碳化钨基硬质合金的制备与力学性能研究

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2018.03.005

山东科学 ›› 2018, Vol. 31 ›› Issue (3): 28-33.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2018.03.005

碳化钨基硬质合金的制备与力学性能研究

颜新宇¹，王守仁¹*，王勇²

1. 济南大学机械工程学院，山东济南 250022；2. 济南大学物理科学与技术学院，山东济南 250022

收稿日期:2018-01-29 出版日期:2018-06-20 发布日期:2018-06-20
通信作者: 王守仁。E-mail： sherman0158@163.com E-mail:sherman0158@163.com
作者简介:颜新宇（1992—），男，硕士，研究方向为摩擦学应用与研究。
基金资助:
国家自然科学基金(51372101)；山东省泰山学者工程专项经费

Preparation and mechanical properties of tungsten carbidebased cemented carbides

YAN Xin-yu¹, WANG Shou-ren¹*，WANG Yong²

1.School of Mechanical Engineering,University of Jinan,Jinan 250022, China；2.School of Physics and Technology, University of Jinan,Jinan 250022, China

Received:2018-01-29 Online:2018-06-20 Published:2018-06-20

摘要/Abstract

摘要：

在碳化钨粉末中加入一定量的钴、碳化钽以及碳化铪，经过混料、球磨、冷压成型和热压烧结等步骤制备出硬质合金试样。利用1 000 N维式显微硬度计、三点弯曲试验、XJJ-5冲击试验机以及扫描电镜分别对试样硬度、抗弯强度、冲击韧性以及试样的微观形貌进行了研究，并对试样力学性能的提高机理进行了探讨。结果表明，碳化铪的加入可有效改善烧结质量，细化晶粒，改善试样力学性能。碳化铪质量分数为2%的试样力学性能最好。

关键词: 碳化铪, 粉末冶金, 硬质合金, 力学性能

Abstract:

A certain amount of cobalt, tantalum carbide and hafnium carbide powder were added to tungsten carbide powder to prepare a cemented carbide sample through mixing, ball milling, cold forming and hot pressing sintering. The hardness, bending strength, impact toughness, and micromorphology of the specimens were studied using a 1 000 N dimensional microhardness tester, a threepoint bending test, an XJJ-5 impact tester, and a scanning electron microscope, then the mechanism of improving the mechanical properties of the specimen was discussed. The results show that the addition of hafnium carbide can effectively improve the sintering quality, inhibit the growth of tungsten carbide grains and improve the mechanical properties of the samples. The samples with hafnium carbide content of 2% have the best mechanical properties.

Key words: mechanical properties, powder metallurgy, hafnium carbide, cemented carbide

中图分类号:

TB331

颜新宇，王守仁，王勇. 碳化钨基硬质合金的制备与力学性能研究[J]. 山东科学, 2018, 31(3): 28-33.

YAN Xin-yu, WANG Shou-ren，WANG Yong. Preparation and mechanical properties of tungsten carbidebased cemented carbides[J]. SHANDONG SCIENCE, 2018, 31(3): 28-33.

参考文献

［1］钟毓斌，孙娟，涂洁，等. 超细、纳米晶硬质合金的原料制备研究[J]. 中国钨业，2016，31（6）：3540.
［2］张卫兵，刘向中，陈振华，等. WCCo硬质合金最新进展[J]. 稀有金属，2015，39（2）：178186.
［3］储开宇. 我国硬质合金产业的发展现状与展望[J]. 稀有金属与硬质合金，2011，39（1）：5256.
［4］徐志花，马淳安，甘永平. 超细碳化钨及其复合粉末的制备[J]. 化学通报，2003，66（8）：544548.
［5］KAI E, HOSONO S, TAKEMOTO S, et al. Fabrication and cutting performance of cemented tungsten carbide microcutting tools[J]. Precision Engineering, 2011, 35(4): 547553.
［6］黄文呈，俞煌飞，林贤德. 粉末冶金法中的烧结锻造技术[J]. 煤矿机械，2017，38（10）：9192.
［7］WANG X, FANG Z Z, SOHN H Y. Grain growth during the early stage of sintering of nanosized WCCo powder[J]. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2008, 26 (3): 232241.
［8］王铀，李殿生，郑国明，等. WCCo硬质合金材料的纳米稀土改性[J]. 硬质合金，2012，29（1）：5359.
［9］方强. 稀土改性Co包覆WC粉末制备及SPS烧结研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2010.
［10］陈骏，郭志猛，罗骥，等. 稀土添加量对TiC基钢结硬质合金性能的影响[J]. 粉末冶金工业，2015，25（3）: 1216.
［11］孙丹，王春亮. 两种WCTiCTaCCo硬质合金刀片失效原因的分析比较[J]. 理化检验物理分册，2010，46（7）: 465467.
［12］TIAN H X, PENG Y B, DU Y, et al. Thermodynamic calculation designed compositions, microstructure and mechanical property of ultrafine WC10CoCr3C2TaC cemented carbides[J].International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2017, 69: 1117.
［13］SU W, SUN Y X, YANG H L, et al. Effects of TaC on microstructure and mechanical properties of coarse grained WC9Co cemented carbides [J], Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2015, 25 (4):11941199.
［14］尹超，张卫兵，谢晨辉，等.原始WC粉末粒度组成对超细硬质合金组织及性能的影响[J]. 硬质合金，2017，34(1)：713.
［15］中华人民共和国质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T 4340.2—2009金属材料维氏硬度试验第2部分:硬度计的检验与校准[S]. 北京：中国标准出版社，2009.
［16］中华人民共和国冶金工业部. YB/T 5349—2006金属弯曲力学性能试验方法[S]. 北京：中国标准出版社，2006.
［17］中华人民共和国质量监督检验检疫总局.GB/T 3808—2002摆锤式冲击试验机的检验[S]. 北京：中国标准出版社，2002.
［18］羊建高，谭敦强，陈颢.硬质合金[M].长沙：中南大学出版社，2012.

[1]	郭竞泽, 谭双美, 李昱彤, 刘致华, 李嵩, 辛振祥, 赵帅, 李琳. 石墨烯改性白炭黑填料对天然橡胶性能的影响[J]. 山东科学, 2024, 37(1): 69-79.
[2]	位佳, 金啸鹏, 许晓静. 固溶制度对Al-5.6Cu-1.7Mg-0.2Zr-0.1Sr-0.6Ti合金挤压材组织性能的影响[J]. 山东科学, 2023, 36(1): 66-73.
[3]	李冠宇,李培亮,孙佳星,刘聪,张素卿,周吉学,赵东清,庄海华. Sn对Mg-5Zn-2.5Al合金微观组织与性能的影响[J]. 山东科学, 2022, 35(1): 56-64.
[4]	陈燕飞, 宋晓村, 赖华生, 文小强, 周吉学. 铁基粉末冶金齿轮断裂失效分析及其工艺改进研究[J]. 山东科学, 2020, 33(2): 27-32.
[5]	李智, 吕胜利, 李逸飞. 应力水平对2219铝合金腐蚀损伤力学性能的影响[J]. 山东科学, 2019, 32(3): 48-56.
[6]	周吉学，庄海华，马百常，刘洪涛. AZ31镁合金板材自动氩弧焊接工艺研究[J]. 山东科学, 2018, 31(6): 28-33.
[7]	刘娜，孟晓棠，赵德刚. B和Gd复合微合金化对AZ91镁合金微观组织和力学性能的影响[J]. 山东科学, 2017, 30(5): 37-44.
[8]	赵后亮，周吉学，唐守秋，王金伟，张琳琳，陈燕飞，李长龙，吴建华. Sr含量对A356合金微观组织及力学性能的影响[J]. 山东科学, 2016, 29(5): 65-69.
[9]	林涛，刘运腾，周吉学，庄海华，马百常，杨院生. 高挤压比下挤压工艺对AZ31B镁合金组织与力学性能的影响[J]. 山东科学, 2016, 29(4): 39-43.
[10]	刘运腾,林涛,周吉学,庄海华,马百常,杨院生. 挤压比对AZ31B镁合金组织和室温力学性能的影响[J]. 山东科学, 2016, 29(3): 23-.
[11]	王龙，田长文，王桂青，刘运腾，张新恩. 镁元素对挤压高铝锌合金的组织与性能的影响[J]. 山东科学, 2016, 29(1): 39-44.
[12]	张新恩,周吉学,詹成伟,赵东清,李卫红,唐守秋,杨院生. AZ31镁合金氩弧焊接接头组织与力学性能研究[J]. J4, 2012, 25(3): 92-94.
[13]	姜利坤，刘运腾，田长文，赵德刚，李卫红，周吉学，詹成伟. 奥氏体化温度对双相ADI中残余奥氏体含量的影响[J]. J4, 2012, 25(1): 56-58.
[14]	赵德刚, 田长文, 刘运腾, 姜利坤, 詹成伟. 复合添加Nd与B对AZ91镁合金组织和力学性能的影响[J]. J4, 2011, 24(4): 23-27.

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