晶粒長大抑制劑在超細晶硬質合金的應用

超細晶硬質合金具有高強度、高硬度、高耐磨性等優良性能,能滿足現代工業和特種難加工材料發展的需要。超細硬質合金生產過程中的一大難點是較難控制燒結過程中WC晶粒的長大,而控制晶粒長大的最有效方法之一是使用晶粒長大抑制劑。
 
關於超細晶硬質合金晶粒長大抑制劑的研究主要集中在晶粒長大抑制劑的種類、加入量及添加方式方面、晶粒長大抑制劑對超細硬質合金組織結構和性能的影響等方面。
 
 
碳化釩粉末圖片
 
晶粒長大抑制劑種類
超細晶硬質合金生產中應用得最為普遍的晶粒長大抑制劑是過渡族元素碳化物,如VC、Cr3C2、NbC、TaC、TiC、ZrC、Mo2C和HfC等。另外也有關於稀土、B、P和Cu等作為晶粒長大抑制劑的報導。
 
晶粒長大抑制劑加入量
晶粒長大抑制劑的作用效果與其加入量密切相關。以碳化物類抑制劑為例,隨著碳化物抑制劑添加量的增加,抑制晶粒長大的作用增強,當加入量達到一定比例時,抑制效果不會再進一步增強,反而會在合金中形成脆性相,降低合金的強度。
 
晶粒長大抑制劑添加方法
晶粒長大抑制劑的加入方法決定了其分佈狀態,晶粒長大抑制劑組元的均勻分佈是控制晶粒長大的關鍵,因此選擇合適的抑制劑添加方式極為重要。一般來說,晶粒長大抑制劑有三種加入方法:
1.配料濕磨時加入,這是一種簡易流行的方法,但晶粒長大抑制劑分佈的均勻性較差;
2.鎢粉碳化時加入,這種方法抑制WC晶粒長大效果較好;
3.氧化鎢還原時加入,將抑制劑的鹽類水溶液與藍鎢(黃鎢)濕混,這是一種理想的加入方法,但工序複雜。以氧化物形態在碳化階段加入的混合料的彌散性最佳,綜合性能最優。
 
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