超细及纳米WC-Co硬质合金

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,超细及纳米,WC-Co,硬质合金,（,Ultrafine and nano-sized WC-Co cemented tungsten carbide,）,2010-12-13,概况,超细及纳米粉末制备性能表征,实例原位反应制粉,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,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粒径在,0.5,微米左右，但是以牺牲韧性为代价。,概况,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,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,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到所需材料。,超细及纳米粉末制备性能表征,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,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,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。,超细及纳米粉末制备性能表征,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,H,2,一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,张老师研究思路,原 料：蓝钨（,WO2.9,）,+Co,3,O,4,+VC+Cr3C2,目标材料：,WC-10wt%Co,湿磨：,20h,，,3:1,，,200rpm,干燥：真空，,15 /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,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,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,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,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,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,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,超细及纳米粉末制备性能表征,HIP,烧结坯,TEM,分辨率较,SEM,高,超细及纳米粉末制备性能表征,HIP,烧结坯,XRD,Co,部分溶于,Thanks For Your Attention,