| 题名 | 脉冲放电烧结制备WC-Co硬质合金材料及其致密化机制的研究 |
| 作者 | 吴稀勇 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-01-25 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 成会明 |
| 关键词 | 脉冲放电烧结 WC-Co W-Ni-Fe 梯度材料 颗粒重排 |
| 其他题名 | Fabrication of WC-Co cemented carbides by electric-discharge compaction (EDC) and its densification mechanism |
| 学位专业 | 材料物理与化学 |
| 中文摘要 | 由于可以缩短烧结时间与促进烧结动力学，近年来电场辅助烧结方法如火花等离子体烧结和脉冲放电烧结等得到了广泛的应用，但是对于其内在的机制尚不是很清楚。本文通过脉冲放电烧结方法制备了超细WC-Co硬质合金，并对其结构和性能进行了分析；制备了WC-Co梯度材料，研究了脉冲放电烧结对WC-Co梯度材料中Co相迁移的影响；研究了W-Ni-Fe粉体的脉冲放电烧结及后续退火处理对其微观组织的影响；在上述工作的基础上，结合液相烧结理论及粉末压制模型，初步探索了脉冲放电过程中的致密化机制。主要研究结果如下： 1. 通过脉冲放电烧结方法，采用纳米WC-Co粉体制备出超细WC-Co硬质合金，所得到的材料中WC平均晶粒尺寸为120 nm，材料硬度达到22 GPa，断裂韧性达到9.79 MPa.m1/2。脉冲放电烧结中极短的保温时间，从动力学上抑制了WC晶粒的长大。由于快速致密化过程中的体积应变和快速升温中的热压应力，在WC晶粒内还形成了大量的孪晶，乃至晶格畸变。 2. 通过脉冲放电烧结方法，采用SCP纳米粉体和粗晶WC-Co粉体制备出由超细WC-Co硬质合金和粗晶WC-Co硬质合金所组成的梯度硬质合金材料。脉冲放电方法的极短烧结时间从动力学上抑制了液相烧结中由于晶粒尺寸不同所引起的 Co相迁移，从而保证了梯度结构的形成。 3. W-Ni-Fe粉体通过脉冲放电烧结和后续退火处理，可以得到具有不同微观组织结构的W-Ni-Fe合金。仅经脉冲放电烧结的合金中，形成了非均匀分布的Ni-Fe基体相，而且钨在Ni-Fe相中是过饱和固溶的。再经过1400°C退火，我们发现了有助于提高钨合金局域剪切性能的Ni-Fe相溶池结构。而在1450°C退火的试样中，由于液相的形成和均匀化，我们没有观察到Ni-Fe相溶池结构。退火过程中钨从基体相中的析出，是形成Ni-Fe相溶池结构的原因。钨的析出对固相晶粒长大也有一定的促进作用。 4. 通过钨合金、WC-Co硬质合金等粉体的脉冲放电烧结实验研究，并结合液相烧结理论，发现在脉冲放电烧结中液相对致密化过程有着决定性的作用。致密化的主要机制是液相所引起的，相对密度随着液相量的增加而增加。在脉冲放电烧结中，由于足够短的保温时间导致溶解-析出过程从动力学上受到抑制。。因而可以认为在脉冲放电烧结中主要的致密化机制是由液相引起的颗粒重排过程，而且脉冲放电烧结中液相的渗透深度与液相烧结模型中颗粒重排所引起的渗透深度也相吻合。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 102 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16916]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吴稀勇. 脉冲放电烧结制备WC-Co硬质合金材料及其致密化机制的研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
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