抑制劑在硬質(zhì)合金生產(chǎn)中的作用
發(fā)布日期：2015-07-21
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硬質(zhì)合金生產(chǎn)工業(yè)中，添加抑制劑能夠有效阻止WC(碳化鎢)晶粒在燒結(jié)過程中的長大，而消除WC晶粒的局部長大在于抑制劑的均勻分布。不同種類抑制劑的影響，常用的抑制劑有VC、Mo2C、Cr3C2、NBC、TaC、TiC，晶粒長大抑制劑的加入量一般以抑制劑在液態(tài)粘結(jié)相中達(dá)到飽和濃度為限，此時(shí)可得到最細(xì)的顯微結(jié)構(gòu)。 目前所用的抑制劑一般會降低合金的韌性，不可多加。抑制劑在液態(tài)粘結(jié)相中的溶解度取決于該碳化物的化學(xué)穩(wěn)定性，具有較低化學(xué)穩(wěn)定性的碳化物在粘結(jié)相中表現(xiàn)出較高的飽和濃度。實(shí)踐證明，控制WC晶粒長大抑制劑的抑制效果以VC 最好，其次是Cr3C2、NbC、TaC。
美國Rutgers大學(xué)通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)WC-9.8Co-0.8 Cr3C2-0.4VC 的超細(xì)硬質(zhì)合金的性能比單獨(dú)添加VC或Cr3C2要好。近年來，R. k. sakangi 等人研制出一種新的抑制劑（又稱Master 合金）。他們把難熔金屬碳化物（如VC、Cr3C2）加入到富Co 基體中形成的固溶體作為抑制劑。這種固溶體抑制劑能夠使納米WC晶粒得到有效控制,主要原因在于：
1.抑制劑碳化物在納米復(fù)合材料中分散極為均勻，從而保證了燒結(jié)時(shí)WC 晶粒長大得到更加有效的控制；
2.加有抑制劑碳化物的富Co基體熔點(diǎn)降到1200 C 以下；
3.可能在液相Co中形成了穩(wěn)定的金屬／非金屬原子團(tuán)，即W、V、Cr／C 原子團(tuán)。這種原子團(tuán)阻礙了W和C 原子從一個(gè)晶粒向另一個(gè)毗鄰晶粒的液相遷移，從而進(jìn)一步降低了WC 晶粒的長大速度。這一因素可能是決定性因素。以固溶體形式加入的合金各項(xiàng)性能指標(biāo)較好，抗彎強(qiáng)度有較大的提高。
抑制劑對合金的性能有顯著的影響，添加量相同時(shí)，添加VC的合金比加Cr3C2的合金有更高的硬度，但抗彎強(qiáng)度則要低些；在加VC的合金中，WC晶粒更細(xì)，合金的硬度更高；加Cr3C2時(shí)，WC 顆粒較粗，由于Cr3C2固溶在粘結(jié)相中的相對含量增加，合金中粘結(jié)相的平均自由程增加，此時(shí)，合金有更高的斷裂韌性。
由于各種添加劑對合金性能的影響效果不同，通?？紤]同時(shí)添加兩種或多種抑制劑。一般來說，需要優(yōu)良的綜合性能的合金，可添加VC+ Cr3C2兩種抑制劑。日本東芝公司研究的WC+0.6% Cr3C2+15%CO 合金，抗彎強(qiáng)度達(dá)到5000 MPa ；如果對合金的抗壓強(qiáng)度、斷裂韌性、抗蠕變性、抗氧化性和耐腐蝕性等性能有一定要求，添加（Ta/Nb）C 或Cr3C2對超細(xì)硬質(zhì)合金有較好的效果。
添加0.2％的Cr3C2硬質(zhì)合金抗彎強(qiáng)度降低300MPa，添加量超過0.2％則合金的抗彎強(qiáng)度繼續(xù)下降。VC含量較低(0.1％)時(shí)，合金的抗彎強(qiáng)度下降很小，合金的耐磨性有了明顯的提高，隨著VC 添加量的增加，耐磨性也隨之提高，當(dāng)添加量為0.4％時(shí)，磨損體積達(dá)到最小值，比未添加的硬質(zhì)合金耐磨性提高了40％左右。 硬質(zhì)合金生產(chǎn)工藝每一個(gè)細(xì)節(jié)都會影響到合金性能，嚴(yán)格控制每一道生產(chǎn)工序，保障硬質(zhì)合金產(chǎn)品的最佳使用性能是合金生產(chǎn)廠家最基本的責(zé)任和義務(wù)。
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專欄：行業(yè)動態(tài)
作者：
佚名
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