特殊组成与结构硬质合金及钨基材料的制备和组织性能研究
发布时间：2024-04-07 03:23
WC-Co基硬质合金是以WC作为硬质相,金属Co作为粘结相,通过粉末冶金工艺生产的一类合金。它拥有高的强度、硬度、耐磨性,良好的导电导热性以及耐酸碱和抗氧化性等,在切削、车削、凿岩、铣削工具中广泛应用。传统的均质WC-Co基硬质合金的硬度与韧性之间往往难以兼顾,当合金的硬度提高时韧性下降,韧性提高时硬度则下降,反之亦然。而现代工业技术的发展,硬质合金的服役条件更加苛刻,对合金的性能也提出了更高的要求,如在要求高硬度的同时还需兼有良好的韧性。为了实现上述目标,制备超细及纳米晶硬质合金、改进硬质合金粘结相、稀土元素掺杂硬质合金以及设计梯度结构硬质合金等途径被大量尝试来提高合金的性能。本论文主要以WC-Co基硬质合金为研究对象,通过使用新颖的烧结工艺、粘结相的部分替代、对合金结构的设计以及稀土元素掺杂等来获得高性能硬质合金材料。同时,在稀土掺杂WC-Co基硬质合金研究结果的基础上,对稀土氧化物掺杂W基材料的制备与性能进行了探索性的研究。主要研究结果如下:(1)采用微波快速加热的方式来烧结制备硬质合金。以球磨方式制备WC-10Co粉末混合料,经压制成形、脱粘预烧及微波烧结制得WC-10Co硬质...
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 硬质合金概述
1.1.1 硬质合金的组成及性能特点
1.1.2 硬质合金的分类
1.1.3 硬质合金的发展历史
1.1.4 硬质合金的生产工艺
1.1.5 硬质合金的应用
1.1.6 硬质合金的发展趋势
1.2 超细及纳米晶硬质合金
1.2.1 概述
1.2.2 超细及纳米晶硬质合金原料粉体的制备
1.2.3 超细及纳米晶硬质合金的烧结
1.2.4 超细及纳米晶硬质合金中晶粒长大抑制剂的应用
1.2.5 超细及纳米晶硬质合金的应用
1.3 硬质合金粘结相的改进
1.3.1 概述
1.3.2 镍和铁用作硬质合金粘结相
1.3.3 铜用作硬质合金粘结相
1.3.4 金属间化合物用作硬质合金粘结相
1.4 梯度硬质合金
1.4.1 概述
1.4.2 梯度硬质合金的制备方法
1.4.3 梯度硬质合金的应用
1.5 稀土元素掺杂硬质合金
1.5.1 概述
1.5.2 稀土元素掺杂硬质合金的制备方法
1.5.3 稀土元素掺杂硬质合金的强化机理
1.6 稀土氧化物掺杂钨基材料
1.6.1 概述
1.6.2 稀土氧化物掺杂钨基材料制备
1.6.3 稀土氧化物掺杂钨基材料的强化机理
1.7 本论文的研究目的及主要研究内容
第二章 微波烧结制备WC-10Co超细晶硬质合金的研究
2.1 引言
2.2 实验
2.2.1 原料及仪器设备
2.2.2 材料的制备
2.2.3 测试与分析
2.3 实验结果与分析
2.3.1 粉体的表征
2.3.2 烧结温度对WC-10Co硬质合金组织性能的影响
2.3.3 WC-10Co硬质合金粘结相组成以及微观界面结构
2.4 本章小结
第三章 WC-10(Co/Cu)超细晶硬质合金的制备和组织性能研究
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 原料及仪器设备
3.2.2 材料的制备
3.2.3 组织性能测试与分析
3.3 实验结果与分析
3.3.1 粉体的表征
3.3.2 烧结致密化及烧结体的显微组织分析
3.3.3 Cu添加对WC-10(Co/Cu)硬质合金力学性能的影响
3.4 本章小结
第四章 具有Co成分和WC晶粒尺寸双重梯度结构的WC-Co硬质合金的研制
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 原料及仪器设备
4.2.2 材料的制备
4.2.3 组织性能测试与分析
4.3 实验结果与分析
4.3.1 粉体的表征
4.3.2 WC-Co梯度硬质合金的烧结致密化
4.3.3 烧结体的显微组织结构和演化过程
4.3.4 WC-Co梯度硬质合金的力学性能
4.4 本章小结
第五章 La2O3 掺杂超细晶WC-10Co硬质合金的研制
5.1 引言
5.2 实验
5.2.1 原料及仪器设备
5.2.2 材料的制备
5.2.3 组织性能测试与分析
5.3 实验结果与分析
5.3.1 粉体的表征
5.3.2 烧结体的烧结致密化过程及显微组织
5.3.3 La2O3 在烧结体中的分布以及界面关系
5.3.4 La2O3 /WC-10Co硬质合金力学性能
5.4 本章小结
第六章 La2O3 掺杂W基复合材料的制备和组织性能研究
6.1 引言
6.2 实验
6.2.1 原料及仪器设备
6.2.2 La2O3 /W复合材料的制备
6.2.3 组织性能测试与分析
6.3 实验结果与分析
6.3.1 粉体的表征
6.3.2 烧结体的显微组织演变及烧结致密化分析
6.3.3 La2O3 /W复合材料烧结体的力学性能
6.4 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 主要创新点
7.3 工作展望
参考文献
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3947597
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 硬质合金概述
1.1.1 硬质合金的组成及性能特点
1.1.2 硬质合金的分类
1.1.3 硬质合金的发展历史
1.1.4 硬质合金的生产工艺
1.1.5 硬质合金的应用
1.1.6 硬质合金的发展趋势
1.2 超细及纳米晶硬质合金
1.2.1 概述
1.2.2 超细及纳米晶硬质合金原料粉体的制备
1.2.3 超细及纳米晶硬质合金的烧结
1.2.4 超细及纳米晶硬质合金中晶粒长大抑制剂的应用
1.2.5 超细及纳米晶硬质合金的应用
1.3 硬质合金粘结相的改进
1.3.1 概述
1.3.2 镍和铁用作硬质合金粘结相
1.3.3 铜用作硬质合金粘结相
1.3.4 金属间化合物用作硬质合金粘结相
1.4 梯度硬质合金
1.4.1 概述
1.4.2 梯度硬质合金的制备方法
1.4.3 梯度硬质合金的应用
1.5 稀土元素掺杂硬质合金
1.5.1 概述
1.5.2 稀土元素掺杂硬质合金的制备方法
1.5.3 稀土元素掺杂硬质合金的强化机理
1.6 稀土氧化物掺杂钨基材料
1.6.1 概述
1.6.2 稀土氧化物掺杂钨基材料制备
1.6.3 稀土氧化物掺杂钨基材料的强化机理
1.7 本论文的研究目的及主要研究内容
第二章 微波烧结制备WC-10Co超细晶硬质合金的研究
2.1 引言
2.2 实验
2.2.1 原料及仪器设备
2.2.2 材料的制备
2.2.3 测试与分析
2.3 实验结果与分析
2.3.1 粉体的表征
2.3.2 烧结温度对WC-10Co硬质合金组织性能的影响
2.3.3 WC-10Co硬质合金粘结相组成以及微观界面结构
2.4 本章小结
第三章 WC-10(Co/Cu)超细晶硬质合金的制备和组织性能研究
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 原料及仪器设备
3.2.2 材料的制备
3.2.3 组织性能测试与分析
3.3 实验结果与分析
3.3.1 粉体的表征
3.3.2 烧结致密化及烧结体的显微组织分析
3.3.3 Cu添加对WC-10(Co/Cu)硬质合金力学性能的影响
3.4 本章小结
第四章 具有Co成分和WC晶粒尺寸双重梯度结构的WC-Co硬质合金的研制
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 原料及仪器设备
4.2.2 材料的制备
4.2.3 组织性能测试与分析
4.3 实验结果与分析
4.3.1 粉体的表征
4.3.2 WC-Co梯度硬质合金的烧结致密化
4.3.3 烧结体的显微组织结构和演化过程
4.3.4 WC-Co梯度硬质合金的力学性能
4.4 本章小结
第五章 La2O3 掺杂超细晶WC-10Co硬质合金的研制
5.1 引言
5.2 实验
5.2.1 原料及仪器设备
5.2.2 材料的制备
5.2.3 组织性能测试与分析
5.3 实验结果与分析
5.3.1 粉体的表征
5.3.2 烧结体的烧结致密化过程及显微组织
5.3.3 La2O3 在烧结体中的分布以及界面关系
5.3.4 La2O3 /WC-10Co硬质合金力学性能
5.4 本章小结
第六章 La2O3 掺杂W基复合材料的制备和组织性能研究
6.1 引言
6.2 实验
6.2.1 原料及仪器设备
6.2.2 La2O3 /W复合材料的制备
6.2.3 组织性能测试与分析
6.3 实验结果与分析
6.3.1 粉体的表征
6.3.2 烧结体的显微组织演变及烧结致密化分析
6.3.3 La2O3 /W复合材料烧结体的力学性能
6.4 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 主要创新点
7.3 工作展望
参考文献
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3947597
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3947597.html