指利用高硬度、高弹性模量以及难熔金属碳化物（例如TiC、WC等)做为基体，再使用渡族金属(通常是Fe、Ni、Co等)做为粘结剂，采用粉末冶金的方法而制备成的多相复合材料。
从硬质合金微观结构和性能对湿磨工艺的敏感性评价WC粉末的内在质量
从硬质合金微观结构和性能对湿磨工艺的敏感性评价WC粉末的内在质量易军;张立;王喆;李盛意;付胜;朱骥飞【摘要】Using XLWC25 type WC powder as the raw material, five groups of WC-6Co cemented carbides were prepared by attritor-milling and ball-milling with different wet-milling time. Based on the sensibility of the microstructure and mechanical properties of cemented carbides on the wet-milling techniques, an evaluation method of the intrinsic quality of tungsten carbide powders was proposed. The micro-structural parameters, including mean WC grain size, contiguity of WC grains and WC grain size distribution. The results show that sensibility of the microstructure and properties of the five alloys relate loosely to the wet-milling techniques, which indicates that XLWC25 type WC powder has an excellent intrinsic quality. In addition, the comprehensive properties and the microstructure homogeneity of WC-6Co cemented carbide prepared by attritor-milling for 6~10 h reach an optimal state, which are superior to the alloy prepared by ball-milling for 58 h.%以XLWC25型WC粉末为原料，采用滚动湿磨和搅拌湿磨工艺经过不同的湿磨时间制备5组WC-6Co硬质合金。
金属材料的晶粒细化与强化机制探究
金属材料的晶粒细化与强化机制探究导言金属材料作为一种重要的工程材料，在各个领域都得到了广泛应用。
为了提高金属材料的力学性能，研究人员一直努力探索晶粒细化与强化机制。
晶粒细化是指将大尺寸的晶粒变得更小，而强化则是在晶粒界面或晶粒内部引入各种类型的位错，从而改善金属材料的力学性能。
一、晶粒细化机制晶粒细化通常通过以下两种方式实现：一是材料在加工中通过机械形变、热处理等方式使晶粒尺寸减小；二是通过添加细化剂，如微合金元素或添加剂来控制晶粒生长。
这些方法都可以有效地控制金属材料的晶粒尺寸，从而提高材料的力学性能。
1.1 机械形变细化晶粒在金属材料的加工过程中，常常会发生大量的位错和晶界滑移现象。
随着加工的进行，位错和滑移将逐渐增多，晶粒边界也开始变得复杂并形成多个小的晶粒。
这是由于材料在变形过程中，位错在晶粒界面上会发生堆集，从而促进了晶界滑移，进而导致晶粒尺寸的细化。
此外，晶体的应力也会导致晶粒的再结晶，从而减小晶粒尺寸。
1.2 热处理细化晶粒热处理也是一种常见的晶粒细化方法。
当金属材料在过热状态下冷却时，晶粒界面上的位错会出现滑移，晶粒将重新排列形成新的晶界，从而实现细化。
此外，在热处理过程中，溶质元素通过减小了晶界能，从而抑制了晶粒长大。
通过控制热处理条件，可以达到更好的晶粒细化效果。
二、强化机制金属材料的强化主要通过位错的增多和位错的相互作用来实现。
位错是晶体中的一种缺陷，当应力作用于晶体时，位错会发生运动和相互消长。
通过控制位错的密度和分布情况，可以有效地提高材料的强度和硬度。
2.1 塑性变形强化在金属材料中，位错是一种很常见的缺陷。
当应力作用于晶体时，位错会发生运动，进而引起位错的互相交错和相互消长。
此种位错相互作用的过程可以阻碍晶体的滑移，从而达到强化的效果。
此外，对于弥散相、析出相的存在也会增加晶界的能量，提高材料的强度。
2.2 相间位错强化金属材料中存在不同成分的相时，会引起相间界面的位错运动。
超细硬质合金研究综述
０前言ＷＣ－Ｃｏ硬质合金因具有高的强度、硬度以及优良的耐磨性和抗氧化性，被广泛地应用于机械加工、石油、矿山、模具和结构耐磨件等领域。
超细晶硬质合金（合金中ＷＣ晶粒平均尺寸为０．１￣０．６μｍ［１］）具有高强度、高硬度、高耐磨性等优良性能，满足了现代工业和特种难加工材料的发展，因而近１０年来超细晶硬质合金一直是国际硬质合金学术和产业界研究的热点。
由于超细硬质合金所用原料ＷＣ粉末粒度很细，具有很高的烧结活性，易自然团聚，不利于ＷＣ－Ｃｏ的球磨混合均匀，在烧结过程中易出现ＷＣ晶粒不均匀长大等诸多问题，其原料要求高，生产难度大，严重影响超细硬质合金的推广应用。
国内外硬质合金生产厂家及相关研究机构投入了大量的人力、物力进行了比较系统的研究，近１０年取得了令人瞩目的进展。
厦门金鹭公司推出了晶粒为０．４μｍ级的ＧＵ１５ＵＦ超细晶硬质合金，硬度和强度分别达到９３．８ＨＲＡ和４２００Ｎ／ｍｍ２。
瑞典的ＳＡＮＤＶＩＫ推出了ＰＮ９０（０．２μｍ级）的超细晶硬质合金，硬度和强度分别达到９３．９ＨＲＡ和４３００Ｎ／ｍｍ２。
超细硬质合金也开始在ＩＴ业的ＰＣＢ微型钻得到广泛应用。
在模具行业，切削刀片方面也正在取代普通的ＷＣ－Ｃｏ硬质合金产品，其产量出现高速增长趋势。
笔者将从超细ＷＣ－Ｃｏ硬质合金原料、晶粒长大抑制剂、制备工艺和过程机理等方面，综合评述近年来国内外超细ＷＣ－Ｃｏ硬质合金的研究成果。
１原料对于超细硬质合金的生产来说，原料的选择对其有很大影响。
本文从ＷＣ粉末和Ｃｏ粉选择角度进行评述。
１．１超细ＷＣ粉末近１０年来，国际上在硬质合金超细原料的研究方面取得了令人瞩目的进展，开发了许多制备超细ＷＣ粉末的方法［２］，主要有直接碳化法、氢气还原ＷＯＸ碳化法、流化床还原碳化法、气相沉积法、有机盐热分解碳化法、等离子电弧法、熔盐法和机械球磨法等，目前应用于工业化规模生产的主要是前三种方法。
但对于从事超细硬质合金生产的工程技术人员来说，关心的不只是超细ＷＣ粉末的制造方法，而是超细ＷＣ粉末的质量对超细硬质合金综合性能的影响以及ＷＣ粉末的制造成本。
硬质合金的晶粒长大及抑制机理
硬质合金的晶粒长大及抑制机理摘要：硬质合金以其优异的使用性能获得越来越多的关注，细小晶粒的硬质合金不仅具有高的硬度和耐磨性，还有着不错的断裂韧性。
然而在烧结过程下，其晶粒容易发生长大现象，限制了其合金的使用性能。
本文综述了国内外硬质合金的发展、WC晶粒的生长方式、晶粒长大抑制剂的种类、添加方式等方面内容，重点对不同抑制剂的作用机理、添加量及复合抑制剂对抑制WC的生长做了分析，并就最近有关WC晶粒生长的研究作了介绍。
硬质合金，顾名思义，就是以难熔金属硬质化合物（硬质相或陶瓷相）为基，以金属为粘结相（粘结剂），然后以粉末冶金技术制得的高硬度和高耐磨的材料，亦称之“金属陶瓷材料”。
硬质合金拥有优异的使用性能，如高的硬度、弹性模量和低的膨胀系数，被誉为“工业的牙齿”，广泛的应用到切削刀具、耐磨零件等，其在切削加工、地质勘探、矿山开采和石油钻井等领域有着不可或缺的地位。
在其应用领域里，硬质合金材料存在的最突出问题就是加工过程中出现WC晶粒长大现象。
由于过大的WC晶粒会弱化基体界面，并损伤其成品工具的强度，而且大的晶体能充当裂纹形核点，导致脱层、碎裂和裂纹的产生。
对于控制生产过程中硬质合金中WC晶粒的长大，在工业的应用里有重要的价值。
抑制WC晶粒长大的途径有两种：一、改进加工工艺参数，如适当的降低反应温度和缩短反应时间，这样能够让液态Co有更好的流动性，且分布也更均匀，使得WC的润湿性会更好，达到细化WC晶粒的目的；二、添加晶粒长大抑制剂，查尔姆斯理工大学的研究者在生产工艺中对硬质合金材料原子尺度的结构进行控制并发现，添加微量的V可使硬质合金的晶粒尺寸减小到原有尺寸的1/10。
1 硬质合金的发展硬质合金自1923年被德国人Schroter 发明以来，由于它的优异性能使得在各项工业应用领域有着不可或缺的作用，所以人们就没停止过对改善其使用性能的研究。
世界硬质合金的发展如表1所示。
我国的硬质合金产业起步较晚，总产量低，设备落后，与发达国家的差距十分明显。
抑制剂对超细WC-Co硬质合金性能的影响
２ １ 年 ２月 ０１
Ｃｈｉ ｎｇｓｅ ｎｄ ｔ ｙ ｎａ Ｔｕ ｔ ｎ Ｉ ｕｓｒ
中国钨毋
Ｖ０ ．６， ． １ ２ Ｎｏ １ Ｆｅ ２ １ ｂ．Ｏ ｌ
文章编 号 ：０９０２（ １）ｌ０３—４ １ —６２ ０ Ｏ一０４０ ０ ２ １
抑 制剂 对超细 Ｗ Ｃ Ｃｏ硬 质合 金性 能 的影 响 —
金的平均粒度为 ０３ ＿ ｍ， 硬度达到 ９ ．Ｈ Ａ 相同抑制剂配比的硬质合金 ， ２１ Ｒ 。 硬度和致密度随 ｃ ｏ含量的降低而增大。 稀
土氧 化物 Ｙ０ 的加 入 ， ， 有利 于 改善硬 质 合金 的性 能 。
关键 词 ： 超细硬质合金； 抑制剂； 预磨时问；ｏ ｃ 含量； 稀土
中图分类号 ：Ｆ２．４ Ｔ １５ ＋ ２１
文献 标识码 ： Ａ
表 １ 原料粉 体 的基本参数
Ｏ 引 置
生产超 细晶 ＷＣ硬 质合金 一般通过两 种途径 来 抑 制烧结过程 中 ＷＣ晶粒 的长大 ：一是 改进烧 结方 式， 适当 降低烧 结温度和 缩短烧 结时 间； 另一种途 径 就 是在合金 中添加少量 晶粒长大 抑制剂 ，添加抑 制 剂 能够有 效 阻止 ＷＣ晶粒 在 烧结 过程 中的长大 ， 并
ｃｍ ａｔＪ．ｏ ｄ ｒ ｔ ｌｒｙ２ ０ ，３（） １． ｏ ｐ ｃ ［ Ｐｗ ｅ ａ ｕｇ，０ ０ ４ １ ：５ ｓ］ Ｍｅ ｌ
刘 书 祯 ． 晶硬 质 合 金 晶 粒 长 大 抑制 剂 的研 究 ［． 有 金 属 与 超细 Ｊ稀 ］
硬 质 合 金 ，０ ７ ３ （）５ — ６ ２ ０ ，５ ４ ： １ ５ ．
剂 配 比对 Ｃ ０含 量不 同 的硬 质合 金性 能 的影 响和 稀
超细晶粒硬质合金的研究与应用
工艺不断研究成功 ， 并广泛应用进而形成产业 ， 如超 细和纳米硬质合金 、 功能梯度材料 、 先进涂层合金 、 净成型技术 、 生产过程 的 ｃ 战略应用 ， Ｉ 金属陶瓷等 高性能、 高精度硬质合 金以及高效精密刀具不断推 向市场， 具有很强的市场适应能力和竞争能力。 超细晶粒硬质合金是在 Ｇ ｒ ｎ ｕ ａｄ的 ＷＣ— ｏ ｌ Ｃ 合
Ｋｅ ｏ ｄ ： ｃ ｍｅ ｔｄ ｃ ｒ ｉｅ； ｅ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｏ ｉ ｔｒ ｇ ｒ ｉ ｒ ｗｔ ｎ ｉ ｉ ｔ ｎ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｙ Ｗ ｒ ｓ ｅ ｎｅ ａ ｂ ｄ ｔ ｅ ｈ ｉ ｕ ｆｓｎ ｅｉ ；ｇ ａｎ ｇ ｏ ｈ ｉ ｈ ｂ ｔ ｉ ； ｐ ｌ ｔ ｈ ｎ ａｏ ｃ ｏ
维普资讯
・
３ ８・
１ 概 述
２ ０世 纪 ８ ０年代 中期 ， 少 专 家学 者 都 以 为硬 不
来的 。保持平均 自由程在某一最佳 值下 ， Ｊ 通过细
化 ＷＣ晶粒 ， 张应力 作用 下 ， 强度 和韧性 显著 增 在 其
加 。根据 这 个模 型 ， 因减 小 ＷＣ的 晶粒 尺 寸而 增 加 的碳 化物 相晶 粒接触 数 ， 高度 均 匀 分 布 的钴 来 消 用
超 细 晶粒 硬质 合金 的研 究与应 用
王 晓 瑾
（ 昌硬质合金有 限责任公司 ， 南 江西 南昌 ３ ０ １ ） ３０ ３
摘
要 ： 硬质合金是目 前最重要的刀具材料之一， 本文着重介绍和分析了超细品粒 Ｗ Ｃ 硬质合 Ｃ— ｏ
金研究中的几 个热点领域 ： 超细 ＷＣ粉末 制备 ， 晶粒长大控制 ， 烧结技术 以及超细品硬质合金的应用。
ＷＡ Ｇ Ｘ ａ－ｎ Ｎ ｉ ｊ ｏｉ
（ ａｃ ａｇＣ ｍ ｎ ｄＣ ｒｉ ｉ ｔ ｉ ｉｔ Ｃ ｍ ａｙＪ ｎｘ Ｎ ｎ ｈｎ ３ ０ ， ｈ ａ Ｎ ｎｈ ｎ ｅ ｅ ｔ ａｂ ｅＬ ｅ Ｌａ ｌｙ ｏ ｐｎ ，ａ ｇｉ ａｃａｇ３０ Ｃ ｉ ） ｅ ｄ ｍｉｄ ｂ ｉ ｉ １ ３ ｎ
新型硬质合金在硬度和韧性上的改善
新型硬质合金在硬度和韧性上的改善硬质合金是一种以金属碳化物为主要成分的材料，通常由金属粉末和碳化物粉末混合而成，然后通过高温烧结过程进行制备。
硬质合金具有出色的硬度和耐磨性，因此被广泛应用于切削工具、矿山工具和耐磨零件等领域。
然而，硬质合金在一些应用中往往面临着硬度和韧性之间的矛盾。
过去几十年里，科学家和工程师们投入了大量的研究工作，致力于开发新型硬质合金，以在硬度和韧性方面取得更好的平衡。
下面将详细介绍几种新型硬质合金及其在硬度和韧性上的改善。
首先，氮化物强化硬质合金是一种相对较新的材料，具有出色的硬度和韧性。
在制备过程中，由于氮化物的加入，可以形成更细小、均匀的结构，从而提高硬质合金的硬度。
此外，氮化物也能够阻挡晶粒的生长，增加材料的强度和韧性。
研究表明，适当的氮化物含量可以显著提高硬质合金的断裂韧性，同时保持较高的硬度。
这为硬质合金在高负荷、高速切削工艺中的应用提供了更好的性能。
其次，增杂元素强化硬质合金是另一种实现硬度和韧性平衡的方法。
通过添加适量的增杂元素，如钛、铌和钼等，可以提高硬质合金的韧性。
这些元素能够改善合金的晶粒结构，防止晶界的脆性开裂，并增加合金的塑性变形能力。
此外，增杂元素也可以与金属原子形成固溶体，并改变合金的晶体结构，从而提高合金的硬度。
研究人员已经开发出多种增杂元素，用于硬质合金的制备，并取得了良好的效果。
另外，纳米结构硬质合金是近年来备受关注的研究领域。
纳米结构是指材料的晶粒尺寸在纳米级别的材料结构。
相比传统的微米结构，纳米结构具有更高的界面能和强化效应。
对硬质合金而言，纳米晶的形成可以增加合金的硬度和强度。
同时，纳米晶的高界面能也使得合金具有更好的断裂韧性。
因此，通过调控合金制备过程中的热处理工艺和晶粒尺寸，可以得到不同硬度和韧性的硬质合金。
除了上述几种方法，其他一些策略也可以在硬度和韧性方面改善硬质合金的性能。
例如，通过减小金属粉末和碳化物粉末的粒径，可以增加材料的致密性和硬度。
细晶强化的原理
细晶强化的原理
细晶强化是一种材料加工技术，通过对晶粒加工细化来提高材料的力学性能。
其原理是通过改变晶粒的大小和形状来调控材料的力学性能。
细晶强化的主要原理是细小的晶粒会导致晶界面密度增加，晶界阻尼效应增强，从而限制了晶体滑移和扩展，提高了材料的强度和硬度。
此外，细晶强化还可以通过晶粒的细小来提高材料的韧性和断裂韧性。
细晶强化一般通过以下几种方法来实现：
1. 冷变形：通过在低温下对材料进行冷加工变形，可以使晶粒得到细化。
这是因为冷变形会引起晶体内部滑移、晶界滑移和形变诱导重结晶等微观变形机制的激活，从而促使晶粒细化。
2. 退火：在冷变形过程中，晶粒会受到应力和形变的影响而出现畸变和应力工程现象。
通过退火处理，可以使晶粒恢复正常的形态，减小畸变，从而细化晶粒。
3. 环境控制：在制备过程中，通过调节合金的成分、控制合金的凝固速度和降低合金的成分偏离正常状态来影响晶粒的生长速率，从而实现晶粒细化的目的。
总的来说，细晶强化通过控制晶粒的大小和形状来改善材料的力学性能。
这种方法广泛应用于金属材料、陶瓷材料和复合材料等领域，可以提高材料的强度、硬度、韧性和耐磨性等性能。
WCxTaC-Co硬质合金的结构性能及高温硬度的演变
WCxTaC-Co硬质合金的结构性能及高温硬度的演变林亮亮【摘要】通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针微区分析(EPMA)、常规物理力学性能检测以及高温硬度测试方法,研究WC-Co硬质合金中添加质量分数为0.00％～3.00％的TaC对其组织结构、力学性能以及高温硬度的影响.研究结果表明:当TaC质量分数低于0.50％时,TaC主要溶解于硬质合金黏结相中,起固溶强化和抑制晶粒长大的作用,合金的室温维氏硬度和抗弯强度明显提升;当TaC质量分数由0.50％增加至3.00％时,合金结构中开始出现不均匀分布的(Ta,W)C析出相,合金的室温维氏硬度缓慢增加,抗弯强度先缓慢增加而后下降.添加TaC有助于提升硬质合金的高温硬度,提升效果与TaC添加量存在一定的正相关关系.在1000℃高温下,未添加TaC的合金高温维氏硬度为802 MPa,而添加质量分数1.50％的TaC的合金高温维氏硬度明显改善,其高温硬度值可达1 025 MPa.【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】7页(P50-55,60)【关键词】硬质合金;TaC;晶粒抑制剂;高温硬度【作者】林亮亮【作者单位】厦门金鹭特种合金有限公司,福建厦门361006【正文语种】中文【中图分类】TG71;TG58数十年来，亚微细晶WC-Co硬质合金由于具备良好的硬度和韧性，同时兼具优异的耐磨损性和耐热性，被作为切削工具广泛应用于车削、铣削和钻削加工中[1-4]。
对亚微细晶硬质合金而言，组织结构的均匀性是保证其获得良好性能的基本要求之一。
然而，合金在烧结过程中往往会出现夹粗、聚晶的现象[5-7]，导致结构不均匀，从而无法获得预期的性能。
出现该现象的原因，通常认为是亚微WC晶粒表面活性好、界面能较高，对烧结条件敏感；在液相烧结过程中易于在局部快速溶解、析出，导致该区域的细晶粒WC合并、粗化，最终形成夹粗、聚晶现象。