研究和開發高性能硬質合金模具材料

隨著模具工業的高速發展，對模具材料的性能要求越來越高。硬質合金材料以其高硬度、高耐磨性，在模具加工領域得到廣泛應用。但是隨著材料成型速度的不斷提高，對製造模具的硬質合金的性能有了更高的要求。因此，研究和開發高性能的硬質合金模具材料具有重要的現實意義。

採用高能球磨法制得納米複合粉末，用燒結一熱等靜壓法制備了粘結劑含量不同的碳化鎢硬質合金試樣。利用金相顯微鏡和掃描電鏡對試樣進行了組織觀察和比較，用萬能測試儀測試了其機械性能，考察和分析了其成分、組織和性能之間的關係;考慮到模具材料對耐磨性的特殊要求，重點對試樣進行了系統的摩擦磨損試驗，詳細考察了其摩擦磨損性能與成分和組織之間的關係。觀察和研究了試樣的磨損形貌，並對其摩擦磨損機理及其影響因素和規律進行了探討。

結果表明，粘結劑Co和Ni的含量對WC基硬質合金微觀組織、摩擦磨損性能和磨損機理有直接影響，其中粘結劑含量為19.5%的試樣組織結構均勻，耐磨性能最好，主要以粘著磨損為主;粘結劑含量為7.5%的試樣晶粒大小和分佈不均勻，耐磨性能最差，主要以磨粒磨損和脆性剝落為主。硬質合金模具的磨損機理隨粘結劑含量變化而改變，含量高的磨損機理是粘著磨損，含量低的磨損機理是磨粒磨損。硬質合金模具耐磨性不同的主要原因是磨損機理不同，磨粒磨損導致耐磨性較差。

在同一條件下隨著滑動速度的提高試樣的摩擦係數降低，磨損率升高;隨著載荷的增加低粘結劑含量的硬質合金模具的摩擦係數升高，而高粘結劑含量的硬質合金模具摩擦係數變化複雜，主要的原因是載荷的增加改變了材料的磨損機理。磨損率隨載荷的增加而增大，但是粘結劑含量的增加可以明顯降低硬質合金模具磨損率，主要原因是粘結劑含量不同導致磨損機理不同。試驗還表明不同對磨體會導致材料摩擦係數變化。

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