納米稀土硬質(zhì)合金YG11R的成分與工藝優(yōu)化及磨損研究.pdf

1、本文以礦用硬質(zhì)合金為應(yīng)用背景，利用納米材料的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)等特征，通過向硬質(zhì)合金傳統(tǒng)制備工藝的原料中加入微量納米級稀土來進(jìn)行改性，以提高礦用硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性、沖擊韌性以及磨損性能。利用正交設(shè)計方法設(shè)計了九種試驗方案，采用真空燒結(jié)制得九種合金YG11R。
　　利用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)分析等技術(shù)對九種合金的顯微組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察和研究，并對合金的硬度、抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性、沖擊韌

2、性、磨損性能以及矯頑磁力和鈷磁等各項性能進(jìn)行檢測。利用正交試驗分析方法，研究燒結(jié)溫度、WC粒徑大小、球磨時間以及添加劑含量對合金各項力學(xué)性能的影響，并取得最佳方案為：燒結(jié)溫度為1450℃，WC粒徑為11μm，球磨時間為28h，添加劑含量為0.05％～0.15%。
　　合金的XRD物相分析中只發(fā)現(xiàn)WC和Co的衍射峰，并未發(fā)現(xiàn)缺碳相的衍射峰。合金元素分布的面掃描結(jié)果表明WC晶粒、Co相以及稀土分布都比較均勻，并且沒有發(fā)現(xiàn)明顯的異常粗大

3、顆粒。TEM微觀結(jié)構(gòu)觀察和分析表明，合金中存在一定量的α-Co和少量具有層錯結(jié)構(gòu)的ε-Co。
　　斷口形貌SEM觀察表明合金Z7的主要斷裂機(jī)制為沿晶斷裂，Z8和Z9的主要斷裂機(jī)制為穿晶斷裂。
　　對于制得的九種合金，Z4和Z7的硬度最大，為HRA89.0。Z5的抗彎強(qiáng)度最高，達(dá)2548MPa。Z8的斷裂韌性最高，為20.48MPa·m1/2。Z1合金的沖擊韌性最好，沖擊功為4.44J。
　　以石英砂為磨料，利用沖擊磨料