초경합금의 WC 입자가 0.5μm 미만이면, 입자가 미세할수록 결점이 적고 굽힘 강도 및 경도가 높다. 초 미세 초경합금을 제조하는 데 사용되는 WC 분말의 입자 크기는 일반적으로 초경합금에 사용되는 WC 분말의 것. WC 분말은 활성이 높고 소결 공정에서 크랙 소스 중 하나 인 입자 성장을 일으키기 쉽습니다.

현재 입자 크기를 제어하는 두 가지 주요 방법이 있습니다.

먼저 새로운 소결 공정이 채택됩니다. 결과는 1400 ℃에서 30 초 동안 소결 한 후 수십 개의 나노 WC Co 복합 분말의 치밀화가 완료 될 수 있고 입자 크기는 0.2μm이지만, 소결 시간이 60 초로 연장되면 입자 크기가 빠르게 증가 함을 보여준다 나노 WC Co 초경 복합 분말에 사용될 수있는 새로운 소결 공정은 주로 마이크로파 소결, 열간 등방성 압축 소결, 방전 플라즈마 소결 및 2 단계 소결을 포함한다.

둘째, 곡물 성장 저해제를 첨가하여 곡물 성장을 억제하면 VC, TAC 및 Cr3C2가 종종 사용됩니다.

이 논문에서는 억제 메커니즘, 억제제의 영향에 영향을 미치는 요인, 억제제 첨가 방법, 일반적으로 사용되는 억제제, 최신 억제제의 개발 및 합금의 포괄적 인 특성에 대한 억제제의 영향을 소개합니다.

초경합금 2의 결정립 성장 억제제 적용

억제제의 억제 메커니즘 및 영향 요인

초경합금의 입자 성장을위한 추진력은 표면 에너지의 감소에서 비롯됩니다. WC의 입자 성장은 주로 WC의 용해 침전 메커니즘을 통해 이루어집니다. 즉, 작은 입자 WC는 액상에 용해되어 큰 입자 WC의 표면에 침전됩니다. WC Co 초경합금의 경우, WC 입자의 조 대화는 입자 성장 억제제의 첨가에 의해 제한 될 수 있습니다.  

억제제를 첨가하면 WC의 용해 침전 속도가 느려지고 3 가지 억제 메커니즘이 있습니다.

1. 억제제는 카바이드 입자의 표면에 흡착하여 WC의 표면 에너지와 액상의 WC의 용해도를 감소시킵니다.

2. 억제제는 액체 CO에 용해되어 액체 재결정을 통해 WC의 성장을 늦춘다.

3. WC 인터페이스의 이동은 WC / WC 인터페이스를 따른 억제제의 분리에 의해 방해되었고, 이는 WC 입자의 응집 및 성장을 방지 하였다.

억제제의 억제 효과는 다음 요인에 의해 결정됩니다.

1. WC 분말의 입자 크기를 감소시키는 것은 WC의 입계 면적을 증가시킨다. 억제제는 WC 표면에 넓게 분포 될 수 있지만, 무한히 증가 될 수는 없다. 이들의 한계 값은 결합 단계에서 그들의 포화 농도에 의존한다.

코발트 함량. 바인더 함량이 적고 자유 스트로크가 짧기 때문에 억제제는 특정 온도에서 그 역할을 수행하기 쉽습니다.

3. 분말 혼합의 균일 성. 혼합 된 분말에서 바인더상의 불균일 한 분포는 소결 공정에서 WC 입자 성장에 대한 억제제의 효과 영역의 차이를 초래할 것이다; 혼합 분말에서 불균일 한 분포 또는 큰 크기의 억제제는 억제제에 의해 요구되는 확산 경로를 연장시킬 것이다.

4. 합금 소결 온도. 소결 온도가 증가함에 따라, 액상에서 억제제의 고농도를 유지하기 위해 액상의 양 및 입자 성장 억제제의 함량을 증가시킬 필요가 있으므로, 분말 크기가 작을수록 코발트 함량이 낮아지고, 분말 혼합이보다 균일하고 소결 온도가 낮을수록 억제제의 억제 효과가 더 우수하다.

초경합금 3에 곡물 성장 억제제의 응용

곡물 성장 억제제의 방법 추가

억제제는 주로 세 가지 방법으로 추가됩니다.

1. WC, CO 및 입자 성장 억제제를 습식 분쇄 공정에서 혼합 하였다.

w 탄화 전에, 입자 성장 억제제에 상응하는 산화물을 혼합 하였다.

3. 세 번째 방법은 억제제의 염 용액을 청색 텅스텐 또는 황색 텅스텐과 습식 혼합하고, 환원 전에 청색 텅스텐 또는 황색 텅스텐으로 코팅 분말을 형성 한 다음, 추가 열분해 및 환원을 수행하는 것이다.

초경합금 4의 결정립 성장 억제제 적용

곡물 성장 억제제의 종류

전이 금속 탄화물

전이 금속 탄화물은 곡물 성장의 일반적인 억제제입니다. WC 입자 억제에 전이 금속 탄화물의 효과는 자체 열역학적 안정성과 관련이 있습니다. 열역학적 안정성의 순서는 VC> Cr3C2> NBC> TAC> tic> ZrC> HFC입니다. 그러나, 각 종류의 카바이드는 첨가 될 수있는 최대량을 가지며, 이는 WC 입자의 성장을 억제하는데 더 이상 영향을 미치지 않는다. 특정 온도에서, 카바이드 첨가제의 양은 바인더 단계에서 카바이드의 포화 농도에 의존하고 바인더 단계의 함량 표 2는 CO 단계에서 다양한 첨가제의 용해도를 보여준다. 표에서 볼 수 있듯이 VC와 Cr3C2는 CO상에서 가장 높은 용해도를 가지며 2 진 공융 온도가 가장 낮으므로 WC Co 입자 성장 억제제로 널리 사용됩니다.

초경합금 5의 결정립 성장 억제제 적용

희토류 원소

희토류 원소는 입자 성장을 억제하고, 구조 분포를 개선하며, 입자 경계를 정화하고, 초경합금을 강화 및 강화시키는 데 효과적인 역할을 할 수있는 일반적인 첨가제 중 하나입니다. 동시에, 희토류는 초경합금의 소결 온도를 낮추어 결정립 성장과 소결 치밀화 사이의 모순을 해결할 수 있습니다. 합금 표면에서의 거대 압축 응력의 증가는 희토류 산화물의 첨가에 의해 WC Co 초경합금의 강도가 증가하는 중요한 이유이기도하다.

붕소와 인

붕소를 갖는 초경합금의 소결 온도는 1340 ℃로 감소 될 수 있으며, 소결 온도의 감소에 따라 합금의 미세 입자가 분명히 정제되어 합금 성능의 개선에 도움이되고, 붕소의 첨가는 결합 상 및 WC상의 습윤성에 거의 영향을 미치지 않으며, 합금의 굽힘 강도에는 영향을 미치지 않는다. 소량의 Ni 및 P 분말을 첨가함으로써 WC Co의 소결 온도를 1050-1100 ℃로 감소시킬 수있다. 메커니즘은 Ni-P의 공융 온도가 Ni 및 P를 첨가 한 후 Co.의 융점보다 훨씬 낮으며, 액상은 더 낮은 온도에서 나타날 수 있으며, 이는 고체 입자의 용해 및 침전 및 프레임 워크가 미리 발생하고 소결 공정이 더 충분하여 WC 입자의 성장을 억제합니다.

구리 몰리브덴 금속 억제제

wc-13fe / Co / Ni 초경합금에 소량의 Cu를 첨가하면 구상화 된 WC 입자를 정제 할 수 있습니다. 이는 소결 공정 동안 Cu가 Fe / Co / Ni 결합제에 용해되어 결합제에서 WC의 용해도를 감소시켜 용해 재 침전 과정에서 결정립 성장 속도를 감소시키기 때문이다. 그리고 구리는 또한 WC 곡물을 구상화합니다. 초경합금의 소결 공정에서, 몰리브덴은 초경 단계 주위에 코팅되어 초경 단계와 초결 단계 사이의 습윤성을 향상시켜 초경 입자를 정제합니다.

곡물 성장 억제제의 합금 특성에 대한 영향

합금의 특성에 대한 결정립 성장 억제제의 효과는 주로 합금의 경도 및 굽힘 강도에 반영된다. 다른 첨가제는 결정립 크기를 억제하는 메커니즘이 다르기 때문에 결정립 성장 억제제마다 특성에 다른 영향을 미친다.

전이 금속 탄화물

VC, Cr 3C 2 및 기타 첨가제를 첨가하면 WC Co 초경합금의 내열성과 내마모성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 또한, 첨가제가 적절한 경우, 합금의 고온 강도 및 고온 경도를 효과적으로 향상시킬 수 있지만, 합금의 실온 강도는 감소 될 수 있고 합금은 취성이된다. 따라서, 첨가제의 양은 특정 범위 내에서 제어되어야한다. 예를 들어, WC-6% CO 및 WC-10% Co 합금의 경우, cr2c3의 첨가는 합금의 실온 굽힘 강도를 감소시켰다. Cr2C3의 함량이 0.3% ~ 0.5% (CO 함량의 질량 분율) 인 경우, 높은 Co 합금의 실온 굽힘 강도는 명백하게 영향을받지 않지만, 낮은 Co 합금의 경우 실온 굽힘 강도는 분명히 줄어든다. TAC와 NBC를 첨가하면 같은 결과가 나옵니다. VC가 미세 구조 및 wc-6.5% Co 초경합금의 특성에 미치는 영향을 발견했습니다. VC는 WC 입자의 성장을 억제하여, 명백한 입자 미세화를 초래하고 입자 크기의 분포를 좁히는 것으로 밝혀졌다. 2.0% VC를 첨가함에 따라 VC를 0.15μm에 첨가하지 않고 입자 크기가 0.5-1μm에서 감소 하였다. 동시에, VC를 첨가함으로써 합금의 경도가 크게 개선되고, VC 함량이 2.0% 일 때 최대 값은 94.1 HRA이다. 그러나 합금 강도도 감소합니다. VC 함량이 0.5% 인 경우, 합금의 경도와 인성은 93.0hra 및 11.2MPa · M 1/2이며 종합적인 특성이 가장 높습니다. TAC를 첨가하면 WC 입자가 너무 많이 자라는 것을 막을 수있을뿐만 아니라 합금의 탄소 함량을 줄일 수 있습니다

희토류 원소

희토류 함량이 증가함에 따라 WC-20 (Fe / Co / Ni) 합금의 경도가 증가했습니다. 희토류의 첨가는 w-co-ti 합금의 특성, 특히 Shejin의 내 충격성을 향상시킬 수 있습니다. 동시에, 희토류는 (Ti, w) C 고용체의 입자 응집 및 성장을 억제하고 입자를 정제 할 수있다. 희토류 산화물이 WC Ni 합금에 첨가 될 때, 희토류 산화물의 분산 강화로 인해 결합 상 Ni의 강도가 증가한다. 희토류 함량이 본딩 금속 함량의 1.2% ~ 1.6% 인 경우, 합금의 굽힘 강도는 최대 값 (CeO 2가 첨가되면 1680mpa, Y2O3가 첨가되면 1900mpa)에 도달합니다. WC-8% Co 합금의 굽힘 강도는 혼합 희토류 산화물 0.25% ~ 1.00%를 첨가하여 어느 정도 증가하며, 희토류 산화물 0.25% ~ 0.50%를 첨가하면 11.5% 증가 할 수 있습니다. 그러나 희토류를 과도하게 첨가하면 굽힘 강도가 감소합니다. 따라서, 희토류 원소를 갖는 초경합금의 굽힘 강도를 크게 향상시킬 수있다.

Cu & Mo 금속 억제제

초경합금에 소량의 구리를 첨가하면 합금의 강도를 향상시킬뿐만 아니라 합금의 충격 인성을 향상시킬 수 있습니다.

소량의 구리가 WC-13% Fe / Co / Ni에 첨가되면 합금의 경도는 감소하고 굽힘 강도는 크게 증가합니다. 구리의 양이 약 0.8% 인 경우, 합금의 굽힘 강도 및 경도는 각각 2370 MPa 및 hra84.4이다. 아래 표 3을 참조하십시오. Mo가 WC Co에 첨가 될 때, Mo 첨가가 증가함에 따라 굽힘 강도 및 인도가 증가 하였다. Mo 첨가가 5% 일 때 굽힘 강도는 최대 값에 도달하였고, Mo 첨가가 7.5% 일 때 굽힘 강도는 최대 값 19.25gpa에 도달 하였다. 그러나, Mo의 양이 5%를 초과하면, 굽힘 강도가 점진적으로 감소하는데, 이는 금속 간 화합물 CO의 존재로 인한 샘플의 취성으로 인한 것이다3(모, w)3씨.

초경합금 6에 곡물 성장 억제제의 응용