超细晶粒硬质合金的力学性能与微观结构.pdf

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1、·机械制造·张晶，等·超细晶粒硬质合金的力学性能与微观结构超细晶粒硬质合金的力学性能与微观结构张晶，商义叶，潘永智(1．济南职业学院机械制造系。山东济南250103；2．济南大学机械工程学院，山东济南250022)摘要：对国内外用于航空铝合金高速铣削h-Y-的1O种硬质-bx-~7／具进行了化学成分和力学性能的检测。采用x射线衍射法、x射线荧光法、扫描电子显微镜、金相显微镜和体视显微镜等手段，对比分析了硬质合金化学成分、显微结构及其缺陷对其力学性能的影响。结果显示，超细硬质合金具有比亚微米硬质合金具有更优越的力学性能。当超细硬质合金的Co含量为12wt％，WC晶粒度为

2、O．3—0．5m时，硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为1460x9．8N／ram，10MPa·m和4300MPa，其综合力学性能最好。超细硬质合金对其结构缺陷相当敏感，晶粒分布不均匀、co池和孔隙等结构缺陷形成了初始裂纹源，对材料的断裂韧性和抗弯强度产生不利影响。关键词：硬质合金；相组成；微观结构；结构缺陷中图分类号：TG13文献标志码：A文章编号：1671—5276(2013)03—0036—03MechanicalPropertiesandMicrostructureOfIJ1tra-fineCementedCarbidesZHANGJing。SHANCYi—ye．P

3、ANYong—zhi(1．DepartmentofMechanicalEngineering，JinanVocationalCollege，Jinan250103，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofJinan，Jinan250022，China)Abstract：Thechemicalcompositionsandmechanicalpropertiesof10differentcementedcarbideend—millsforhighspeedmillingofaero-spacealuminum

4、alloysarecheckedbyXRD，XRF，SEM，me~lographicmicroscopeandstereomicroecope．Theinfluencesofphasecom-positionsandmicrostructuresonmechanicalprop~}rtiesareinvestigated．Theresultsshowthatthemechanicalpropertyofultra-finecemen—tedcarbideisbetterthanthatofsubmicroncementedcarbide．Whenthecobaltco

5、ntentis12wt％andaverageWCgrainsizeis0．3—0．5Dm．theVickershardness(HV30)，fracturetoughnessandbendingstmn~hofultra—finecementedcarbidesare1460×9．8mm2，tOMPa·m，4300MPa，respectively．Ultra·finecementedcarbidesaresensitivetoitsstructuredefects．Theinitiatecracksgeneratedbyit-regularlydistributedg

6、rainsize，coba~poolandporesexerciseadvemeefectonfracturetoughnessandbendingstrength．Keywords：cementedcarbide：phasecomposition；microstructure；structured~ects随着航空工业的发展，航空铝合金以其高强度、低密硬质合金的相组成、微观组织结构及结构缺陷对力学性能度、切削性能优越的特点，广泛应用于飞机结构件的制造的影响，为高速数控刀具材料研制和刀具切削性能研究提中。飞机结构件多为大型薄壁件，金属切除量大，表面品供了试验和理论依据

7、。质和尺寸精度要求高，通常采用整体硬质合金刀具进行高速铣削加工。高速铣削加工是断续切削；~nq-过程，刀具承1实验受很高的机械循环载荷和热交变载荷，在热力耦合不均匀强应力场作用下容易产生粘结一扩散磨损和疲劳破损，因对国内外用于航空铝合金高速铣削加工的10种硬质此要求刀具材料具有优良的综合力学性能，即高的硬度、合金刀具材料(试样SI-SIO)进行了化学成分和力学性能抗弯强度和断裂韧性。随着棒料成型一烧结工艺的发展，的检测。通常认为WC晶粒尺寸≤0．5Ixm的硬质合金为硬质合金晶粒不断细化，由细晶粒向亚微米晶粒乃至超细超细晶粒硬质合金；WC晶粒尺寸在0．