Прогресс в исследованиях нано / ультратонких WC - Co-цементированных карбидов

Реферат: Двумя ключевыми факторами для получения нано-/ультрадисперсных цементированных карбидов WC-Co являются приготовление высококачественных нано-/ультрадисперсных композитных порошков WC-Co и контроль роста зерен во время спекания. Прогресс исследований в стране и за рубежом за последние годы всесторонне рассмотрен в отношении методов приготовления композитного порошка нано/ультрадисперсного WC – Co и технологий нано/ультрадисперсного WC – спеченного карбида Co. Кроме того, обсуждаются перспективы развития и будущие направления исследований нано/ ультрадисперсных цементированных карбидов WC – Co. Ключевые слова: цементированный карбид, нано/ультрадисперсный кристалл; WC - составной порошок Co; карбид представляет собой твердое соединение тугоплавкого металла (в основном относится к WC, TiC, TaC, NbC, VC, Cr 3 C 2 , Mo 2 C и т. д.) в качестве твердой фазы и связующего металла (в основном относится к Fe , Co, Ni и т.д.) В качестве связующей фазы используется сплав, полученный методом порошковой металлургии. По сравнению с быстрорежущей сталью, алмазом, керамикой и другими материалами, цементированный карбид обладает не только хорошей прочностью, но и отличной ударной вязкостью. Это один из наиболее широко используемых инструментальных материалов, который играет важную роль в продвижении промышленного производства Китая и развитии национальной экономики. Решающая роль. Нано/ультрамелкозернистые карбиды (когда средний размер зерна WC в сплаве составляет от 0,1 до 0,6 мкм) могут эффективно преодолевать несоответствия между твердостью и ударной вязкостью обычных цементированных карбидов, а также более высокую хрупкость и технологическое размягчение. Проблема в том, что он имеет двойную высокую характеристику высокой твердости и ударной вязкости. Теперь компания разработала ряд высококачественных твердосплавных изделий, таких как микросверла для обработки плат с интегральной схемой, иглы для матричных принтеров, инструменты для общей обработки отверстий и фрезы. , стоматологические сверла и прецизионные пресс-формы и т. д., широко используются в аэрокосмической, точной механической обработке, электронной промышленности, прецизионном производстве и других областях. Поскольку для производства цементированного карбида используется метод порошковой металлургии, этапы включают подготовку порошка, прессование и спекание. Таким образом, двумя ключевыми факторами для получения нано/ультрамелкозернистых твердых сплавов WC-Co являются высококачественные нано/ультрамелкозернистые кристаллические порошки. Контроль роста зерна при подготовке и спекании. В этой статье синтез нано/ультрадисперсных композитных порошков WC-Co и методы спекания нано/ультрамелкозернистых карбидов рассматриваются и рассматриваются в последние годы. Метод приготовления 1 нано/ультрадисперсного композитного порошка WC-Co. Сокомпозитные порошки представляют собой: 1) WO 3 получают восстановлением водородом в интервале температур 700-900 °С с получением порошка W; 2) Порошок W и порошок C смешивают в диапазоне температур от 1400 до 1600 °C. Карбонизация для получения порошка WC; 3) Порошок WC и порошок Co смешивали с получением композитного порошка WC-Co. Традиционный технологический метод не является идеальным методом для получения нано/ультрадисперсных композитных порошков WC-Co, и он имеет много недостатков. Во-первых, высокая температура карбонизации порошков W и C может легко вызвать рост зерен порошков и повлиять на равномерность распределения частиц по размерам. Во-вторых, существует множество факторов, влияющих на качество порошков в традиционном процессе, и трудно контролировать свойства порошков. Наконец, традиционные методы Длительный технологический процесс и производственный цикл, высокие производственные затраты. После почти 20 лет разработки, благодаря неустанным усилиям исследователей во всем мире было разработано множество новых методов приготовления композитного порошка из нано/ультрадисперсного WC-Co. Их можно разделить на две основные категории: подход «сверху-вниз» и подход «само-снизу-вверх». Восходящий метод относится к получению нано/ультрадисперсных кристаллических порошков на микроскопическом уровне атомного или молекулярного уровня, который в основном включает растворный метод (метод золь-гель, метод соосаждения, метод конверсии распылительной сушки) и газофазный синтез. . Закон и так далее. Метод «сверху вниз» относится к получению нано/ультрамелких кристаллических порошков с макроскопической точки зрения, таких как крупные частицы. Основные методы включают в себя высокоэнергетическое шаровое измельчение и т.п. Рис.1 Размер зерна нанокристаллического карбида WC-7Co и WC-10Co1. 1 Высокоэнергетическая шаровая мельницаТрадиционная высокоэнергетическая шаровая мельница включает загрузку порошков сырья и мелющих шаров в емкость шаровой мельницы в определенной пропорции и подачу инертного газа для принудительной экструзии порошков за счет удара мелющих шаров – холодная сварка. – процессы дробления для измельчения зерна. Получение нано/ультрадисперсных композитных порошков WC-Co. EL-ESKANDARANY MS использует порошок W (d<196 мкм) и порошок C (d<45 мкм) в качестве сырья, используя стальные шары в качестве среды шарового измельчения и получая полное шаровое измельчение при соотношении материалов шаров 10:1. на 120 часов. Нано-туалетная пудра. Однако использование высокоэнергетической шаровой мельницы для производства нано/ультрадисперсного композитного порошка WC-Co имеет недостатки, заключающиеся в длительном времени шаровой мельницы, нечистом порошке после измельчения и низкой эффективности работы. Чтобы преодолеть недостатки традиционной высокоэнергетической шаровой мельницы, карбидные шары обычно используются в качестве мелющих шаров для уменьшения загрязнения порошков. В то же время были разработаны некоторые новые высокоэнергетические процессы шаровой мельницы, такие как планетарная мельница с двойным приводом высокой энергии, механохимический синтез и интегрированная механическая и термическая активация. Высокоэнергетическая планетарная шаровая мельница с двойным приводом в основном сочетает в себе вращение и вращение барабана мельницы и повышает эффективность за счет поля ускорения силы тяжести, создаваемого в процессе шаровой мельницы. БАТЛЕР Б.Г. и др. использовали высокоэнергетическую планетарную шаровую мельницу с двойным приводом для уменьшения размера частиц порошков WC и WC-Co размером 0,8 мкм до 10-20 нм всего за 10 часов. Механохимический синтез относится к введению химических реакций в процессе шарового измельчения, тем самым сокращая время измельчения и повышая эффективность измельчения. Механохимический синтез в основном делится на две стадии: первая стадия заключается в использовании активных металлов, таких как Mg и Zn, в качестве восстановителей, а сажа и некоторые углеродсодержащие органические вещества в качестве агентов карбонизации добавляются в емкость шаровой мельницы вместе с WO 3 . Поскольку процесс шаровой мельницы генерирует большое количество энергии, WO3 сначала реагирует с активным металлом с образованием W, а затем C реагирует с W с образованием нано-WC. На втором этапе порошок, полученный после завершения шаровой мельницы, помещают в кислый раствор, такой как HCl, для удаления оксидов металлов и получения чистого нанопорошка WC. HO-SEINPUR A et al. поместили WO3, Zn и C в резервуар шаровой мельницы, и после измельчения в шаровой мельнице в течение 36 часов полученный порошок вымачивали в разбавленной соляной кислоте в течение 2 часов, чтобы получить порошок WC размером около 20 нм. Метод механического термоактивируемого синтеза новый метод, который сочетает в себе процесс шаровой мельницы с процессом восстановительной карбонизации. Его главная особенность заключается в полном использовании высокоактивной поверхности, полученной в результате высокоэнергетического шарового измельчения, для снижения температуры восстановления-карбонизации и для приготовления нано/ультрадисперсного композитного порошка WC-Co. ШАЛЛЬ и так далее с 1:2.4:0. 7 (молярное соотношение) Оксид вольфрама, графит и оксид кобальта размером 20 мкм помещали в шаровую мельницу на 6 ч высокоэнергетического шарового измельчения, а затем полученный порошок подвергали реакции восстановления-карбонизации при 1000 °C в атмосфере аргона. защита для получения кристаллов. Композитный порошок WC-Co с размером зерен от 80 до 200 нм. Команда Сун Сяояня заново изобрела традиционный метод механического термоактивируемого синтеза и поместила составной оксид, полученный путем шаровой мельницы, в вакуумную печь непосредственно для восстановления-карбонизации на месте синтеза нано/ультрадисперсных композитных порошков WC-Co. Распределение частиц по размерам и состав приготовленного порошка были однородными, а размер частиц колебался от 70 до 500 нм. 2 СЭМ-фотографии истирания поверхности нанокарбида и обычного цементированного карбида1. 2 метод растворения При методе растворения растворимая соль вольфрама, соль кобальта и другое сырье добавляются в раствор для его диспергирования на уровне атомов или молекул, а порошок-предшественник готовится определенным методом; а затем порошок предшественника сушат, восстанавливают, карбонизируют и т. д. для получения нанометра. / Сверхмелкозернистый композиционный порошок WC-Co. В порошке прекурсора, полученном растворным методом, каждая фаза равномерно распределена и существует на молекулярном и атомарном уровне и обладает высокой химической активностью, что может эффективно снизить температуру восстановления и карбонизации, сократить время приготовления и способствовать нанотехнологии. / ультратонкий кристалл. Приготовление композитных порошков WC-Co. Метод растворения можно разделить на метод золь-гель, метод соосаждения и метод конверсии распылительной сушки в соответствии с различными методами получения порошка-предшественника. Золь-гель метод представляет собой метод постепенного образования вязкого коллоидного предшественника в процессе гидролиза и поликонденсации растворимых солей, а затем сушки и спекания для получения нано/ультрамелкого кристаллического композитного порошка. HOLGATE MWR использует соль вольфрама, соль кобальта и растворимый органический углерод в качестве сырья для получения гелеобразного предшественника, контролируя условия синтеза, такие как значение pH раствора, а затем получает композиционный порошок нано-WC-Co путем сушки. процессы восстановления и карбонизации. Метод соосаждения заключается в приготовлении хорошей дисперсии предшественника вольфрамово-кобальтового композита путем соосаждения соли вольфрама и соли кобальта в жидкой фазе, а затем в приготовлении нано/ультрадисперсного композита WC-Co. порошок восстановлением-карбонизацией. MAJH и др. содержит соль вольфрама 66% W (массовая доля указана ниже) и содержит 14. Кобальтовая соль 42% Co использовалась в качестве сырья, а порошок композитного прекурсора вольфрам/кобальт был приготовлен методом химического соосаждения. , с последующим восстановлением H 2 и карбонизацией в атмосфере CO/CO 2 для получения наночастиц с размером частиц около 50 нм/сверхтонкий композиционный порошок WC-Co. В методе конверсии распылительной сушки растворимая соль вольфрама, соль кобальта, и т. д. растворяют в растворе для распылительной сушки с получением порошка-предшественника композита вольфрам-кобальт, а затем получают наноразмерный композитный порошок WC-Co посредством стадий восстановления и карбонизации. Метод распыления был впервые предложен Университетом Рутгерса, и его конкретный процесс включает три этапа: 1) растворение растворимой соли вольфрама и соли кобальта в воде высокой чистоты для получения однородного водного раствора; 2) Распылительно высушите водный раствор. Растворенное вещество в растворителе быстро кристаллизуется с образованием порошка прекурсора, равномерно распределенного на молекулярном уровне; 3) Порошок-предшественник восстанавливают в атмосфере H 2 с последующей реакцией карбонизации в псевдоожиженном слое в атмосфере CO/CO 2 . Был получен нано/ультрадисперсный композиционный порошок WC-Co. Поскольку технология распылительной сушки и технология термообработки в псевдоожиженном слое являются технологиями промышленного производства, эта технология имеет перспективы промышленного применения. Команда Yang Jiangao интегрировала и заново изобрела традиционный метод преобразования сушки распылением, отказавшись от сложного оборудования с псевдоожиженным слоем и перейдя на неподвижный слой, а также разработала новую технологию приготовления композитных порошков с «смешиванием ионного слоя, быстрым осаждением и низкотемпературным синтезом». ». Кроме того, в процесс приготовления нано/ультрадисперсных композитных порошков WC-Co был введен одностадийный метод высокоактивного углерода in situ и термической реакции углерода. Равномерно распределенный высокоактивный углерод in situ эффективно снижал температуру реакции и сокращал время реакции для подавления кристаллических зерен. Был предложен простой, быстрый, недорогой, промышленно производимый метод приготовления порошка для приготовления нано/ультрадисперсного композитного порошка WC-Co с контролируемой структурой и характеристиками и размером кристаллического зерна WC менее 100 нм. С традиционных 8 ступеней до 3 ступеней температура карбонизации снижена с обычных 1300 °C до 1000 °C.1. 3 газофазный реакционный синтезСпособ газофазного реакционного синтеза представляет собой метод получения высокодисперсного порошка, в котором термодинамически неустойчивый пересыщенный газ-предшественник подвергается физической реакции или химической реакции в газообразном состоянии и агломерируется и растет в процессе охлаждения с образованием микрочастиц . В соответствии с методом термодинамически нестабильного насыщенного предшественника метод химического парового синтеза можно разделить на метод лазерной абляции, метод преобразования искрового разряда, метод ионного распыления, метод пламенного синтеза, метод химического пара и метод термической плазменной конверсии. . В настоящее время широко используемые методы получения композитных порошков нано-WC-Co включают химическое осаждение из паровой фазы и термическую плазменную конверсию. газа в реактор с горячей стенкой. Хлориды металлов являются идеальными материалами-предшественниками из-за их более низкой температуры улетучивания. РЮТ и др. использовали WCl 6 и CoCl 2 в качестве прекурсоров, H 2 и CH 4 в качестве восстановительных и науглероживающих газов и газ Ar в качестве газа-носителя для успешного получения композиционных порошков нано-WC-Co с размером частиц (24±1) нм. В процессе приготовления во избежание образования углероддефицитных фаз типа Co3W3C, WCl6 и CoCl2 подавали при температуре реактора 440 и 1400°С соответственно, и в полученном композите практически отсутствовала углероддефицитная фаза. порошка. Метод преобразования горячей плазмы представляет собой метод, в котором плазма используется в качестве источника тепла, а газифицированный прекурсор и восстановленный науглероженный газ преобразуются в атомарные уровни, чтобы способствовать их взаимному восстановлению и науглероживанию для получения композитного порошка. СОН ХАЙ и др. использовали WCl 6 , АМТ и C 2 H 4 в качестве сырья для проведения термической плазменной конверсии в индукционном плазменном аппарате для получения 30-нм порошка WC1-x с последующей атмосферой H 2 /CH 4 при температуре 900 °С. Для получения порошка WC с размером частиц 100 нм была проведена термическая обработка.2 Технология спекания нано/ультрадисперсного WC-Co цементированного карбида Спекание является последним этапом в приготовлении цементированного карбида. Спекание оказывает прямое влияние на характеристики продукта, и это изменение является необратимым и поэтому играет решающую роль в процессе производства цементированного карбида. Для нано/ультрадисперсных цементированных карбидов WC-Co процесс спекания не только обеспечивает уплотнение цементированного карбида. карбида, но также контролирует рост зерен в процессе спекания. По сравнению с порошками обычного размера нано/ультрадисперсные композитные порошки WC-Co демонстрируют особые характеристики спекания из-за эффектов малого размера, поверхностных и межфазных эффектов и других факторов. Термодинамической движущей силой процесса спекания является в основном уменьшение поверхностной энергии, но нано/ультрадисперсный композиционный порошок WC-Co имеет большую поверхностную энергию и большую движущую силу для спекания, а процесс уплотнения может выполняться при более низкой температура. В то же время нано/ультрадисперсные композитные порошки WC-Co обладают высокой активностью и склонны к агломерации кристаллических зерен в процессе спекания и процессах растворения-растворения, что делает рост зерен очень легким. МА-ХЕШВАРИП и др. изучали поведение при уплотнении нано/ультрадисперсных композитных порошков WC-Co с частицами разного размера в процессе спекания. ВАН Х и др. использовали в качестве сырья WC-10Co (массовая доля) с размером частиц 10 нм и спекали его в вакуумной печи для изучения влияния температуры на рост зерен. Результаты показали, что повышение температуры вызвало значительное увеличение длины зерна. Чем выше температура, тем выше прирост. При температуре спекания 1300 °С размер зерна увеличивается с 10 нм до примерно 380 нм, т. е. в 38 раз. ФАНГЗГ и др. обнаружили, что в течение первых 5 минут спекания нанопорошок быстро развивался. В последние годы, чтобы эффективно контролировать рост нано/ультрадисперсных композитных порошков WC-Co в процессе спекания, были разработаны некоторые новые процессы спекания, такие как спекание под давлением газа, спекание в горячем прессе, микроволновое спекание и спекание в искровой плазме. и т.д.2. 1 Спекание под давлением газа В конце процесса дегазации спекание под давлением газа выполняется в условиях, когда поры на компактной поверхности закрыты и фаза кобальта находится в жидкой фазе. Используя инертный газ в качестве среды давления, к сплаву применяется горячее изостатическое прессование, чтобы способствовать уплотнению сплава. Спекание под давлением газа эффективно сочетает в себе вакуумное спекание и горячее изостатическое прессование для обеспечения потока кобальтовой фазы и подавления высокотемпературной летучести кобальта, что помогает устранить поры и кобальтовые ванны в продукте, так что сплав имеет тонкую и однородную структуру. и производительность значительно улучшилась. По сравнению с традиционным горячим изостатическим прессованием, давление спекания под давлением газа эквивалентно только 1/10 или меньше горячего изостатического давления, что значительно снижает затраты на производство оборудования и затраты на техническое обслуживание. Du Wei и соавт. использовали нано/ультрадисперсный порошок WC с размером частиц 0,53 мкм и сферический порошок Co в качестве исходных материалов для сравнения влияния вакуумного спекания и спекания под давлением газа на характеристики цементированного карбида Co WC-2.5%. Экспериментальные результаты показывают, что спекание под давлением газа может уменьшить пористость сплава и подавить аномальный рост зерен. Прочность сплава на изгиб увеличивается с 1800 МПа до 2250 МПа. Вэй Чунбинь и другие использовали метод восстановления/карбонизации на месте нано/ультрадисперсного композитного порошка WC-10Co в качестве сырья для сравнения влияния вакуумного спекания и спекания под давлением газа на микроструктуру и свойства сплава при 1420°C в течение 1 час Давление спекания составляет 2 МПа. Результаты показывают, что спекание под давлением газа может значительно улучшить характеристики сплава и повысить его трещиностойкость с 10,2 МПа • м1/2 до 13,6 МПа • м1/2. Ши Сяолян и др. использовали композитные порошки WC-10Co, приготовленные методом распыления. в качестве сырья и после шаровой мельницы в течение 48 часов получили WC-10Co-0,4VC-0. композиционный порошок 4Cr 3 C 2 ; с последующим спеканием под давлением газа, процесс спекания в течение 1 ч при 320 °С, давление 5. При 5 МПа полученный сплав имеет высокие механические свойства, твердость по HRA 92,8, напряженность 3 780 МПа. Из результатов предыдущих исследований видно, что размер зерен нано/ультрамелкозернистого твердого сплава, полученного спеканием под давлением газа, мал, структура однородна, а ударная вязкость также очень хорошая. В настоящее время он стал промышленно производимым нано/ультрамелкокристаллическим твердым сплавом. Один из основных методов спекания.2. 2 спекание в горячем прессе Спекание в горячем прессе представляет собой метод, эффективно сочетающий процессы прессования и спекания и обеспечивающий быстрое уплотнение сплава под совместным действием давления и температуры. По сравнению с традиционными процессами прессования и спекания, спекание в горячем прессе может устранить необходимость добавления формовочных агентов и уменьшить введение примесей; пластичность и текучесть порошков значительно улучшаются в условиях термопрессования, способствует уплотнению сплавов, а температура спекания может быть снижена при относительно низкой температуре. Полностью плотный сплав получается за короткое время спекания. Li Zhixi et al. использовали нано/ультрадисперсный порошок WC (0,81 мкм) и порошок Со (1,35 мкм) в качестве сырья, а также Cr 3 C 2 и VC в качестве ингибиторов роста зерен посредством планетарной высокоэнергетической шаровой мельницы. Размер подготовленных частиц составляет менее 0. Композитный порошок WC-Co размером 3 мкм подвергали горячему прессованию и спеканию для изучения влияния спекания при горячем прессовании на характеристики образца. Результаты показали, что твердый сплав WC-10Co с однородной микроструктурой и средним размером зерна менее 0,8 мкм был получен горячим прессованием при температуре 1400 °С, температуре 2 ч и давлении 30 МПа. Размер зерна увеличился. Ингибитор Cr 3 C 2 +0. Значение микротвердости 4VC 56 ГПа. Чжу Цикоу и др. в качестве сырья использовали композиционные порошки WC – 6Co диаметром 300 нм, приготовленные методом восстановления на месте при высокой температуре, и нанесли их методом горячего прессования при 1200°С, 20 МПа и выдерживали в тепле. 5h Получение нано/ультрадисперсного цементированного карбида WC-6Co. Результаты показывают, что спекание в горячем прессе может эффективно уменьшить поры сплава и замедлить рост зерна. Средний размер зерна WC в сплаве составляет 600 нм, распределение равномерное. Твердость по шкале HRA составляет 93, а предел прочности при поперечном изломе – 1530 МПа. Лю Сюэмэй и другие использовали в качестве сырья порошок WO 3 , порошок Co 3 O 4 и порошок сажи, сначала предварительно обработав в вакуумной термообрабатывающей печи, а затем используя нанокомпозит при температуре 1370 °C под давлением 20 МПа для 1,5ч. Мелкозернистый WC – карбид типа Co. Результаты показывают, что приготовленный твердый сплав имеет высокую плотность и чистые фазы WC и Co со средним размером зерна 0,813 мкм, твердостью по шкале HRA и вязкостью разрушения 92,5 и 8,44 МПа•м1/2 соответственно. Из приведенных выше результатов исследований видно, что ударная вязкость сплава после спекания в горячем прессе, как правило, низкая, главным образом потому, что осевое давление может применяться только во время процесса спекания в горячем прессе, так что структура различных деталей сплава в процессе спекания из-за неравномерности создаваемой силы. Анизотропия приводит к снижению ударной вязкости сплава и влияет на срок службы сплава.2. 3 Микроволновое спеканиеМикроволновое спекание — это новая технология быстрого спекания, в которой используются диэлектрические потери материала в микроволновом электромагнитном поле для нагрева всего спеченного тела до температуры спекания для достижения спекания и уплотнения. Поскольку микроволновая энергия увеличивает кинетическую энергию атомов, молекул или ионов внутри спеченного материала, энергия активации спекания материала уменьшается, что выгодно для снижения температуры спекания и сокращения времени спекания. В то же время микроволновый нагрев имеет характеристики быстрого нагрева и быстрого снижения температуры, так что материалы, полученные с помощью микроволнового спекания, имеют характеристики однородной микроструктуры и тонкости, хорошей ударной вязкости и т. д. Композитный порошок WC-10Co, приготовленный с высокой в качестве сырья для всего пика использовалась энергетическая шаровая мельница, а для приготовления твердого сплава использовался процесс микроволнового спекания. Результаты экспериментов показывают, что время депарафинизации и температура спекания оказывают существенное влияние на свойства сплава, в то время как время выдержки и скорость нагрева мало влияют на свойства сплава. Результаты получены при времени депарафинизации 20 мин и температуре спекания 1320°С. Зерна сплава мелкие и однородные, плотностью 14,32 г/см3, твердостью HV30 16,11 ГПа, вязкостью разрушения до 9,78 МПа • м1/2 Лу и др. обнаружили, что время выдержки мало влияет на рост зерен твердого сплава WC-8Co, подвергнутого микроволновому спеканию. БАО Р и др. использовали метод планетарной шаровой мельницы для смешивания и прессования порошков WC и Co с размером частиц 0,15 мкм с последующим микроволновым спеканием. Результаты показывают, что микроволновое спекание имеет характеристики быстрого уплотнения. После спекания на поверхности сплава образуется обезуглероженная фаза. Добавление определенного количества сажи во время смешивания может препятствовать обезуглероживанию поверхности сплава и эффективно улучшать характеристики сплава. Твердость HRA сплава после микроволнового спекания с использованием композиционного порошка с общим содержанием углерода 6,08% достигла 93,2. Хотя микроволновое спекание имеет преимущества короткого времени спекания, быстрой скорости нагрева, мелкого и однородного размера зерна и превосходных механических свойств, микроволновое спекание обладает высокой селективностью по отношению к материалам и склонно к тепловому разгону и неравномерному нагреву. Свойства материала. В то же время изготовление мощных СВЧ-печей до сих пор остается промышленной проблемой. В настоящее время основные исследования по-прежнему сосредоточены в школах и научно-исследовательских институтах, а крупное промышленное производство еще не сформировано2. 4 Плазменное спекание с разрядом Плазменное спекание с разрядом представляет собой прямое приложение давления и постоянного импульсного тока между частицами порошка. Под совместным действием механического давления, импульсного давления нагнетания и мгновенного высокотемпературного поля частицы спеченного тела самопроизвольно выделяют тепло и активируют поверхность частиц для достижения быстрого уплотнения. Новый тип процесса спекания. Электроискровое плазменное спекание имеет преимущества высокой скорости нагрева, короткого времени спекания и низкой температуры спекания, что помогает сократить цикл подготовки и подавить рост кристаллических зерен. Полученное спеченное тело имеет контролируемую тонкую микроструктуру, мелкий размер зерна и равномерное распределение, а также отличные общие характеристики. . GAO Y и другие композитные порошки нано-WC-10Co, приготовленные в процессе восстановления-карбонизации на месте, использовались в качестве сырья, VC использовался в качестве ингибитора роста зерна, а искровое плазменное спекание использовалось для изучения распределения углерода при спекании. температура 1 130 °С и давление 60 МПа. Влияние объема на производительность плазменного спекания твердого сплава. Результаты показывают, что количество углерода оказывает большое влияние на фазу, структуру и свойства сплава. При оптимальном распределении углерода сплав имеет характеристики однородной структуры и чистой фазы, при этом твердость и вязкость разрушения достигают 20,50 ГПа и 14,5 МПа • м1/2 Hao Quan et al. использовали композиционный порошок WC-10Co с размером зерен 250 нм, полученный методом распылительной конверсии, в качестве сырья для спекания в плазме разряда, и исследовали влияние температуры спекания и атмосферы. Результаты показывают, что температура спекания повышается, давление в печи снижается, фаза кобальта испаряется, а сплав отклоняется от равновесной фазы. Содержание Co в композитном порошке WC-10.10Co, спеченном при 1250 °C в течение 5 мин, составляет 10,02%. ЛЮ В.Б. и соавт. полностью изучено влияние параметров разрядно-плазменного процесса на микроструктуру и свойства сплава. Результаты показывают, что в процессе электроискрового плазменного спекания начальная температура уплотнения нано/ультрадисперсного композитного порошка WC-Co составляет около 804 °C. Твердость HRA, вязкость разрушения и поперечная прочность на разрыв 92,6, 12 МПа • м1/2 и 2 180 МПа высокопрочных твердых материалов могут быть получены при оптимизированных условиях спекания при температуре 1 325 °С, давлении 50 МПа, и время выдержки от 6 до 8 минут. сплав. Поскольку искровое плазменное спекание имеет особое импульсное напряжение постоянного тока, которое способствует пластическому течению и поверхностной диффузии частиц в процессе спекания, а материал быстро уплотняется при относительно низкой температуре и за короткое время. Это перспективная новая технология. , широко изучался во всем мире. Однако искровое плазменное спекание сложно для спекания сложных конструкций, и масштабное промышленное применение все еще находится в стадии исследования. 3 Следы абразивного износа передней поверхности nano WC-7CoРис. 4 Коэффициент трения нанокарбида и обычного цементированного карбида при различных нагрузках3 ЗаключениеНано/ультрамелкокристаллический цементированный карбид является высокоэффективным продуктом из цементированного карбида с высокой добавленной стоимостью. Разработка продуктов из нано-/ультрамелкозернистого карбида, пригодных для промышленного использования, стала одной из проблем, которые необходимо решить в отрасли цементированного карбида в Китае. Большое значение имеет содействие здоровому развитию индустрии твердых сплавов в Китае. В последние годы, при активной поддержке государственной политики, производство нано/ультрадисперсных композитных порошков WC-Co в Китае совершило прорыв, и высокоэффективные нано/ультрадисперсные композитные порошки WC-Co постепенно внедрялись в промышленность. Тем не менее, для производства высокоэффективных нано-/ультрамелкокристаллических твердых сплавов со стабильным качеством и надежной продукцией, особенно для крупномасштабного производства нано-/сверхмелкокристаллических твердых сплавов с размером частиц менее 0,2 мкм, по-прежнему необходимо увеличить исследования и разработки процессов подготовки сплавов.
Источник: Meeyou Carbide