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抑制劑在硬質(zhì)合金生產(chǎn)中的作用
專欄:行業(yè)動(dòng)態(tài)
發(fā)布日期:2015-07-21
閱讀量:3813
作者:佚名
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      硬質(zhì)合金生產(chǎn)工業(yè)中,添加抑制劑能夠有效阻止WC(碳化鎢)晶粒在燒結(jié)過(guò)程中的長(zhǎng)大,而消除WC晶粒的局部長(zhǎng)大在于抑制劑的均勻分布。不同種類抑制劑的影響,常用的抑制劑有VC、Mo2C、Cr3C2、NBC、TaC、TiC,晶粒長(zhǎng)大抑制劑的加入量一般以抑制劑在液態(tài)粘結(jié)相中達(dá)到飽和濃度為限,此時(shí)可得到最細(xì)的顯微結(jié)構(gòu)。
     目前所用的抑制劑一般會(huì)降低合金的韌性,不可多加。抑制劑在液態(tài)粘結(jié)相中的溶解度取決于該碳化物的化學(xué)穩(wěn)定性,具有較低化學(xué)穩(wěn)定性的碳化物在粘結(jié)相中表現(xiàn)出較高的飽和濃度。實(shí)踐證明,控制WC晶粒長(zhǎng)大抑制劑的抑制效果以VC 最好,其次是Cr3C2、NbC、TaC。
     美國(guó)Rutgers大學(xué)通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)WC-9.8Co-0.8 Cr3C2-0.4VC 的超細(xì)硬質(zhì)合金的性能比單獨(dú)添加VC或Cr3C2要好。近年來(lái),R. k. sakangi 等人研制出一種新的抑制劑(又稱Master 合金)。他們把難熔金屬碳化物(如VC、Cr3C2)加入到富Co 基體中形成的固溶體作為抑制劑。這種固溶體抑制劑能夠使納米WC晶粒得到有效控制,主要原因在于:
    1.抑制劑碳化物在納米復(fù)合材料中分散極為均勻,從而保證了燒結(jié)時(shí)WC 晶粒長(zhǎng)大得到更加有效的控制;
    2.加有抑制劑碳化物的富Co基體熔點(diǎn)降到1200 C 以下;
    3.可能在液相Co中形成了穩(wěn)定的金屬/非金屬原子團(tuán),即W、V、Cr/C 原子團(tuán)。這種原子團(tuán)阻礙了W和C 原子從一個(gè)晶粒向另一個(gè)毗鄰晶粒的液相遷移,從而進(jìn)一步降低了WC 晶粒的長(zhǎng)大速度。這一因素可能是決定性因素。以固溶體形式加入的合金各項(xiàng)性能指標(biāo)較好,抗彎強(qiáng)度有較大的提高。
    抑制劑對(duì)合金的性能有顯著的影響,添加量相同時(shí),添加VC的合金比加Cr3C2的合金有更高的硬度,但抗彎強(qiáng)度則要低些;在加VC的合金中,WC晶粒更細(xì),合金的硬度更高;加Cr3C2時(shí),WC 顆粒較粗,由于Cr3C2固溶在粘結(jié)相中的相對(duì)含量增加,合金中粘結(jié)相的平均自由程增加,此時(shí),合金有更高的斷裂韌性。
     由于各種添加劑對(duì)合金性能的影響效果不同,通??紤]同時(shí)添加兩種或多種抑制劑。一般來(lái)說(shuō),需要優(yōu)良的綜合性能的合金,可添加VC+ Cr3C2兩種抑制劑。日本東芝公司研究的WC+0.6% Cr3C2+15%CO 合金,抗彎強(qiáng)度達(dá)到5000 MPa ;如果對(duì)合金的抗壓強(qiáng)度、斷裂韌性、抗蠕變性、抗氧化性和耐腐蝕性等性能有一定要求,添加(Ta/Nb)C 或Cr3C2對(duì)超細(xì)硬質(zhì)合金有較好的效果。
     添加0.2%的Cr3C2硬質(zhì)合金抗彎強(qiáng)度降低300MPa,添加量超過(guò)0.2%則合金的抗彎強(qiáng)度繼續(xù)下降。VC含量較低(0.1%)時(shí),合金的抗彎強(qiáng)度下降很小,合金的耐磨性有了明顯的提高,隨著VC 添加量的增加,耐磨性也隨之提高,當(dāng)添加量為0.4%時(shí),磨損體積達(dá)到最小值,比未添加的硬質(zhì)合金耐磨性提高了40%左右。

     硬質(zhì)合金生產(chǎn)工藝每一個(gè)細(xì)節(jié)都會(huì)影響到合金性能,嚴(yán)格控制每一道生產(chǎn)工序,保障硬質(zhì)合金產(chǎn)品的最佳使用性能是合金生產(chǎn)廠家最基本的責(zé)任和義務(wù)。

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