亞微米硬質(zhì)合金制備過程中碳含量的控制研究.pdf

1、該研究采用甲烷和氫氣的混合氣體(CH<,4>/H<,2>)作為燒結(jié)氣氛,從熱力學(xué)上估算了關(guān)鍵技術(shù)參數(shù):溫度、氣體壓力和甲烷的臨界體積分?jǐn)?shù),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝試驗(yàn).結(jié)果表明,在WC總碳相同、氣氛壓力一定時(shí),甲烷濃度越大,燒結(jié)后樣品的碳含量越高,甲烷濃度較高時(shí)甚至可產(chǎn)生石墨相;樣品的厚度和補(bǔ)碳的時(shí)間對(duì)燒結(jié)后的碳含量也有較大影響.由于氣氛的干擾,氣氛燒結(jié)條件下影響合金碳含量的因素比常規(guī)真空燒結(jié)更多更復(fù)雜,因此該研究采用正交試驗(yàn)方法,研究了補(bǔ)

2、碳時(shí)間、甲烷濃度、補(bǔ)碳溫度、WC總碳、燒結(jié)溫度、混合氣流量等六個(gè)因素,對(duì)燒結(jié)后的樣品的鈷磁、抗彎強(qiáng)度、矯頑磁力、硬度、密度的影響.研究結(jié)果表明:甲烷濃度在一定范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí),可使材料的碳含量在兩相區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整,可提高了材料的強(qiáng)度;為了使樣品與氣氛的碳交換達(dá)到平衡,至少需要2.5~3.5小時(shí),達(dá)到平衡以后再增加補(bǔ)碳時(shí)間對(duì)提高材料的抗彎強(qiáng)度沒有明顯影響;在所有的影響因素中,WC總碳和燒結(jié)溫度是影響合金性能的最重要因素.工藝參數(shù)對(duì)材料微觀組

3、織影響的研究表明:一定的甲烷濃度對(duì)應(yīng)著一個(gè)WC總碳值,當(dāng)樣品的實(shí)際WC總碳高于此值時(shí)樣品產(chǎn)生脫碳反應(yīng),低于此值時(shí)產(chǎn)生增碳反應(yīng),且WC總碳越低,增碳趨勢(shì)越明顯.此外,通入氣氛時(shí)間越長、甲烷濃度越大、WC總碳越低,燒結(jié)后樣品晶粒長大就越明顯.特別是對(duì)于超細(xì)低鈷硬質(zhì)合金,WC晶粒將通過燒結(jié)頸產(chǎn)生異常長大.基于燒結(jié)過程中碳擴(kuò)散、燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力、燒結(jié)活化等動(dòng)力學(xué)原理,該文對(duì)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出了合理的理論解釋.通過上述研究,提出了燒結(jié)過程的優(yōu)化工藝參數(shù),