Các cacbua xi măng WC Co rất dễ bị oxy hóa và phân hủy trong ứng dụng nhiệt độ cao, có nhiều vấn đề như giòn, dễ gãy, quá trình làm mềm và đứt cạnh, vv chúng vẫn không thích hợp cho việc cắt thép tốc độ cao, vì vậy chúng có những hạn chế lớn. WC tic co cacbua xi măng được biết là có khả năng chống mài mòn, chống oxy hóa và chống mài mòn miệng núi lửa.

Tuy nhiên, do tic và dung dịch rắn của nó giòn hơn nhiều so với WC nên hợp kim này cũng có khuyết tật tương đối lớn, đó là độ dẻo dai và tính hàn của hợp kim kém. Hơn nữa, khi hàm lượng TiC vượt quá 18%, hợp kim không chỉ giòn mà còn khó hàn. Ngoài ra, tic không thể cải thiện đáng kể hiệu suất nhiệt độ cao.

TAC không chỉ có thể cải thiện khả năng chống oxy hóa của cacbua xi măng, mà còn ức chế sự phát triển của hạt WC và tic. Nó là một loại cacbua thực tế có thể cải thiện độ bền của cacbua xi măng mà không làm giảm khả năng chống mài mòn của cacbua xi măng. TAC có thể làm tăng cường độ của cacbua xi măng bằng cách thêm TAC vào WC tic co cacbua xi măng Việc bổ sung TAC giúp giảm hệ số ma sát, do đó làm giảm nhiệt độ của dụng cụ. Hợp kim có thể chịu tải trọng va đập lớn ở nhiệt độ cắt. Điểm nóng chảy của TAC cao tới 3880 ℃. Việc bổ sung TAC rất có lợi để cải thiện hiệu suất nhiệt độ cao của hợp kim. Ngay cả ở 1000 ℃, nó vẫn có thể duy trì độ cứng và sức mạnh tốt.

Tic và TAC không hòa tan trong WC, trong khi WC hòa tan trong tic. Độ hòa tan của WC trong dung dịch rắn liên tục được tạo thành bởi TAC là khoảng 70wt%. Độ tan của WC trong dung dịch rắn giảm khi hàm lượng TAC tăng. Các tính chất của hợp kim WC tic tac Co chủ yếu đạt được bằng cách điều chỉnh tic + TAC, tỷ lệ số nguyên tử Ti trên số nguyên tử ta và hàm lượng coban. Khi tỷ lệ giữa số nguyên tử Ti với số nguyên tử ta và hàm lượng coban được cố định, việc điều chỉnh hàm lượng TiC + TAC để đạt được hiệu suất tốt nhất đã trở thành trọng tâm của nghiên cứu.

1. Nguyên liệu được sử dụng trong thí nghiệm này là: bột WC, bột cacbua hợp chất [(W, Ti, TA) C] và bột Co. Thành phần hóa học và kích thước hạt trung bình được thể hiện trong Bảng 1.

Hiệu quả của thành phần carbon trên WC-tic-co-xi-măng cacbua 2

Bảng 1 Thành phần và cỡ hạt trung bình của nguyên liệu thô

Sau khi bột được cân đối theo bảng tiêu chuẩn 2, được nghiền và trộn trên máy nghiền bi hành tinh nd7-2l trong 34h, tỷ lệ khối lượng của nguyên liệu bi là 5: 1, môi trường nghiền là cồn, lượng thêm vào là 450ml. / kg, tốc độ xay là 228r / phút và parafin 2wt% được thêm vào bốn giờ trước khi kết thúc quá trình xay. Bùn phải được sàng lọc (325 lưới), sấy khô chân không, sàng lọc (150 lưới) và ép định hình sau khi sấy, áp suất ép phải là 250Mpa và kích thước trống là (25 × 8 × 6,5) mm. Các mẫu ép được thiêu kết trong lò thiêu kết chân không vsf-223 ở 1420 ℃ trong 1H.

Hiệu quả của thành phần cacbon trên cacbua đồng xi măng WC-tic 3

Bảng 2 tỷ lệ thành phần của hợp kim%

Phương pháp uốn ba điểm được sử dụng để xác định độ bền uốn của mẫu thiêu kết trên máy đo độ bền nén kỹ thuật số sgy-50000. Dữ liệu độ bền cuối cùng là giá trị trung bình của ba mẫu. Độ cứng HRA của mẫu được đo trên máy đo độ cứng Rockwell. Người ta sử dụng phần lõm hình nón bằng kim cương với tải trọng 600N và góc hình nón là 120 °.

Từ tính coban được đo bằng máy thử từ tính coban, và lực cưỡng chế được đo bằng máy đo lực cưỡng chế. Sau khi bề mặt của mẫu được tiếp đất thành mặt gương, mặt gương bị ăn mòn bởi hỗn hợp thể tích bằng nhau của dung dịch natri hiđroxit 20% và dung dịch kali xyanua 20%, sau đó quan sát luyện kim trên kính hiển vi điện tử quét được 4000 lần. Tính chất từ Tính chất từ bao gồm đồng từ com và lực cưỡng bức HC. Com thể hiện hàm lượng cacbon trong hợp kim, HC thể hiện kích thước hạt WC. Theo tiêu chuẩn quốc gia gb3848-1983, từ tính coban và lực cưỡng chế của hợp kim được xác định, và kết quả được thể hiện trong bảng 3. Từ bảng 3 có thể thấy rằng độ bão hòa từ tương đối COM / CO và lực cưỡng chế HC giảm. với sự tăng lên của hàm lượng cacbua hợp chất (W, Ti, TA) C.

Hiệu quả của thành phần cacbon trên cacbua đồng xi măng WC-tic 4

Bảng 3 kết quả thử nghiệm từ tính coban và lực cưỡng chế của vonfram coban titanat

Nói chung, việc kiểm soát hàm lượng COM trên 85% của coban để đảm bảo rằng hợp kim không bị khử cacbon, tỷ lệ COM / CO trong nhóm 1 thấp hơn nhiều so với 85% và HC của nó cũng cao bất thường. Pha η không từ tính (co3w3c) xuất hiện trong hợp kim, thuộc cấu trúc khử mùi nghiêm trọng. Do đó, chúng ta sẽ chỉ thảo luận nhóm 2, 3 và 4:

Trong thí nghiệm này, tổng hàm lượng cacbon của nhóm hợp kim 2, 3 và 4 lần lượt là 7,18wt%, 7,61wt%, 8,04wt%, tổng hàm lượng cacbon lần lượt tăng và HC giảm lần lượt. Kích thước của lực cưỡng chế liên quan đến mức độ phân tán của pha coban và hàm lượng cacbon của hợp kim. Mức độ phân tán của pha coban càng cao thì lực cưỡng chế của hợp kim càng lớn. Mức độ phân tán của pha coban phụ thuộc vào hàm lượng coban và cỡ hạt WC của hợp kim. Khi xác định được hàm lượng coban, hạt WC càng mịn thì lực cưỡng chế càng cao. Do đó, HC có thể được sử dụng như một chỉ số để đo gián tiếp kích thước hạt WC

Hiệu quả của thành phần cacbon trên cacbua đồng xi măng WC-tic 5

Hàm lượng cacbon ảnh hưởng đến dung dịch rắn của vonfram trong coban. Với sự gia tăng của hàm lượng cacbon, hàm lượng vonfram trong pha coban giảm. Dung dịch rắn của vonfram trong coban là 4wt% trong hợp kim giàu cacbon và 16wt% trong hợp kim thiếu cacbon. Vì w có thể ức chế sự hòa tan và kết tủa của WC trong pha γ, WC được tinh chế và HC cao, do đó tổng hàm lượng cacbon lần lượt tăng lên, WC hạt thô và HC giảm. 2.2 Kết quả kiểm tra độ cứng và độ bền uốn về ảnh hưởng của cấu trúc vi mô đến cơ tính của hợp kim được thể hiện trong Hình 1. Độ bền uốn tăng khi hàm lượng C của hợp chất cacbua tăng lên (W, Ti, TA ), trong khi độ cứng thì ngược lại.

Hiệu quả của thành phần cacbon trên cacbua đồng xi măng WC-tic 6

Hình 1: Kết quả kiểm tra độ cứng và độ bền uốn của vonfram coban titanat

Với sự giảm hàm lượng C trong các cacbua hợp chất (W, Ti, TA), HC tăng lên, tức là sự tinh chế hạt WC. Độ cứng tăng lên khi tinh chế hạt WC khi hàm lượng coban không đổi. Điều này là do hợp kim được tăng cường thông qua ranh giới hạt và ranh giới pha, và việc tinh chế hạt cacbua sẽ làm tăng khả năng hòa tan của nó trong pha liên kết, và độ cứng của pha γ cũng sẽ tăng lên, dẫn đến tăng độ cứng của toàn bộ hợp kim.

Tuy nhiên, ảnh hưởng của kích thước hạt WC đến độ dai đứt gãy phức tạp hơn. Đối với hợp kim có kích thước hạt nhỏ hơn micromet, các vết nứt lõm chính là vết nứt (giữa các hạt) và làm cầu nối độ bền, với một lượng nhỏ đứt gãy xuyên hạt.

Khi kích thước hạt WC trở nên mịn hơn, xác suất khuyết tật trong hạt giảm, và độ bền của hạt tăng lên, dẫn đến giảm đứt gãy xuyên hạt và tăng đứt gãy giữa các hạt. Đối với hợp kim có kích thước hạt lớn, chỉ có bốn hệ thống trượt độc lập trong tinh thể WC. Với sự gia tăng của kích thước hạt WC, độ võng và độ phân nhánh của vết nứt tăng lên, dẫn đến tăng diện tích bề mặt đứt gãy và tăng cường độ dẻo dai. Do đó, việc đánh giá độ bền uốn chỉ theo kích thước hạt là không chính xác, và cấu trúc vi mô của nó cũng cần được phân tích.

Cấu trúc luyện kim của cacbua xi măng với bốn hàm lượng cacbua hợp chất khác nhau (W, Ti, TA) C được thể hiện trong Hình 2. Với sự gia tăng của hàm lượng (W, Ti, TA) C, hình dạng của WC có xu hướng đều đặn. Hầu hết WC trong Hình 2a là các thanh dài không đều được sắp xếp kín kẽ. Cỡ hạt trung bình của WC tương đối mịn nhưng độ liền kề cao, nguyên nhân là do WC kết tinh không đủ, pha coban không bọc hết WC và độ dày không đồng đều. Và có những hạt WC thô hình tam giác. Khi pha η bị phân hủy, CO được kết tủa, dẫn đến làm giàu đồng cục bộ. Đồng thời, W và C kết tủa trên các hạt WC xung quanh tạo thành các hạt WC thô hình tam giác. Từ hình 2a-2d có thể thấy hình dạng, kích thước và sự phân bố của các hạt WC có những thay đổi rõ rệt. Hạt WC có xu hướng hình dạng tấm đều đặn, các cạnh thô của hạt giảm và đường đi tự do trung bình λ của pha liên kết tăng lên. Trong Hình 2D, hạt WC phát triển tốt, với sự phân bố kích thước hạt hẹp, mức độ gần nhau của hạt thô thấp, đường đi tự do trung bình lớn λ của pha liên kết, hầu hết trong số đó là khoảng 1,0 μm WC tấm, và một lượng nhỏ WC tam giác. khoảng 200nm, tất cả đều là phân bố tán sắc.

Hiệu quả của thành phần cacbon trên cacbua đồng xi măng WC-tic 7
Hiệu quả của thành phần carbon trên cacbua WC-tic đồng xi măng 8
Hiệu quả của thành phần carbon trên cacbua WC-tic-đồng xi măng 9

Hình 2 hình ảnh kim loại về hàm lượng C của các cacbua hợp chất khác nhau (W, Ti, TA) trong cacbit xi măng

Sự kết tủa hòa tan của WC xảy ra trong quá trình thiêu kết, điều này làm cho WC có năng lượng cao hơn (các hạt nhỏ, các cạnh và góc của bề mặt hạt, chỗ phồng và điểm tiếp xúc) hòa tan ưu tiên, và làm cho WC hòa tan trong pha lỏng lắng đọng trên bề mặt của WC lớn sau khi kết tủa, làm cho WC nhỏ biến mất và WC lớn tăng lên, đồng thời làm cho các hạt tích tụ chặt chẽ hơn tùy theo sự thích ứng hình dạng, làm cho bề mặt hạt có xu hướng nhẵn, và làm cho hai WCS khoảng cách giữa chúng được rút ngắn lại .

Trong quá trình thiêu kết hợp kim coban thấp, với sự gia tăng của tổng hàm lượng cacbon, lượng pha lỏng và thời gian lưu của pha lỏng tăng, quá trình kết tủa hòa tan WC đầy đủ hơn, hạt WC phát triển hoàn toàn, bề mặt nhẵn hơn, và sự phân bố kích thước hạt đồng đều hơn. Ngoài ra, với sự tăng lên của tổng hàm lượng cacbon của hợp kim, dung dịch rắn của W trong CO giảm, và việc giảm hàm lượng W trong pha liên kết sẽ cải thiện độ dẻo của pha liên kết, do đó làm tăng độ bền uốn của cacbua xi măng. Do đó, độ bền uốn tăng lên cùng với sự gia tăng của tổng hàm lượng cacbon.

phần kết luận

(1) Khi hàm lượng CO không đổi, với sự tăng của hàm lượng cacbua hợp chất (W, Ti, TA) C, tổng hàm lượng cacbon của hợp kim tăng lên, HC giảm, hạt WC thô, w dung dịch CO giảm, và độ cứng của hợp kim giảm dần.

(2) Cấu trúc kim loại của hợp kim liên quan chặt chẽ đến tổng hàm lượng cacbon của hợp kim. Hàm lượng cacbua hợp chất (W, Ti, TA) C tăng lên, tổng hàm lượng cacbon của hợp kim tăng lên, độ liền kề của hạt WC giảm, sự phân bố kích thước hạt thu hẹp, đường đi tự do trung bình λ của pha liên kết tăng và độ bền uốn tăng.

(3) Cấu trúc vi mô và đặc tính tốt nhất của wcta như sau: khi tổng hàm lượng cacbon là 8,04wt%, độ cứng là 91,9hra và độ bền uốn là 1108mpa.