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1、第7卷第2期上海大学学报(自然科学版)Vol.7,No.22001年4月JOURNALOFSHANGHAIUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Apr.2001文章编号:100722861(2001)0220133204X纳米硬质合金制备工艺的研究与发展钱开友,王兴庆,何宝山,郭海亮(上海大学材料科学与工程学院,上海200072)摘要:综述了纳米硬质合金制备工艺的研究与发展.比较了生产纳米粉末的两种不同方法的优缺点,重点介绍了喷雾转化法.实验数据表明,晶粒长大抑制剂的种类、加入方法对晶
2、粒长大有很大的影响.最后阐述了目前较流行的烧结工艺以及适用于纳米硬质合金烧结的等离子活化烧结和微波烧结.关键词:纳米硬质合金;粉末制备;晶粒长大抑制剂;烧结+中图分类号:TG135.5文献标识码:AResearchandDevelopmentofPreparationProcessingofNanosizeCementedCarbideQIANKai2you,WANGXing2qing,HEBao2shan,GUOHai2liang(SchoolofMaterialScienceandEnginee
3、ring,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Theresearchanddevelopmentofpreparationprocessingofnanosizecementedcarbidearereviewed.Themeritsanddrawbacksoftwodifferentwaysofproducingnanosizepowderarecompared,andthesprayconversionprocessingisintr
4、oducedindetail.Theexperimentaldatashowthatthetypeofgraingrowthsuppressorandthewayinwhichthesuppressorisaddedhaveagreatinfluenceongraingrowth.Finallyapopularsinteringprocessingandadvancedplasmaactivationsinteringandmicrowavesinteringtechniquesareaddress
5、ed.Keywords:nanosizecementedcarbide;powderpreparation;graingrowthinhibitor;sintering[2]通常硬质合金切削工具是用微米级WC2Co粉低.尤其是纳米WC材料能够在提高硬度的前提[3]末制造.随着对硬质合金工具性能要求的不断提高,下,显著地提高材料的韧性.在纳米WC基硬质合研究人员发现:要提高产品的硬度、耐磨性和耐蚀金生产中,寻找有效抑制晶粒长大的新方法(包括粉性,需要增加WC的含量;要提高产品的强度、韧性末制备、抑制剂
6、、烧结工艺)正成为当今世界硬质合和加工性能,需要增加Co的含量,这在提高硬度和金领域研究的一个热点.强度之间产生了矛盾.为此人们已经开始采用更细[1]1粉末制备的粉末,因为研究表明,当WC晶粒尺寸减小到亚微米以下时,材料的硬度、韧性、强度、耐磨性能都得生产纳米级粉末的方法主要有长时间球磨法和到了提高,同时,达到完全致密化所需的温度越喷雾转化法.虽然这两种方法都能生产出纳米级的X收稿日期:2000212218作者简介:钱开友(1974～),男,安徽铜陵人,硕士生,主要从事超细硬质合金的研究.·134·
7、上海大学学报(自然科学版)第7卷粉末,但是不同的方法生产出的粉末在烧结过程中是空心的75Lm球体(典型是20～100Lm)所组成,[4]会有不同的表现.可能存在的原因是不同生产方含有千百万WC晶粒分布在钴基体中.由于工艺是TM法导致晶粒中发生明显不同的内应力、缺陷和合金从溶液开始的,所以Nanocarb粉末是分子级混相分布,从而影响了这些晶粒的烧结动力学.通过球合,无需研磨,并且从一开始,工艺就不受环境影响.磨法来生产纳米级粉末,所需要的时间比生产普通2抑制剂的加入粉末长.一般生产普通粉末需要48～
8、72h,而生产纳米级粉末至少需要72h以上.这一较长的球磨时纳米级硬质合金晶粒在烧结中极易快速长大.间是尽量减小WC团粒尺寸、使钴粘结剂及晶粒长晶粒的长大会导致强度的下降,单独粗大的WC晶大抑制剂在整个高表面积的粉末中均匀分布所必需粒常常是合金断裂的重要因素.添加抑制剂能够有的.但是,过度延长球磨时间来细化晶粒也是不可取效阻止WC晶粒在烧结过程中的长大,而消除WC[12]的,因为这会增加压制过程中的裂纹倾向和烧结过晶粒的局部长大在于抑制剂的均匀分布.[5]程中的晶粒长
