WC Co-Hartmetalle lassen sich bei Hochtemperaturanwendungen leicht oxidieren und zersetzen, was viele Probleme wie Spr?digkeit, Spr?dbruch, Erweichung der Verarbeitung und Kantenbruch usw. mit sich bringt. Sie sind daher immer noch nicht für das Hochgeschwindigkeitsschneiden von Stahl geeignet gro?e Einschr?nkungen. Es ist bekannt, dass WC-Tic-Co-Hartmetalle Verschlei?festigkeit, Oxidationsbest?ndigkeit und Kraterverschlei?best?ndigkeit aufweisen.

Aufgrund der Tatsache, dass Tic und seine feste L?sung viel spr?der als WC sind, weist diese Legierung auch relativ gro?e Defekte auf, dh die Z?higkeit und Schwei?barkeit der Legierung sind schlecht. Wenn der TiC-Gehalt 18% überschreitet, ist die Legierung nicht nur spr?de, sondern auch schwer zu schwei?en. Darüber hinaus kann tic die Hochtemperaturleistung nicht wesentlich verbessern.

TAC kann nicht nur die Oxidationsbest?ndigkeit von Hartmetall verbessern, sondern auch das Kornwachstum von WC und Tic hemmen. Es ist ein praktisches Carbid, das die Festigkeit von Hartmetall verbessern kann, ohne die Verschlei?festigkeit von Hartmetall zu verringern. TAC kann die Festigkeit von Hartmetall durch Zugabe von TAC zu WC-Tic-Co-Hartmetall erh?hen. Die Zugabe von TAC tr?gt zur Verringerung des Reibungskoeffizienten bei, wodurch die Temperatur des Werkzeugs verringert wird. Die Legierung kann bei der Schnitttemperatur eine gro?e Sto?belastung tragen. Der Schmelzpunkt von TAC liegt bei 3880 ° C. Die Zugabe von TAC ist sehr vorteilhaft, um die Hochtemperaturleistung der Legierung zu verbessern. Selbst bei 1000 ° C kann es eine gute H?rte und Festigkeit beibehalten.

Tic und TAC sind in WC unl?slich, w?hrend WC in Tic l?slich ist. Die L?slichkeit von WC in der durch TAC gebildeten kontinuierlichen festen L?sung betr?gt etwa 70 Gew .-% 1 TP1T. Die L?slichkeit von WC in der festen L?sung nimmt mit zunehmendem TAC-Gehalt ab. Die Eigenschaften von WC-Tic-Tac-Co-Legierungen werden haupts?chlich durch Einstellen von Tic + TAC, des Verh?ltnisses von Ti-Atomzahl zu Ta-Atomzahl und des Kobaltgehalts erreicht. Wenn das Verh?ltnis von Ti-Atomzahl zu Ta-Atomzahl und der Kobaltgehalt festgelegt sind, ist die Anpassung des TiC + TAC-Gehalts zur Erzielung der besten Leistung zum Forschungsschwerpunkt geworden.

1. Die in diesem Experiment verwendeten Rohstoffe sind: WC-Pulver, Verbundcarbidpulver [(W, Ti, TA) C] -Pulver und Co-Pulver. Die chemische Zusammensetzung und die durchschnittliche Teilchengr??e sind in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1 Zusammensetzung und durchschnittliche Partikelgr??e der Rohstoffe

Nachdem das Pulver gem?? der Standardtabelle 2 dosiert wurde, wird es 34 Stunden lang auf einer nd7-2l-Planetenkugelmühle gemahlen und gemischt, das Massenverh?ltnis des Kugelmaterials betr?gt 5: 1, das Mahlmedium ist Alkohol, die Zugabemenge betr?gt 450 ml / kg betr?gt die Mahlgeschwindigkeit 228 U / min, und vier Stunden vor dem Ende des Mahlens wird 2 Gew .-% 1 TP1T-Paraffin zugegeben. Die Aufschl?mmung muss gesiebt (325 mesh), vakuumgetrocknet, gesiebt (150 mesh) und nach dem Trocknen in Form gepresst werden, der Pressdruck muss 250 MPa betragen und die Blindgr??e muss (25 × 8 × 6,5) mm betragen. Die gepressten Proben wurden in einem Vakuum-Sinterofen vsf-223 bei 1420 ° C für 1 Stunde gesintert.

Tabelle 2 Zusammensetzungsverh?ltnis von Legierung%

Das Dreipunkt-Biegemethode wurde verwendet, um die Biegefestigkeit der gesinterten Probe auf einem digitalen Druckfestigkeitstester sgy-50000 zu bestimmen. Die endgültigen Festigkeitsdaten waren der Durchschnittswert von drei Proben. Die H?rte HRA der Probe wurde mit dem Rockwell-H?rteprüfger?t gemessen. Der Diamantkegel-Eindringk?rper mit einer Last von 600 N und einem Kegelwinkel von 120 ° wurde verwendet.

Der Kobaltmagnetismus wird vom Kobaltmagnetprüfger?t gemessen, und die Koerzitivkraft wird vom Koerzitivkraftmesser gemessen. Nachdem die Oberfl?che der Probe zu einer Spiegeloberfl?che geerdet wurde, wird die Spiegeloberfl?che durch das gleichvolumige Gemisch aus 20%-Natriumhydroxidl?sung und 20%-Kaliumcyanidl?sung korrodiert, und dann wird die metallurgische Beobachtung 4000 Mal am Rasterelektronenmikroskop durchgeführt. Magnetische Eigenschaften Zu den magnetischen Eigenschaften geh?ren co-magnetische Kom- und Koerzitivkraft HC. Com repr?sentiert den Kohlenstoffgehalt in der Legierung, HC repr?sentiert die Korngr??e von WC. Gem?? der nationalen Norm gb3848-1983 werden der Kobaltmagnetismus und die Koerzitivkraft der Legierung bestimmt, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, dass die relative magnetische S?ttigung COM / CO und die Koerzitivkraft HC abnehmen mit zunehmendem Gehalt an Carbidverbindung (W, Ti, TA) C.

Tabelle 3 Testergebnisse des Kobaltmagnetismus und der Koerzitivkraft von Wolframkobalttitanat

Im Allgemeinen ist die Kontrolle des COM-Gehalts über 85% Kobalt, um sicherzustellen, dass die Legierung nicht entkohlt, das COM / CO-Verh?ltnis in Gruppe 1 weit niedriger als 85% und sein HC ist ebenfalls ungew?hnlich hoch. Die nichtmagnetische η-Phase (co3w3c) erscheint in der Legierung, die zur ernsthaften Desodorierungsstruktur geh?rt. Daher werden wir nur die Gruppen 2, 3 und 4 diskutieren:

In diesem Experiment betr?gt der Gesamtkohlenstoffgehalt der Legierungsgruppen 2, 3 und 4 7,18 Gew .-% 1 TP1T, 7,61 Gew .-% 1 TP1T, 8,04 Gew .-% 1 TP1T, der Gesamtkohlenstoffgehalt nimmt wiederum zu und die HC nimmt wiederum ab. Die Gr??e der Koerzitivkraft h?ngt mit dem Dispersionsgrad der Kobaltphase und dem Kohlenstoffgehalt der Legierung zusammen. Je h?her der Dispergiergrad der Kobaltphase ist, desto gr??er ist die Koerzitivkraft der Legierung. Der Dispergiergrad der Kobaltphase h?ngt vom Kobaltgehalt und der WC-Korngr??e der Legierung ab. Wenn der Kobaltgehalt bestimmt wird, ist die Koerzitivkraft umso h?her, je feiner das WC-Korn ist. Daher kann HC als Index verwendet werden, um indirekt die WC-Korngr??e zu messen

Der Kohlenstoffgehalt beeinflusst die feste L?sung von Wolfram in Kobalt. Mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt nimmt der Wolframgehalt in der Kobaltphase ab. Die feste L?sung von Wolfram in Kobalt ist 4 wt% in einer kohlenstoffreichen Legierung und 16 wt% in einer kohlenstoffarmen Legierung. Da w die Aufl?sung und Ausf?llung von WC in der γ-Phase hemmen kann, wird WC verfeinert und HC ist hoch, so dass der Gesamtkohlenstoffgehalt wiederum zunimmt, WC-Korn vergr?bert und HC abnimmt. 2.2 Die Ergebnisse des H?rte- und Biegefestigkeitstests des Einflusses der Mikrostruktur auf die mechanischen Eigenschaften der Legierung sind in Abbildung 1 dargestellt. Die Biegefestigkeit nimmt mit zunehmendem C-Gehalt der Verbindung Carbid (W, Ti, TA) zu ), w?hrend die H?rte das Gegenteil ist.

Abb. 1 Testergebnisse für H?rte und Biegefestigkeit von Wolframkobalttitanat

Mit der Abnahme des C-Gehalts in den Verbindungscarbiden (W, Ti, TA) nimmt HC zu, dh die WC-Kornverfeinerung. Die H?rte nimmt mit der Verfeinerung der WC-K?rner zu, wenn der Kobaltgehalt konstant ist. Dies liegt daran, dass die Legierung durch die Korngrenze und die Phasengrenze verst?rkt wird und die Verfeinerung des Carbidkorns seine L?slichkeit in der Bindungsphase erh?ht und auch die H?rte der γ-Phase erh?ht wird, was zu einer Erh?hung der H?rte führt der gesamten Legierung.

Die Auswirkung der WC-Korngr??e auf die Bruchz?higkeit ist jedoch komplexer. Bei der Legierung mit einer Korngr??e von weniger als einem Mikrometer sind die Haupteinkerbungsrisse eine Rissauslenkung (intergranular) und eine überbrückung der Z?higkeit mit einer geringen Menge an transgranularem Bruch.

Wenn die WC-Partikelgr??e feiner wird, nimmt die Wahrscheinlichkeit von Defekten in den K?rnern ab und die Festigkeit der Partikel nimmt zu, was zu einer Abnahme des transgranularen Bruchs und der Zunahme des intergranularen Bruchs führt. Für die Legierung mit gro?er Korngr??e gibt es nur vier unabh?ngige Schlupfsysteme im WC-Kristall. Mit zunehmender WC-Korngr??e nehmen die Durchbiegung und die Bifurkation des Risses zu, was zu einer Zunahme der Bruchfl?che und einer H?rtung führt. Daher ist es nicht genau, die Biegefestigkeit allein anhand der Korngr??e zu beurteilen, und ihre Mikrostruktur sollte ebenfalls analysiert werden.

Die metallurgische Struktur von Hartmetall mit vier verschiedenen C-Gehalten an Verbundcarbiden (W, Ti, TA) C ist in Abbildung 2 dargestellt. Mit zunehmendem C-Gehalt (W, Ti, TA) C ist die Form von WC tendenziell regelm??ig. Die meisten WC in Abbildung 2a sind unregelm??ig lange St?be, die intensiv angeordnet sind. Die durchschnittliche Korngr??e von WC ist relativ fein, aber sein angrenzender Grad ist hoch, was durch die unzureichende Kristallisation von WC verursacht wird, die Kobaltphase umhüllt WC nicht vollst?ndig und die Dicke ist ungleichm??ig. Und es gibt grobe dreieckige WC-K?rner. Wenn sich die η-Phase zersetzt, f?llt CO aus, was zu einer lokalen Co-Anreicherung führt. Gleichzeitig fallen W und C auf den umgebenden WC-K?rnern aus, um grobe dreieckige WC-K?rner zu bilden. Aus Abbildung 2a-2d ist ersichtlich, dass sich Form, Gr??e und Verteilung der WC-K?rner offensichtlich ?ndern. WC-K?rner neigen zur regelm??igen Plattenform, die Vergr?berungsn?he der K?rner nimmt ab und der durchschnittliche freie Weg λ der Bindungsphase nimmt zu. In Fig. 2D sind WC-K?rner gut entwickelt, mit einer engen Teilchengr??enverteilung, einem geringen groben benachbarten Grad an K?rnern, einem gro?en durchschnittlichen freien Weg λ der Bindungsphase, von denen die meisten etwa 1,0 um Platten-WC sind, und einer kleinen Menge Dreieck-WC etwa 200 nm, die alle Dispersionsverteilung sind.

Fig. 2 metallographisches Bild des C-Gehalts verschiedener Verbindungscarbide (W, Ti, TA) in Hartmetall

Die Aufl?sungsausf?llung von WC tritt beim Sinterprozess auf, wodurch sich das WC mit h?herer Energie (kleine Partikel, Kanten und Ecken der Partikeloberfl?che, Ausbuchtungen und Kontaktpunkte) bevorzugt aufl?st und das WC in flüssiger Phasenablagerung auf der Oberfl?che von aufl?st gro?es WC nach der Ausf?llung, wodurch das kleine WC verschwindet und das gro?e WC zunimmt und sich die Partikel in Abh?ngigkeit von der Formanpassung enger ansammeln, die Partikeloberfl?che tendenziell glatt ist und die beiden WCS den Abstand zwischen ihnen verkürzen .

Beim Sinterprozess einer Kobaltlegierung mit niedrigem Kobaltgehalt nimmt der Anstieg des Gesamtkohlenstoffgehalts, die Menge der flüssigen Phase und die Verweilzeit der flüssigen Phase zu, der F?llungsprozess der WC-Aufl?sung ist vollst?ndiger, die WC-K?rner entwickeln sich vollst?ndig, die Oberfl?che ist glatter. und die Partikelgr??enverteilung ist gleichm??iger. Zus?tzlich nimmt mit zunehmendem Gesamtkohlenstoffgehalt der Legierung die feste L?sung von W in CO ab, und die Abnahme des W-Gehalts in der Bindungsphase verbessert die Plastizit?t der Bindungsphase, wodurch die Biegefestigkeit der Legierung erh?ht wird Hartmetall. Daher nimmt die Biegefestigkeit mit zunehmendem Gesamtkohlenstoffgehalt zu.

Fazit

(1) Wenn der Gehalt an CO konstant ist, nimmt mit zunehmendem Gehalt an Carbid (W, Ti, TA) C der Gesamtkohlenstoffgehalt der Legierung zu, HC nimmt ab, WC-Korn vergr?bert, w L?sung in CO nimmt ab und Die H?rte der Legierung nimmt ab.

(2) Die metallographische Struktur der Legierung h?ngt eng mit dem Gesamtkohlenstoffgehalt der Legierung zusammen. Der Gehalt an zusammengesetztem Carbid (W, Ti, TA) C nimmt zu, der Gesamtkohlenstoffgehalt der Legierung nimmt zu, die WC-Kornnachbarschaft nimmt ab, die Teilchengr??enverteilung verengt sich, der durchschnittliche freie Weg λ der Bindungsphase nimmt zu und die Biegefestigkeit erh?ht sich.

(3) Die beste Mikrostruktur und Eigenschaften von wcta sind wie folgt: Wenn der Gesamtkohlenstoffgehalt 8,04 Gew .-% 1 TP1T betr?gt, betr?gt die H?rte 91,9 Stunden und die Biegefestigkeit 1108 MPa.