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钨钴混合料沉淀—还原制备工艺的研究

作　者: 郭圣达
导　师: 张正富
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料学
关键词: 液相化学法硬质合金钴相分布
分类号: TG135.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 20次
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内容摘要

本论文对WC-Co硬质合金的历史及其发展现状进行了简述,介绍了WC-Co硬质合金的常规制备生产方法、液相化学法以及最新的一些发展状况,并对钨钴硬质合金的磨损、断裂韧性和疲劳机理进行了简要的阐述。WC-Co硬质合金以其优良的高耐磨性、高硬度和高热稳定等性能,广泛地应用于钻井、采矿、切削工具、模具等领域。但是通过传统的机械混合制备方法制得的混合料中WC与Co的分布并不是非常均匀,这就大大限制了钨钻硬质合金的应用和发展,本论文运用液相化学法使钴相能充分地分布在WC相的周围,得到WC与Co分布相当均匀的混合料,制备出性能良好的钨钴硬质合金。本论文研究了在用液相化学法制备钨钻混合料过程中,反应溶剂、氨离子与钴离子的摩尔比和反应温度这三个因子对混合料钴相还原程度的影响,分析表明用酒精作反应溶剂、氨离子与钴离子的摩尔比为3：1并且在室温下进行反应时,所得到的钴颗粒氧含量是最低的；通过全析因实验研究了这三个因子对钴化合物前驱体粒度分布宽窄的影响,以及对中位径的影响；分析表明用蒸馏水作反应溶剂、氨离子与钻离子的摩尔比为2：1时,所得到的钴化合物前驱体粒度分布最窄,用酒精作反应溶剂,氨离子与钻离子的摩尔比为2：1时,反应得到的钴化合物前驱体中位径最小；研究了反应溶剂单因子对混合料中钴相分布均匀程度的影响,分析表明用酒精作反应溶剂制得的混合料中钴元素的分布是最均匀的。论文还运用变量搜索法系统地研究了反应溶剂、是否填加三乙醇胺、氨离子与钻离子的摩尔比、反应温度以及氨水滴加速度这五个因子条件对钨钴类硬质合金机械物理性能的影响,结合金相图像、扫描电子显微镜图像及力学性能测试数据等,运用MINITAB 14进行数据分析,同时对数据进行极差分析,得到影响钨钴硬质合金综合性能最主要的三个因子分别是：氨水的滴加速度、反应溶剂和氨离子与钴离子的摩尔比,对这三个因子进行全因素分析,确定了液相化学法制备钨钴硬质合金的最佳工艺条件,即以20ml/min的速度滴加氨水、用蒸馏水作反应溶剂、按氨离子与钻离子的摩尔比为3：1的量加入氨水反应,通过还原压制烧结得到的WC-Co类硬质合金,综合性能是最佳的。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-25
  1.1 引言  8-11
  1.2 硬质合金的分类  11-13
  1.3 硬质合金的发展历程  13-14
    1.3.1 第一阶段(1927-1936)—硬质合金的形成阶段  13
    1.3.2 第二阶段(1937-1949)—硬质合金工业的发展阶段  13
    1.3.3 第三阶段(1950-1969)—硬质合金工业的成熟阶段  13-14
    1.3.4 第四阶段(从1970年开始到现在)—硬质合金产品精密化阶段  14
  1.4 硬质合金研究现状  14-21
    1.4.1 生产工艺的研究现状  15-17
    1.4.2 合金性能研究现状及影响因素  17-19
    1.4.3 合金性能改善工艺的研究现状  19-21
  1.5 粉末液相化学制备原理  21-23
  1.6 论文选题依据、研究目的  23-25
    1.6.1 论文选题依据  23-24
    1.6.2 研究目的  24-25
第二章实验设计  25-32
  2.1 工艺流程  25-26
  2.2 变量搜索法  26
  2.3 实验变量选择  26-28
  2.4 实验用仪器、原料  28-29
  2.5 实验结果分析方法  29-32
    2.5.1 混合料化学分析  29
    2.5.2 显微金相分析  29-30
    2.5.3 三项(密度、磁力、硬度)分析  30
    2.5.4 扫描电镜(SEM)  30
    2.5.5 X射线衍射测定(XRD)  30
    2.5.6 粒度分布测定  30
    2.5.7 晶粒度测定  30
    2.5.8 力学性能测定  30-32
第三章结果与讨论  32-59
  3.1 钴粉的制备  32-41
    3.1.1 钴的还原程度实验分析  32-35
    3.1.2 钴的粒度分布实验分析  35-39
    3.1.3 混合料钴相分布分析  39-41
  3.2 对合金机械物理性能的影响分析  41-57
    3.2.1 变量判断和中位值控制限的计算  41-43
    3.2.2 分离重要的和非重要的因子  43-45
    3.2.3 影响硬质合金机械物理性能因子的重要性分析  45-52
    3.2.4 全因素分析  52-57
  3.3 论文选题的创新性  57-58
  3.4 本章小结  58-59
第四章结论与展望  59-61
  4.1 结论  59-60
  4.2 展望  60-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文  66

钨钴混合料沉淀—还原制备工艺的研究

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