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硬质合金晶粒抑制剂的抑制机理-碳化钛基硬质合金棒

2015-07-20




  在硬质合金液相烧结时,钨、碳原子逐渐溶解于液相,在一定温度下溶解-析出过程达到动态平衡。碳化钨颗粒在液相中的溶解度与颗粒大小、表面能大小及温度密切相关。小颗粒与大颗粒尺寸相差越大,在液相中的饱和溶解度相差越大,从而使碳化钨晶粒长大的驱动力增大。随着原始碳化钨、钴粉颗粒的细化,特别是当碳化钨粉末粒度达到0.2微米以下时,烧结过程中碳化钨晶粒将发生迅速长大,形成非连续长大的碳化钨粗大颗粒,显著降低硬质合金的机械力学性能。因此,在烧结超细晶粒硬质合金时,往往要加入晶粒长大抑制剂来抑制碳化钨晶粒的快速长大,尽量减少和消除这种非连续长大的碳化钨大晶粒的形成。

  抑制剂的抑制机理为:由于抑制剂在粘结相中有一定的溶解度,从而可通过液相吸附在碳化钨颗粒表面,减少了碳化钨与液相的接触面积,降低了固-液界面能,使碳化钨颗粒溶解度减慢,同时减小了大小颗粒的饱和溶解度差,阻碍了碳化钨晶粒的重结晶过程。如果在碳化钨-钴硬质合金烧结温度下,碳化钨在钴粘结相中的溶解度为40%,而抑制剂的加入,使碳化钨的溶解度降低为10%左右,溶解度的降低,直接影响碳化钨的溶解析出过程,同时加入的抑制剂析出时有可能沉积在碳化钨/钴、碳化钨/碳化钨界面上,从而进一步阻止碳化钨晶粒的长大。在众多的晶粒长大抑制剂中,最有效的是碳化钒碳化铬,添加碳化钒、碳化铬,可以将碳化钨的晶粒尺寸减小至0.15微米。

  不同种类的晶粒抑制剂对硬质合金性能有不同的影响,同时加入一种以上的晶粒抑制剂对硬质合金综合性能的提升更为有利。单独加入碳化钒能明显提高合金的硬度,但会使合金强度有所下降,而单独加入碳化铬能显著提高超细硬质合金的强度和耐腐蚀性,合金硬度(我公司生产的碳化钛基硬质合金棒,碳氮化钛金属陶瓷棒材,高硬度,耐腐蚀,大大的提高设备的使用寿命)变化不大,因此,碳化钒碳化铬是生产超细硬质合金最常见也是使用最多的抑制剂,两种结合添加的效果也是最好的,一般加量在1%以下。


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