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硬質合金滲碳工藝
專欄:熱點聚焦
發(fā)布日期:2013-12-07
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由于硬質合金的碳含量低于其化學計量的碳含量,燒結時會再合金的內部形成脫碳的η相,脫碳相的形貌和含量對獲取高性能的梯度結構硬質合金影響關鍵。含η相的先驅體硬質合金通過滲碳工藝,使得碳從材料表面向內部擴散。碳在擴散的同時又與η相反應生成額外的WC(碳化鎢)和Co(鈷),并在材料由表及里形成結構梯度。
滲碳工藝在宏觀梯度結構的形成過程中是非常重要的控制步驟。從滲碳工藝本身而言,滲透溫度、時間、滲碳量等都是影響組織演化的重要因素。 滲碳的方法很多,有氣體滲碳、固體滲碳和液體滲碳。對于宏觀梯度結構硬質合金來說,采用固體滲碳是比較經濟且簡便易行的。我們以固體滲碳方法制備梯度結構硬質合金具體工藝過程作為了解。 滲碳試驗是將具有η相均勻彌散分布的試樣埋在石墨粒子中裝周,然后放入氫氣爐中,分別在1420℃、1440℃和1460℃滲碳處理60min,80min,110min,140min和160min。滲碳后的樣品在肉眼下即可明顯發(fā)現(xiàn)有3層結構。從顯微組織上可以明顯看出,試樣經過滲碳處理后,顯微組織結構發(fā)生較大變化,試樣的表層和中間層的η相小時,為WC+γ兩相結構,試樣的心部依然是WC+γ+η三相結構,與滲碳處理前相比,試樣心部的顯微組織結構和η相形態(tài)基本沒有發(fā)生變化。從滲碳后的表面X射線衍射分析可以看出,在表面層η相已經完全消失,留下兩層結構。從顯微組織照片可以看出:對于每樣試樣,滲碳處理后,硬質合金表層WC晶粒長大比較明顯,其晶粒明顯大于同一試樣中間層和心部WC的晶粒,并且硬質合金表層Co相含量明顯低于合金中間層Co相含量,Co相梯度結構形成的原因很有可能是在滲碳處理過程中,表層WC晶粒發(fā)生長大和液態(tài)Co相發(fā)生遷移共同的作用。 硬質合金滲碳工藝處理中矯頑磁力的變化也有所不同。矯頑磁力是反映硬質合金物理性能的一個重要參數(shù),影響硬質合金矯頑磁力的因素有WC晶粒度、Co相含量、孔隙度、雜志、內應力以及η相的含量,雜質和內用力對矯頑磁力影響小。對于不同碳含量的硬質合金,在各滲碳溫度下,硬質合金的矯頑磁力均隨滲碳時間的增加而降低。合金在滲碳過程中,Co相的含量和分布結構發(fā)生了較大變化。 硬質合金滲碳工藝是一個嚴謹?shù)纳a過程,在滲碳時間和滲碳溫度相同的情況下,合金的梯度層厚度均隨合金初始總碳含量的增加而增厚。滲碳處理過程中消除單位體積內η相所需要的碳量減少,相應的在單位時間內所得到的梯度結構厚度較大。 本文由株洲三鑫硬質合金生產有限公司http://www.allykey.com發(fā)表,如需轉載請注明出處! 上一頁:重型切削硬質合金刀具
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