热压烧结制备无粘结剂碳化钨硬质合金
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另外, 采用排水法测试了两种样品的相对密 度. 如附表所示, 原始 W C粉末热压烧结后样品的 相对密度较低, 仅为 73. 1% ; 而球磨 WC 粉末热
第 1期
刘芳, 等: 热压烧结制备无粘结剂碳化钨硬质 合金
wk.baidu.com59
压烧结后样品的相对密度较高, 达到了 96. 7 % . 对比图 3和图 4可以发现, 原始 W C 粉末热压烧 结后的样品较为疏松, 结合不完全; 球磨 W C粉末 热压烧结后的样品结合较为致密. 所以, 两种样品 冶金结合情况不同造成了它们相对密度的差异, 粉末颗粒越细热压烧结后样品的密度也越高. 显 微硬度和相对密度的测试结果表明, W C 粉体颗 粒越细烧结后硬质合金的性能越优越, 细化粉体 颗粒是改善 W C 硬质合金性能的一种良好手段.
( 大连交通大学 材料科学与工程学院, 辽宁 大连 116028 )*
摘 要 : 利用球磨过程细化 W C粉体 颗粒, 采用热压烧结的方法制备了具有较高硬度的无 粘结剂 W C硬 质合金. 扫描电镜观察结果表明 , 球磨后 W C 粉体颗粒明 显变细, 经 热压烧结 后形成 组织致 密的硬 质合 金, 样品的显微硬度已经达到 2294 HV; X 射线分析 结果表明, 热 压烧结 过程中, W C 没有发 生氧化 脱碳 现象. 球磨处理使原始 W C粉体颗粒积聚了很高的表面能和较大的畸 变能, 有利于 烧结过程 中 W C 粉末 颗粒间冶金结合的形成. 关键词: W C 硬质合金; 球磨; 热压烧结; 显微 硬度 文献标识码: A
图 3 原始 W C粉末热压烧结的扫描电镜照片
图 4为球磨 WC粉末在 1 200~ 1 300 、140MPa、 10 s情况下热压烧结的 SEM 照片, 其中, ( a) 为未 腐蚀的情况, ( b) 为腐蚀后的照片. 从图中可以看 出, 球磨 WC 粉末经热压烧结后, 结合较为致密, 表面形貌表现为金属态, 组织不可见, 并可以看见 少量气孔 (图 4( a) ). 经腐蚀后的样品组织依稀 可见, 晶粒长 大现象不明显 ( 图 4( b ) ). 所以, 球 磨 W C 粉末在 1 200~ 1 300 、140MP a、10 s的烧 结工艺条件下取得了良好的效果. 这一结果表明,
图 6( c) 为球磨 WC 粉末在 1 200~ 1 300 、 140M Pa、10 s条件下热压烧结后的 X 射线衍射图 谱, 从图中可以看出, 样品大部分为 W C, 同时有 少量 Fe3W 3 C 生成. 如前所述, 球磨后的 WC 粉末 中含有少量的 Fe 以及 Cr元素 ( 图 2). 在高温烧 结过程中, Fe 可能 会与 W C 发生 化学反应 生成 F e3W3 C, 但少量的杂质并不影响烧结后硬质合金 的组织性能. 2. 3 显微硬度和密度测试
0 引言
素有 工业牙齿 之称的硬质合金, 尤其是 具有高 硬度、高耐 磨性 的超 细晶 碳化 钨 ( W C ) 硬质合 金, 在 机械 加 工、矿 山 开 采等 领 域 中得 到广泛的 应用. 其 中, W C C o是 产量最 大、用途 最广的一类硬质合金. 价格昂贵的 Co在 W C Co中起着粘结剂的作用, 提高合金的抗弯强 度. 但 Co的存在使 W C 硬质合金的耐腐蚀性 能下降, 同时降 低其硬 度和耐 磨性 [ 1 2] . 无粘结 剂 W C 硬质合金正成为高耐磨硬质合金的一 个重要发展方向. 然而, 纯 W C 的熔点高达 2 800 , 传统的烧结工艺很难制备无粘结剂 W C 硬质合金. 无粘结剂 W C 硬质合金的制备是通 过一些特殊的高温烧结方法实现的, 如等离子 放电烧 结 [ 3 4 ] 、微波 烧 结 [ 5 6 ] 、热等 静 压 [ 7 ] 和高 频感应 热烧 结 [8] 等. 但 是, 这 些 方法 的 生 产成 本较高, 在工业化生产方面受到一定限制.
58
大连交通 大学 学报
细化 W C粉末的颗粒, 可以使其烧结更容易进行.
第 32卷
( a) 腐蚀前
( b)腐蚀后 图 4 球磨 W C粉末热压烧结的扫描电镜照片
2. 2 X 射线晶体结构分析 图 5 所示为原始 W C 粉末的 X 射线衍射图
谱. 从原始 W C粉末的 X 射线图谱上可以清晰看 出, W C的峰值很明显, 样品基本为纯净的 W C 粉 末, 几乎不含其它杂质.
附表 不同粉末热压烧结样品的硬度和密度
粉末类型
预制压力 热压压力 显微硬度 相对密度
MPa
M Pa
HV
%
原始 W C 粉末
500
球磨 W C 粉末
500
140
939
73. 1
140
2294
96. 7
烧结是在低于主要组分熔点的温度下, 使粉末 颗粒间形成冶金结合的一种热处理过程. 按照烧结 过程中有无液相出现, 烧结通常分为固相烧结和液 相烧结两大类. 无粘结剂 WC 硬质合金的烧结属于 固相烧结, 这类烧结通常是在其熔点的 2 /3~ 4 / 5 温度下进行 [ 12] . 但是, W C 的熔点高达 2 800 , 很 难实现在 1 300 以下的无粘结剂烧结.
另外, 碳含量对 WC 硬质合金的组织性能具 有重要的影响 [ 16 ] . 球磨后 W C 粉 末、预 烧结 WC 样品和热压烧结 W C 样品 X 射 线衍射图谱中都 不含有 W 或 W 2C, 没有发生氧化脱碳的现象. 这 说明, 在本文的氩气氛保护条 件下, 从 W C 向 W 或 W 2C 转化的氧化脱碳现象都已经被有效抑制. 因此, 本文在无粘结剂 W C 硬质合金烧结方面的 工艺探索, 将为 WC 硬质合金的工业化应用提供
热压烧结在最大压力为 200 T 的 YT27 200T 型液压机上进行. 先将预烧结好的样品放在模壳 中, 四周填充玻璃粉, 放在电阻炉中加热, 温度升 至 1 200~ 1 300 . 为防止样品在高温被还原, 加 热时应在模壳顶端 加盖 模盖 并 通氩 气 保护 . 样 品被放入 预热好的模具中进行热压, 压力为 140MP a, 保持 10 s.
其中, 图 1( a)为未经球磨的原始 WC 粉末, 图 1( b) 为球磨后的 W C 粉末. 由图可以看出, 球磨后 W C 粉末的颗粒明显变小. 原始 WC 粉末的颗粒约为 0 5~ 1 m, 球磨后的粉末颗粒降为 0. 2 m. 由于 粉末细化, 局部区域出现了粉体团聚现象.
图 2 W C粉末的的能谱分 析
( b ) 为球料比 40 1、球磨 6 h的 W C 粉末 图 1 W C粉末的扫描电镜照片
图 2为 W C粉末球磨前后的能谱分析, 其中, ( a)为原始 W C粉末, ( b)为球料比 40 1球磨 6 h 后 W C 粉末. 从图 2中看出, 原始 W C 粉末所含元 素完全为 C 和 W, 并无其它元素. 但是, 球磨后的 粉末中除含有 C 和 W 以 外, 还有 F e以及 C r元 素. 球磨过程中, 由于 W C 粉末与磨球、磨球与磨 球之间的剧烈撞击, 使磨球物质脱落, 混入 W C 粉 末中, 所以 W C 粉末中含有来自不锈钢磨球中的 F e以及 Cr元素.
第 32卷 第 1期 2011年 2月
大连交通 大学 学报 JOURNAL OF DAL IAN JIAOTONG UN IVER SITY
文章编号: 1673 9590( 2011) 01 0056 05
V o .l 32 N o. 1 F eb. 2011
热压烧结制备无粘结剂碳化钨硬质合金
刘芳, 严峰, 张勇, 杨贺, 陆兴
第 1期
刘芳, 等: 热压烧结制备无粘结剂碳化钨硬质 合金
57
观察样品的显微组织形貌, 并进行能谱分析. 采用 F 700型数 控显微 硬度 仪进 行维 氏显 微硬度 实 验, 加载 500 g, 载荷保持 10 s, 每一个样品随机测 量 5个点, 取其平均值.
2 实验结果及分析
2. 1 扫描电镜形貌观察 图 1为 W C粉末在球磨前后的扫描电镜照片.
1 实验工艺及方法
本实验选用 0. 5~ 1 m 的纯 W C 粉末. 原始 W C 粉末首先在 S6 2型 高能球磨机上进 行球磨 处理, 并抽真空后氩气保护. 球磨机转数为 600 r / m in, 磨球为不锈钢, 球料比为 40 1, 球磨时间为 6 h.
球磨后, 将 W C粉末与石蜡按照 98 2的质 量比在玛瑙研钵中研磨均匀. 然后, 在 500MP a压 力下, 将 WC 粉末与石蜡压制的样品为 20 mm 20mm 的薄片. 为使预压成型的样品致密, 防止出 现气孔, 在最终烧结之前要对样品进行预烧结脱 蜡. 预烧结使用的是氩气保护管式炉, 样品放在石 英管中. 从室温以 3 /m in的加热速度缓慢加热 至 750 , 保温 30 m in, 最后随炉冷却至室温.
原始 W C粉末和球磨后 W C 粉末, 经加压烧 结后所得样品的显微硬度如附表所示. 其中, 由原 始 W C 粉末制备的 WC 硬质合金后硬度平均值为 939HV, 球磨 WC 粉末制备所得 WC 硬质合金后 的硬度平均值 2 294 HV. 所以, 粉体颗粒越细, 热 压烧结后样品的硬度也越高.
( a) 为原始 W C 粉末
图 3所示为原始 W C 粉末经 1200~ 1300 、 140MP a、10 s情 况下热压烧结 后的扫描电 镜照 片. 从图中可看出, 原始 WC 粉末经热压烧结后, 结合不完全, 甚至大部分未结合成合金, 表面形貌 表现接近粉末状态. 这主要是由于原始 W C 粉末 的熔点较高, 经热压烧结后, WC 粉体颗粒之间很 难形成冶金结合, 1 200 ~ 1 300 、140 M Pa、10 s 这种 WC 硬质合金烧结的工艺并不能取得良好的 效果. 这一结果表明, 在现有实验条件的允许下, 必须细化 W C粉末的颗粒, 才有可能得到致密的 W C 硬质合金.
粉体颗粒较大的表面能和畸变能是实现粉体 烧结的驱动力 [ 12] . 粉体颗粒表面通常具有很大的 表面能, 并且随着粉体颗粒的细化而迅速增加; 在 球磨和压制变形中, 粉体颗粒因发生变形还会产 生畸变能. 沈军等的研究 发现 [ 13] , 球磨后 W C 粉 体的表面能和畸变能增加, 熔点明显降低, 从而实 现了 W C Co硬质合金在 1 300 以下的快速热压 烧结. 国外学者在 W C 的球磨处理方面也发现了 类似的研究结果 [ 14 15] . 所以, 经过球磨处理以后, 本文原始 WC 粉体颗粒的细化也使其积聚了很高 的表面能, 球磨过程中粉体颗粒的变形使其积聚 了较大的畸变能, 可能还有熔点降低的现象. 这些 都有利于烧结过程中, W C 粉末 颗粒间冶金结合 的形成.
样品的 X 射线分析在 D /m ax2500T c型 X 射 线衍射仪上进 行, 采用 JSM 6360LV 型扫描 电镜
* 收稿日期: 2009 12 07 基金项目: 辽宁省教育厅高等学校科研计划资助项目 ( 2008095) 作者简介: 刘芳 ( 1978- ), 女, 讲师, 博士, 主要从事材料的强韧化方面的研究 E m ai:l sonia l@f 126. com.
细化粉体颗粒 是降低其熔点 的一个有 效方 法 [ 9] . 而且, 细化颗粒还可以使 W C硬质合金的强 度、硬度和韧性显著提高 [ 10 11] . 因此, 本文通过球 磨过程细化 WC 粉体颗粒, 然后采用热压烧结的 方法制备了具有较高硬度的超细晶无粘结剂 WC 硬 质合金, 热压烧结后的样品硬度已经达到 2 294HV.
图 6 不同处理状态 W C样品的 X 射线衍射分析
从图 6( a) 可以看出, WC 粉末在球磨后未发 生变化, 仍然为 W C. 但是, 与原始 WC 粉末相比, W C 的衍射峰明显变弱. 这说明, W C 粉体颗粒在 球磨后已经细化, 与前述的扫描电镜观察结果一 致. 预烧结后, 样品完全为 W C, 也未发生氧化脱 碳的现象 (图 6( b) ) .
图 5 原始 W C粉末的 X 射线衍射图谱
为了观察实验过程中 是否存在氧化 脱碳现 象, 本文对 W C样品的不同处理状态进行了 X 射 线衍射分析, 如图 6所示. 其中, ( a) 、( b) 和 ( c) 所 示分别为球磨后 W C 粉末、预烧结 W C 样品和热 压烧结 W C 样品的 X 射线衍射图谱.
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压烧结后样品的相对密度较高, 达到了 96. 7 % . 对比图 3和图 4可以发现, 原始 W C 粉末热压烧 结后的样品较为疏松, 结合不完全; 球磨 W C粉末 热压烧结后的样品结合较为致密. 所以, 两种样品 冶金结合情况不同造成了它们相对密度的差异, 粉末颗粒越细热压烧结后样品的密度也越高. 显 微硬度和相对密度的测试结果表明, W C 粉体颗 粒越细烧结后硬质合金的性能越优越, 细化粉体 颗粒是改善 W C 硬质合金性能的一种良好手段.
( 大连交通大学 材料科学与工程学院, 辽宁 大连 116028 )*
摘 要 : 利用球磨过程细化 W C粉体 颗粒, 采用热压烧结的方法制备了具有较高硬度的无 粘结剂 W C硬 质合金. 扫描电镜观察结果表明 , 球磨后 W C 粉体颗粒明 显变细, 经 热压烧结 后形成 组织致 密的硬 质合 金, 样品的显微硬度已经达到 2294 HV; X 射线分析 结果表明, 热 压烧结 过程中, W C 没有发 生氧化 脱碳 现象. 球磨处理使原始 W C粉体颗粒积聚了很高的表面能和较大的畸 变能, 有利于 烧结过程 中 W C 粉末 颗粒间冶金结合的形成. 关键词: W C 硬质合金; 球磨; 热压烧结; 显微 硬度 文献标识码: A
图 3 原始 W C粉末热压烧结的扫描电镜照片
图 4为球磨 WC粉末在 1 200~ 1 300 、140MPa、 10 s情况下热压烧结的 SEM 照片, 其中, ( a) 为未 腐蚀的情况, ( b) 为腐蚀后的照片. 从图中可以看 出, 球磨 WC 粉末经热压烧结后, 结合较为致密, 表面形貌表现为金属态, 组织不可见, 并可以看见 少量气孔 (图 4( a) ). 经腐蚀后的样品组织依稀 可见, 晶粒长 大现象不明显 ( 图 4( b ) ). 所以, 球 磨 W C 粉末在 1 200~ 1 300 、140MP a、10 s的烧 结工艺条件下取得了良好的效果. 这一结果表明,
图 6( c) 为球磨 WC 粉末在 1 200~ 1 300 、 140M Pa、10 s条件下热压烧结后的 X 射线衍射图 谱, 从图中可以看出, 样品大部分为 W C, 同时有 少量 Fe3W 3 C 生成. 如前所述, 球磨后的 WC 粉末 中含有少量的 Fe 以及 Cr元素 ( 图 2). 在高温烧 结过程中, Fe 可能 会与 W C 发生 化学反应 生成 F e3W3 C, 但少量的杂质并不影响烧结后硬质合金 的组织性能. 2. 3 显微硬度和密度测试
0 引言
素有 工业牙齿 之称的硬质合金, 尤其是 具有高 硬度、高耐 磨性 的超 细晶 碳化 钨 ( W C ) 硬质合 金, 在 机械 加 工、矿 山 开 采等 领 域 中得 到广泛的 应用. 其 中, W C C o是 产量最 大、用途 最广的一类硬质合金. 价格昂贵的 Co在 W C Co中起着粘结剂的作用, 提高合金的抗弯强 度. 但 Co的存在使 W C 硬质合金的耐腐蚀性 能下降, 同时降 低其硬 度和耐 磨性 [ 1 2] . 无粘结 剂 W C 硬质合金正成为高耐磨硬质合金的一 个重要发展方向. 然而, 纯 W C 的熔点高达 2 800 , 传统的烧结工艺很难制备无粘结剂 W C 硬质合金. 无粘结剂 W C 硬质合金的制备是通 过一些特殊的高温烧结方法实现的, 如等离子 放电烧 结 [ 3 4 ] 、微波 烧 结 [ 5 6 ] 、热等 静 压 [ 7 ] 和高 频感应 热烧 结 [8] 等. 但 是, 这 些 方法 的 生 产成 本较高, 在工业化生产方面受到一定限制.
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细化 W C粉末的颗粒, 可以使其烧结更容易进行.
第 32卷
( a) 腐蚀前
( b)腐蚀后 图 4 球磨 W C粉末热压烧结的扫描电镜照片
2. 2 X 射线晶体结构分析 图 5 所示为原始 W C 粉末的 X 射线衍射图
谱. 从原始 W C粉末的 X 射线图谱上可以清晰看 出, W C的峰值很明显, 样品基本为纯净的 W C 粉 末, 几乎不含其它杂质.
附表 不同粉末热压烧结样品的硬度和密度
粉末类型
预制压力 热压压力 显微硬度 相对密度
MPa
M Pa
HV
%
原始 W C 粉末
500
球磨 W C 粉末
500
140
939
73. 1
140
2294
96. 7
烧结是在低于主要组分熔点的温度下, 使粉末 颗粒间形成冶金结合的一种热处理过程. 按照烧结 过程中有无液相出现, 烧结通常分为固相烧结和液 相烧结两大类. 无粘结剂 WC 硬质合金的烧结属于 固相烧结, 这类烧结通常是在其熔点的 2 /3~ 4 / 5 温度下进行 [ 12] . 但是, W C 的熔点高达 2 800 , 很 难实现在 1 300 以下的无粘结剂烧结.
另外, 碳含量对 WC 硬质合金的组织性能具 有重要的影响 [ 16 ] . 球磨后 W C 粉 末、预 烧结 WC 样品和热压烧结 W C 样品 X 射 线衍射图谱中都 不含有 W 或 W 2C, 没有发生氧化脱碳的现象. 这 说明, 在本文的氩气氛保护条 件下, 从 W C 向 W 或 W 2C 转化的氧化脱碳现象都已经被有效抑制. 因此, 本文在无粘结剂 W C 硬质合金烧结方面的 工艺探索, 将为 WC 硬质合金的工业化应用提供
热压烧结在最大压力为 200 T 的 YT27 200T 型液压机上进行. 先将预烧结好的样品放在模壳 中, 四周填充玻璃粉, 放在电阻炉中加热, 温度升 至 1 200~ 1 300 . 为防止样品在高温被还原, 加 热时应在模壳顶端 加盖 模盖 并 通氩 气 保护 . 样 品被放入 预热好的模具中进行热压, 压力为 140MP a, 保持 10 s.
其中, 图 1( a)为未经球磨的原始 WC 粉末, 图 1( b) 为球磨后的 W C 粉末. 由图可以看出, 球磨后 W C 粉末的颗粒明显变小. 原始 WC 粉末的颗粒约为 0 5~ 1 m, 球磨后的粉末颗粒降为 0. 2 m. 由于 粉末细化, 局部区域出现了粉体团聚现象.
图 2 W C粉末的的能谱分 析
( b ) 为球料比 40 1、球磨 6 h的 W C 粉末 图 1 W C粉末的扫描电镜照片
图 2为 W C粉末球磨前后的能谱分析, 其中, ( a)为原始 W C粉末, ( b)为球料比 40 1球磨 6 h 后 W C 粉末. 从图 2中看出, 原始 W C 粉末所含元 素完全为 C 和 W, 并无其它元素. 但是, 球磨后的 粉末中除含有 C 和 W 以 外, 还有 F e以及 C r元 素. 球磨过程中, 由于 W C 粉末与磨球、磨球与磨 球之间的剧烈撞击, 使磨球物质脱落, 混入 W C 粉 末中, 所以 W C 粉末中含有来自不锈钢磨球中的 F e以及 Cr元素.
第 32卷 第 1期 2011年 2月
大连交通 大学 学报 JOURNAL OF DAL IAN JIAOTONG UN IVER SITY
文章编号: 1673 9590( 2011) 01 0056 05
V o .l 32 N o. 1 F eb. 2011
热压烧结制备无粘结剂碳化钨硬质合金
刘芳, 严峰, 张勇, 杨贺, 陆兴
第 1期
刘芳, 等: 热压烧结制备无粘结剂碳化钨硬质 合金
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观察样品的显微组织形貌, 并进行能谱分析. 采用 F 700型数 控显微 硬度 仪进 行维 氏显 微硬度 实 验, 加载 500 g, 载荷保持 10 s, 每一个样品随机测 量 5个点, 取其平均值.
2 实验结果及分析
2. 1 扫描电镜形貌观察 图 1为 W C粉末在球磨前后的扫描电镜照片.
1 实验工艺及方法
本实验选用 0. 5~ 1 m 的纯 W C 粉末. 原始 W C 粉末首先在 S6 2型 高能球磨机上进 行球磨 处理, 并抽真空后氩气保护. 球磨机转数为 600 r / m in, 磨球为不锈钢, 球料比为 40 1, 球磨时间为 6 h.
球磨后, 将 W C粉末与石蜡按照 98 2的质 量比在玛瑙研钵中研磨均匀. 然后, 在 500MP a压 力下, 将 WC 粉末与石蜡压制的样品为 20 mm 20mm 的薄片. 为使预压成型的样品致密, 防止出 现气孔, 在最终烧结之前要对样品进行预烧结脱 蜡. 预烧结使用的是氩气保护管式炉, 样品放在石 英管中. 从室温以 3 /m in的加热速度缓慢加热 至 750 , 保温 30 m in, 最后随炉冷却至室温.
原始 W C粉末和球磨后 W C 粉末, 经加压烧 结后所得样品的显微硬度如附表所示. 其中, 由原 始 W C 粉末制备的 WC 硬质合金后硬度平均值为 939HV, 球磨 WC 粉末制备所得 WC 硬质合金后 的硬度平均值 2 294 HV. 所以, 粉体颗粒越细, 热 压烧结后样品的硬度也越高.
( a) 为原始 W C 粉末
图 3所示为原始 W C 粉末经 1200~ 1300 、 140MP a、10 s情 况下热压烧结 后的扫描电 镜照 片. 从图中可看出, 原始 WC 粉末经热压烧结后, 结合不完全, 甚至大部分未结合成合金, 表面形貌 表现接近粉末状态. 这主要是由于原始 W C 粉末 的熔点较高, 经热压烧结后, WC 粉体颗粒之间很 难形成冶金结合, 1 200 ~ 1 300 、140 M Pa、10 s 这种 WC 硬质合金烧结的工艺并不能取得良好的 效果. 这一结果表明, 在现有实验条件的允许下, 必须细化 W C粉末的颗粒, 才有可能得到致密的 W C 硬质合金.
粉体颗粒较大的表面能和畸变能是实现粉体 烧结的驱动力 [ 12] . 粉体颗粒表面通常具有很大的 表面能, 并且随着粉体颗粒的细化而迅速增加; 在 球磨和压制变形中, 粉体颗粒因发生变形还会产 生畸变能. 沈军等的研究 发现 [ 13] , 球磨后 W C 粉 体的表面能和畸变能增加, 熔点明显降低, 从而实 现了 W C Co硬质合金在 1 300 以下的快速热压 烧结. 国外学者在 W C 的球磨处理方面也发现了 类似的研究结果 [ 14 15] . 所以, 经过球磨处理以后, 本文原始 WC 粉体颗粒的细化也使其积聚了很高 的表面能, 球磨过程中粉体颗粒的变形使其积聚 了较大的畸变能, 可能还有熔点降低的现象. 这些 都有利于烧结过程中, W C 粉末 颗粒间冶金结合 的形成.
样品的 X 射线分析在 D /m ax2500T c型 X 射 线衍射仪上进 行, 采用 JSM 6360LV 型扫描 电镜
* 收稿日期: 2009 12 07 基金项目: 辽宁省教育厅高等学校科研计划资助项目 ( 2008095) 作者简介: 刘芳 ( 1978- ), 女, 讲师, 博士, 主要从事材料的强韧化方面的研究 E m ai:l sonia l@f 126. com.
细化粉体颗粒 是降低其熔点 的一个有 效方 法 [ 9] . 而且, 细化颗粒还可以使 W C硬质合金的强 度、硬度和韧性显著提高 [ 10 11] . 因此, 本文通过球 磨过程细化 WC 粉体颗粒, 然后采用热压烧结的 方法制备了具有较高硬度的超细晶无粘结剂 WC 硬 质合金, 热压烧结后的样品硬度已经达到 2 294HV.
图 6 不同处理状态 W C样品的 X 射线衍射分析
从图 6( a) 可以看出, WC 粉末在球磨后未发 生变化, 仍然为 W C. 但是, 与原始 WC 粉末相比, W C 的衍射峰明显变弱. 这说明, W C 粉体颗粒在 球磨后已经细化, 与前述的扫描电镜观察结果一 致. 预烧结后, 样品完全为 W C, 也未发生氧化脱 碳的现象 (图 6( b) ) .
图 5 原始 W C粉末的 X 射线衍射图谱
为了观察实验过程中 是否存在氧化 脱碳现 象, 本文对 W C样品的不同处理状态进行了 X 射 线衍射分析, 如图 6所示. 其中, ( a) 、( b) 和 ( c) 所 示分别为球磨后 W C 粉末、预烧结 W C 样品和热 压烧结 W C 样品的 X 射线衍射图谱.