超细及纳米WC-Co硬质合金.ppt

1、2020/7/19,超细及纳米WC-Co硬质合金 （Ultrafine and nano-sized WC-Co cemented tungsten carbide） 2010-12-13,2020/7/19,概况 超细及纳米粉末制备性能表征 实例原位反应制粉,2020/7/19,超细及纳米结构的硬质合金应用日趋广泛且重要（硬质合金涂层和烧结硬质合金块体材料是近期研究热点） 国内发展滞后，整体落后10-20年以上 ，近年发展迅速 多学科交叉发展,概况,2020/7/19,国际普遍认为采用加入VC、Cr3C2、TaC等晶粒长大抑制剂可以降低晶粒尺寸和提高强硬度，国内研究所及院校较好的可以做到平均

2、粒径在0.5微米左右，但是以牺牲韧性为代价。,概况,2020/7/19,粉末制备方法 等离子体法 喷雾转换工艺法 化学共沉淀法 机械合金化法 气相碳化法 真空碳还原法 原位渗碳还原法 SolGel,概况,2020/7/19,新的烧结方法 高频感应加热烧结（HFIHS） UPRC（ultrahigh pressure rapid hot consolidation） 微波烧结（MS） 放电等离子烧结（SPS） 热等静压烧结（HIP）,概况,2020/7/19,溶胶一凝胶法(SolGel) 基本过程是将金属化合物在溶剂中与水或其他物质进行反应，经水解与缩聚逐渐变成凝胶，再经干燥煅烧和还原等后处理得

3、到所需材料。,超细及纳米粉末制备性能表征,2020/7/19,该方法制备的纳米晶粉末结构单一，化学控制精确，操作较为简单，成本也较低。 由于工艺过程复杂且周期长，在批量生产时有较大困难。,超细及纳米粉末制备性能表征,2020/7/19,化学沉淀法(Chemical Coprecipitation) 主要工艺为：首先制备出均匀分散、高活性的钨钴化合物前驱体粉末，然后在固定床或流化床中碳化成超细WCCo复合粉末。,超细及纳米粉末制备性能表征,2020/7/19,该方法法设备简单、所得粉末组分分布均匀、工艺过程易控。 前驱体粉末的制备涉及一系列的沉淀洗涤等问题，生产效率低，批量化生产难度较大。,超细

4、及纳米粉末制备性能表征,2020/7/19,原位渗碳还原法(In-situ Reduction and Carburization） 不经过外加气体碳源碳化而直接由H将前驱体还原成纳米WCCo复合粉末的方法。 关键在于利用聚合物（如聚丙烯腈）作碳源，使各组分能均匀分布，直接由H2一步将前驱体还原成纳米WCCo复合粉体，无需外加碳源的碳化过程。 但是碳含量不易控制，特别是过量游离碳很难消除。,超细及纳米粉末制备性能表征,2020/7/19,张老师研究思路 原 料：蓝钨（WO2.9）+Co3O4+VC+Cr3C2 目标材料：WC-10wt%Co 湿磨：20h，3:1，200rpm 干燥：真空，15

5、 /min，1000 /min，3h 压制：uniaxial pressure 150MPa 烧结：S-HIP，1450 ，30min，Ar of 5MPa,超细及纳米粉末制备性能表征,2020/7/19,超细及纳米粉末制备性能表征,球磨复合粉SEM,WO2.9尺寸30nm 炭黑尺寸150nm,2020/7/19,超细及纳米粉末制备性能表征,原位合成粉末XRD,只有WC和Co，说明以充分还原和碳化,2020/7/19,超细及纳米粉末制备性能表征,原位合成粉末SEM,尺寸分布均匀 略有长大,2020/7/19,超细及纳米粉末制备性能表征,原位合成粉末粒度分布,平均粒度240nm,2020/7/19,超细及纳米粉末制备性能表征,HIP烧结坯SEM,晶粒多样 Co均匀分布 粒度均匀,2020/7/19,超细及纳米粉末制备性能表征,HIP烧结坯粒度分布,平均粒度430nm,2020/7/19,超细及纳米粉末制备性能表征,HIP烧结坯TEM,分辨