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碳化钨纳米晶的制备及其对YG8硬质合金性能的影响

作　者: 熊少游
导　师: 熊惟皓
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料学
关键词: 硬质合金纳米晶碳化钨 YG8 真空烧结
分类号: TG135.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

硬质合金是一种重要的刀具材料和模具材料,对工业的发展和社会的进步有着举足轻重的作用。近年来人们发现当WC-Co硬质合金的晶粒尺寸达到纳米或超细级别时,将具有更高的硬度、断裂韧性、耐磨性和疲劳强度,这样就能够满足更大的工业和社会发展需要。基于此,本课题采用机械合金化方法制备了纳米WC-8Co复合粉末,并研究了其成型特点、烧结工艺以及纳米晶的添加量对YG8硬质合金性能影响情况。本文首先采用高能球磨工艺制备纳米晶颗粒,研究了不同球磨时间对硬质合金原料粒度的影响,通过粒度检测和扫描分析发现,随着球磨时间的增加,粉料的颗粒越来越细,球磨48h和60h后平均粒径分别达到0.37μm和0.29μm。对球磨36h的粉料进行X射线衍射分析,发现球磨过程中粉料中出现了贫碳相以及出现了α-Co向ε-Co的同素异构转变。随后研究了添加两种不同的成型剂对试样成型性能的影响,通过热重(TGA)和差热(DSC)等分析发现SBS(苯乙烯·乙二烯·苯乙烯)成型剂对硬质合金有最佳的成型效果。并通过进一步实验证实了SBS成型剂的优良成型性能。实验还研究了真空烧结工艺对合金的力学性能和组织结构的影响,对烧结后的WC-Co硬质合金的密度、硬度等性能进行了测试分析,确定了最佳的烧结工艺参数:烧结温度为1380℃,烧结时间为60分钟,试样性能最佳。最后本文研究了WC纳米晶的添加量对YG8硬质合金性能的影响,通过对合金的组织结构和力学性能分析发现添加量为12%时试样的性能最佳,晶粒最小达到500nm,硬度达到93HRA。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-21
  1.1 硬质合金的发展和研究状况  9-13
  1.2 纳米硬质合金的研究概况  13-19
  1.3 本课题的技术路线  19-21
2 高能球磨制备WC 纳米晶研究  21-33
  2.1 球磨影响因素和机理  21-24
  2.2 实验过程  24-25
  2.3 结果与讨论  25-31
  2.4 本章小结  31-33
3 成型剂对纳米硬质合金的制备影响  33-42
  3.1 实验部分  33-35
  3.2 结果与讨论  35-41
  3.3 本章小结  41-42
4 纳米硬质合金的烧结工艺研究  42-50
  4.1 烧结机理研究  43-45
  4.2 实验过程  45-46
  4.3 结果与讨论  46-49
  4.4 本章小结  49-50
5 碳化钨纳米晶添加量对YG8 性能影响研究  50-60
  5.1 机理研究  50-51
  5.2 实验  51-53
  5.3 结果与讨论  53-59
  5.4 本章小结  59-60
6 全文总结  60-62
  6.1 本文主要结论  60-61
  6.2 本文的创新点  61
  6.3 展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-67

碳化钨纳米晶的制备及其对YG8硬质合金性能的影响

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