Page 38 - 理化检验-物理分册2022年第六期

邓四文: 相同硬度的高钴和低钴含量硬质合金性能比较

金和高钴细颗粒硬质合金, 比较相同硬度下低钴粗 1.6 μ m ; 两者采 用 的 钴 粉 费 氏 粒 度 均 为 1.11 μ m 。

颗粒硬质合金和高钴细颗粒硬质合金的性能, 并评 由于 YG18T 的粉料太细, 需增加晶粒长大抑制剂

估其耐磨性和抗折断能力, 采用金相检验、 力学性能 碳化钽( TaC ), 其费氏粒度为 1.45 μ m 。粉料的化
试验等方法对这两种硬质合金的选用原则 进行了 学成分如表 1 所示 [ 7-9 ] 。
分析。 采用小罐球磨筒进行配料, 以钴为黏结剂、 石腊
为成形剂, 为了使 YG8T 和 YG18T 的硬度相同, 需
1 材料的配制
将碳元素的质量分数控制为 6.11% 和 6.08% , 所以
制作了含钴的 质 量 分 数 分 别 为 8% 和 18% 的 YG18T 的配料中需加质量分数为 0.4% 的钨粉。每

WC 硬质合金, 分别命名为 YG8T 和 YG18T , 硬度 罐加 0.27 L 酒 精, 0.025 k g 石 腊, 0.17 g 油 酸

为( 1300±50 ) HV 。 ( 0.2mL ), 料球比为 1∶1 , 装填系数为 0.5 , 球磨时间
YG8T 中 WC 粉 ( WC-1 )的 费 氏 粒 度 为 为 48h , YG8T 和 YG18T 的 混 合 配 料 成 分 如 表 2

2.8 μ m , YG18T 中 WC 粉 ( WC-2 ) 的 费 氏 粒 度 为 所示。

表 1 粉料的化学成分 %
费氏粒度 / 质量分数
粉料
μ m Co Ni Fe Cr Ta V Nb Ti Ct O

WC-1 粉 2.80 <0.0001 <0.0001 <0.0019 <0.0001 <0.0020 <0.0015 <0.0001 <0.0005 6.11 <0.05

WC-2 粉 1.60 <0.0003 <0.0001 <0.0020 <0.0110 <0.0001 <0.0001 <0.0005 <0.0002 6.11 <0.06

Co粉 1.11 >99.97 <0.0013 <0.0020 — — — — — — <0.38
TaC 粉 1.45 — — <0.020 — — — <0.04 — 6.13 <0.14
W 粉 2.20 <0.015 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 — <0.04
表 2 YG8T 和 YG18T 的混合配料成分 % 定测试试样的密度; 采用 YSK-IV 型矫顽磁力计, 按

质量分数 照 GB / T3848 — 2017 《 硬质合金 矫顽( 磁) 力测定
牌号
WC-1 粉 WC-2 粉 Co粉 TaC 粉 W 粉 方法》 测试试样的矫顽力; 采用 MCoMT-Ⅱ 型钴磁

YG8T 92 — 8 — — 测量仪, 按照 GB / T23369 — 2009 《 硬质合金磁饱和

YG18T — 82 17.5 0.1 0.4 ( MS ) 测定的标准试验方法》测量试样中钴的含量。
将方形试 样 用 DK7735 型 线 切 割 机 切 成 尺 寸
混合料经过滤、 烘干、 擦筛、 制粒等工序形成可压 ( 长 × 宽 × 高) 为 20 mm×20 mm×15 mm 的小方

制料, 在 DORST 型双向压机上按制好的模具压制试 块, 在 CAST N Vac1000 型真空镶嵌机上采用环氧

样, 压力为150 MPa~200 MPa , 制备 10 个横向断裂
树脂对试 样进行镶嵌; 用 EcoMet300 / AutoMet300
强度试样用于检测横向断裂强度( 抗弯强度), 10 个 型金相抛磨机进行粗磨、 精磨、 研磨和抛光; 用消磁
冲击韧性试样用于检测冲击韧性, 4 个方形试块用于 器进行消 磁; 将 试 样 浸 泡 在 乙 醇 中, 在 SK8200HP
金相检验以及硬度、 密度、 粒度等测试, 6 个磨损试样 型超 声 波 清 洗 器 中 进 行 清 洗。 经 吹 干 后, 按 照
用于检测材料的耐磨性。将压制好的料各配在两炉 GB / T3489 — 2015 《 硬质合金 孔隙度和非化合碳的

中烧结, 不同晶粒度的硬质合金不放在同一炉中。配 金相测定》 的要求用 OLYMPUSBX51RF 型光学显

炉 采 用 低 压 烧 结, 烧 结 温 度 分 别 为 1480℃和 微镜进行孔隙度和非化合碳的测定。采用体积分数

1410℃ , 加压压力为5MPa 。 均为 20% 的铁氰化钾和氢氧化钾水溶液的混合溶
液作为腐蚀剂, 对试样抛光面按时间长度进行轻度、
2 试验方法
中度和重 度 腐 蚀, 并 分 别 清 洗 吹 干 后, 按 照 GB / T
将烧结出来的试样在 DY618S 型平面磨 床 和 3488.1 — 2014 《 硬质合金 显微组织的金相测定 第1

120 金刚石 砂 轮 上 进 行 粗 磨, 再 用 消 磁 器 进 行 消 部 分: 金 相 照 片 和 描 述 》 的 规 定 用 OLYMPUS
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磁。将方 形 试 块 用 酒 精 进 行 清 洗、 吹 干 后, 采 用 BX51RF 型光学显微镜进行 η 相、 γ相、 α相的测定;

BSA-224S-DS1 型密度仪。按照 GB / T3850 — 2015 采用 Quanta650 型扫描电镜( SEM ) 对试样进行分

《 致密烧结金属材料与硬质合金密度测定方法》 的规 析, 按照 GB / T 3488.2 — 2018 《 硬质合金 显微组织

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