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轻、重稀土对WC-0.4TaC-10Co硬质合金微观组织和性能的影响

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０ ． ４ Ｔ ａ Ｃ一 １ ０ Ｃ ｏ 合金混合料． 每个 球磨罐装复合 粉料 １ ０ ０ ｇ ， 硬质合金磨球 直径分别 为 １ ０ ｍ ｍ
和 ｍｍ， 球料 比为 ５ ： １ ； 加入 ５ Ｏ ｍ ｌ 无 水 乙醇 （ 分 析纯 ） 及 １ ｇ硬脂 酸 ， 密封 球磨 罐 ． 用 Ｎ Ｄ ２型
镜（ Ｓ Ｅ Ｍ） 观察 其微 观形 貌． 结果 表 明 ： 轻稀 土 的添 加 有助 于增加 合 金 的 致 密度 ， 重稀 土的 添加 有助 于增 加合 金 的横 向 断裂 强度． 另外 ， 稀 土的 添加 可 以抑 制 ＷＣ 晶粒 的 长 大 ， 但 稀 土的 加入
对试 样 的硬 度没 有 明显影 响．
行 星式 高 能球磨 机球 磨 ， 球磨 ４ ８ ｈ后用 Ｌ Ａ一
９ ５ ０激 光散 射 粒 度分 布 分 析 仪 和 Ｆ Ｅ Ｉ Ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ａ ２ ５ ０
稀 土元 素作 为一 种 高效 硬 质 合 金 添 加 剂 已
经应用于刀具行业 ， 但是从 目前的文献报道 中可
［ 关键 词 ］ 硬 质合金 ； 稀土 ； 致 密度 ； 横 向断裂 强度 ； 硬度
［ 中图分类号 ］ Ｔ Ｇ １ ３ ５ ． ５ ［ 文献标志码］ Ａ ［ 文章编号］ １ ６ ７ ３— ８ ０ ０ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ０ ８ — ０ ４
随着 机械 加工 行业 的快 速 发展 ， 工 具 产业 的 市场潜 力 巨 大 ， 中 国刀 具 市 场 将 以年 均 １ ０％ 一 １ ５ ％左 右 的速 度增 长 ， 至２ ０ １ ５年达 到 ５ ５～ ６ ５亿
为 机 械加 工 行业 发 展 的关 键 ， 而 硬 质 合 金 作 为 刀 具 的 主 体 材 料 近 年 来 也 已 成 为 研 究 的 热 点 ｊ ．
采 用轻稀 土 Ｌ ａ 、 ｃ ｅ 、 Ｎ ｄ和 重 稀 土 Ｙ， 经 计 算
制备 含 稀土 ０ ． １ ％、 ０ ． ２％、 ０ ． ３ ％、 ０ ． ４％和 ＷＣ一
试 验用 的原 料及 其平 均 粒度 如表 １ 所示． １ ． ２ 试 样 制备
合 金性 能 的影 响 ， 初 步 探 明轻 、 重稀 土 对 硬 质合 金作 用机 理 的不 同 ， 并 确定 较 为合 理 的稀 土添 加
剂 配 比．
［ 收稿 日期］ ２ ０ １ ３—１ ０—１ ５ ［ 基金项 目］ 重庆市教委科学技术研究项 目（ Ｋ Ｊ １ １ １ ２ ０ ９ ） ．
１ ． ４ Ｓ Ｅ Ｍ 形貌 观察 在Ｆ Ｅ Ｉ Ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ａ ２ ５ ０型 扫描 电镜 下观 察显 微 组
用 排水 法测 定合 金试 样 的密 度 ， 取 ３个 相 同 成 份试 样 的平 均值表 示其 密 度． 用Ｈ Ｒ一１ ５ ０ Ａ型
织， 并进 行 能谱测 试 ．
洛氏硬度计测定试样 的硬度值 （ Ｈ Ｒ Ａ） ， 每个试
样 测 ５个 点 ， 取 其平均值． 在 Ｓ Ｇ Ｙ一 ５ ０ ０ ０ ０型 数
２ 试 验 结 果及 讨 论 分 析
２ ． １ 稀 土含 量 对 合 金 的密 度 、 横 向 断 裂 强 度 的
在 球磨 结束 前 ５ ｈ加入 ２ ｗ ｔ ％的石 蜡作 为成 型剂． 球磨后将球磨罐 放人 Ｄ Ｚ Ｆ一６ ０ ５ ０型 真 空 干 燥箱 干燥 ， 干燥 后 取 出 ， 研磨 混 合 料 并过 筛 ． 将
［ 作者 简介］ 李力 （ １ ９ ８ ４～） ， 男， 河南 洛阳人 ， 讲师， 在读博士 ， 主要从事硬质合金刀具材料制备方面 的研究
８
混 合料 放人 Ｂ型硬 质合 金试 样模 具 ， 在液 压机 采
２ ２ ３真空烧 结 炉 中 以 １ ３ ８ ０℃ 烧结 １ ｈ制 成 合金
试样．
用２
表１ 原料粉体的基本参数
１ ． ３ 试 样 的性 能检测
２ ０ １ ４年 ３月
重 庆 文 理 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｍ Ｍ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ 【 ｙ ｏ ｆ Ａａｓ ａ ｎ ｄ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ
Ｍａ ｌ ＂ ．． ２ ０１ ４ Ｖ０ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． ２
以看 出 ， 对 稀 土 元 素 作 用 机 理 的 研 究 还 未 成 体
系， 有些 结 论 甚 至 相 互 矛 盾 ¨ ２ 。』 ． 本 文 从 不 同 的 稀 土组元 人 手 ， 试 图阐述不 同的稀 土 元 素对 硬 质
型扫描电镜测试分析混合料粒度 ， 结果表明平均
粒度为 ０ ． ４ ｍ．
第３ ３卷
第 ２期
轻、 重 稀 土 对 ＷＣ一 ０ ． ４ Ｔ ａ Ｃ一１ ０ Ｃ ｏ 硬 质 合 金 微 观 组 织 和 性 能 的 影 响
李 力 ， 陈巧 旺 ， 刘 兵
（ 重庆文理学院 重庆市高校微纳米材料Ｔ程与技术重点实验室 ， 重庆 永川 ４ ０ ２ １ ６ ０ ）
１ 实验 方 法 与 步 骤
１ ． １ 合 金 ＷＣ一 ０ ． ４ Ｔ ａ Ｃ一１ ０ Ｃ ｏ 粉 体 制备
美元 ， 稳居 全球 第一 ． 另外 ， 预计 中 国汽车 业 未来 １ ０年 有 望 继 续 维 持 较 大 幅度 的 增 长 ． 在 激 烈 的 行业 竞争 中 ， 更需要提高切削效率和加工质量 ， 降低 生产 成本 ． 显然 ， 使 用 高 效 优 质 的 刀 具 成
［ 摘
要］ 选 用 ＷＣ、 Ｔ ａ Ｃ、 Ｃ ｏ 粉 和稀 土粉 末 配制 不 同稀 土含 量 的 ＷＣ一 ０ ． ４ Ｔ ａ Ｃ一１ ０ Ｃ ｏ 合 金 混合
料， 经球 磨后 压制 ， 在１ ３ ８ ０℃ 温度 下真 空烧 结． 测 试烧 结试 样 的机械 性 能 ， 采 用扫描 电子 显微

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高锰钢中稀土合金的行为-朴东学

高锰钢中稀土合金的行为-朴东学


以上几点仅供参考.欢迎批评指正。
谢谢各位！
0.3%RE
0.6%RE
图4 不同稀土加入量时高锰钢铸态应力-应变曲线
可看出，高锰钢拉伸曲线包括弹性变形与均匀塑性变形两个阶段，均表 现出材料屈服后强度随应变直线上升，加工硬化明显，维持较长段的均匀变形， 达到最高强度后马上失效，基本无颈缩。加入0.3%稀土硅铁合金的高锰钢抗拉 强度是652MPa，屈服强度是420MPa，伸长率是36.3%；加入0.6%稀土硅铁合 金的高锰钢抗拉强度是560MPa，屈服强度是309MPa，伸长率是4.7%。从而可 知，加入0.6% 稀土硅铁合金的高锰钢的强度低于加入0.3%稀土硅铁合金的高锰 钢。适量稀土能够净化钢液，细化晶粒，改善非金属夹杂物的形状、大小、数量 、分布，使夹杂物数量减少。少量细小的近似圆粒状夹杂弥散分布于奥氏体晶内 ，使夹杂对韧性危害降低到最低程度；过量的稀土加入后，晶粒大小不均匀，稀 土夹杂物出现偏聚，在外界压力作用下，应力易集中于稀土夹杂物处，沿此处断 裂。
1.试验材料和试验方法及试验内容:
1.试验材料和试验方法及试验内容: 试验用高锰钢，其化学成分和稀土硅合金的加入量见表1。
注：稀土合金中RE含量为20.5%：
采用电火花钼丝切割机，从标准Y型试块中取得10mm×10mm×5mm 的金相试样和 Ф 10x110mm抗拉试样；用测定润湿角和润湿高度方法测定钢液表面张力；用 金相显微镜与扫描电镜观察铸态组织、晶粒与稀土夹杂物的分布与形态；用能谱仪 分析夹杂物组成及含量；在电子式万能试验机上对稀土铸态高锰钢进行拉伸试验获 得应力应变曲线（拉伸速度1mm/min）；用扫描电镜观察高锰钢断口形貌和特征；
2.2 稀土对高锰钢夹杂物的影响：
图2 是分别加入为0.3%、0.6% 稀土硅铁合金的铸态高锰钢夹杂物的SEM 形 貌及其对应能谱。
钴对硬质合金生产的影响及对策

钴对硬质合金生产的影响及对策

钴对硬质合金生产的影响及对策钴对硬质合金生产的影响及对策欧应龙（中南工业大学粉末冶金厂长沙，４１００８３）摘要描述了钴在硬质合金中的重要作用及其战略地位；分析了研制代钴金属或合金粘结剂的必要性、迫切性和可行性；讨论了代钴粘结剂及新型硬质合金的研制实践及其重要意义。

关键词：钴生产与供应，硬质合金，铁基粘结剂，镍基粘结剂，铁－钴－镍粘结剂１研制代钴金属或合金粘结剂的必要性和迫切性１．１钴在硬质合会中的作用及其战略地位ＷＣ－ＣＯ硬质合金于１９２３年问世。

１９２６年该合金首先被用于制做钨丝热拨模具。

该类合金具有独特的耐磨损能力及抗压强度，从而最终被用于制造切削刀具、耐磨零件、顶锻工具、压模及采矿工具等。

硬质合金是由硬质的碳化物和软质的粘结金属所组成，碳化物为合金提供承受负荷的能力和耐磨性，粘结金属则通过它在室温下的塑性形变的能力而赋予硬质合金耐冲击的韧性。

硬质合金是通过液相烧结而成的，粘结金属对硬质相的润湿对于获得良好的烧结制品起着非常重要的作用。

自１９２６年Ｋｒｕｐｐｗｉｄｉａ成功地生产出第一个ＷＣ－Ｃｏ商品硬质合金以来，钴已成为ＷＣ硬质合金的万能粘结剂，其中９０％以上的硬质合金以金属钻作为粘结剂。

美国是第一号钴金属消费大国，其用钴量约占世界总量的四分之一，且其中约４２％用于制造硬质合金（包括耐热合金）；我国则有７０％的钴消耗量用于生产硬质合金。

可见，钴对硬质合金生产具有重要影响。

钴的高功能合金钢与优质合金，多用于航空航天工业，例如制造飞机引擎与飞行器骨架等。

钨钴硬质合金系列用于高硬度表面的切削刀具刀尖和采掘设备，以及外科手术耐用器械。

有些强效永久性磁铁，也是钴合金制造。

正是由于钴具有上述优越性能，美国历来把钴作为储备金属，其国家防务储备中心在储备物资，总值上，除钛和铁－铬外，现在钴已超过所有其他金属。

由于钴的供给主要来自干政治动荡的中非地区，缺少安全保证，在美国战略储备清单上，钴一直处于“突出地位”。

稀土La和Ce对ZL201合金铸造性能的影响

稀土La和Ce对ZL201合金铸造性能的影响

金属铸锻焊技术 Ｃａｓｔｉｎｇ·Ｆｏｒｇｉｎｇ·Ｗｅｌｄｉｎｇ
2008 年 8 月
● 铸造技术 ●
稀土 La 和 Ce 对 ZL201 合金铸造性能的影响
米国发，刘彦磊，龚海军
（河南理工大学 材料科学与工程学院，河南 焦作 ４５４００３）
摘 要：研究了稀土 Ｌａ 和 Ｃｅ 的加入对 ＺＬ２０１ 合金流动性、自由线收缩、合金热裂倾向的影响。试验表明：稀
Ｃｕ
Ｍｎ
Ｔｉ
Ｆｅ
Ａｌ
４．８７
０．８５
０．２０
０．１７
余量
1.2 合金熔炼 合 金 在 ７．５ ｋＷ 的 井 式 电 阻 炉 中 熔 化 ，用
ＧＫ－２ 型温度控制仪对炉温进行控制。为防止增 铁，选用石墨坩埚熔炼。将备用的定量 Ａｌ－１０％Ｌａ 和 Ａｌ－１０％Ｃｅ 中间合金用铝箔包好，在熔体温度达 到 ７６０℃时用钟罩压入，静置 ５ｍｉｎ 后对熔体轻微 搅拌以使稀土充分熔解和分布均匀。再静置 ３０ ｍｉｎ，其间熔体不需经任何其它净化处理。浇注前用 镍铬-镍硅热电偶测量熔体的实际温度，撇渣后于 ７２０ ℃进行浇注。 1.3 试验仪器及原理
４５０
３５０
２５０ ０
０．２
０．４
０．６
０．８
Ｌａ 和 Ｃｅ 的加入量（质量分数，％）
图 １ 稀土对合金流动性的影响 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｅｌｅｍｅｎｔｓ
ｏｎ ｆｌｕｉｄｉｔｙ ｏｆ ａｌｌｏｙ
ｍｍ。而当加入 Ｃｅ 的质量分数为 ０．５％时，流动性 提高到 ６１５ ｍｍ，比未加稀土合金的流动性增长了 ３３８ ｍｍ；加入质量分数 ０．６％的 Ｌａ 后，合金流动 性也增加了 １８３ ｍｍ。可见不同稀土元素的加入对 ＺＬ２０１ 合金的流动性的提高有显著的作用。
硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路【深度解读】

硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路【深度解读】

硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路【深度解读】内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.材料、结构和几何形状是决定刀具切削性能的三要素，其中刀具材料的性能起着关键性作用。

国际生产工程学会(CIRP)在一项研究报告中指出：“由于刀具材料的改进，允许的切削速度每隔10年几乎提高一倍”。

刀具材料已从20世纪初的高速钢、硬质合金发展到现在的高性能陶瓷、超硬材料等，耐热温度已由500——600℃提高到1200℃以上，允许切削速度已超过1000m/min，使切削加工生产率在不到100 年时间内提高了100多倍。

因此可以说，刀具材料的发展历程实际上反映了切削加工技术的发展史。

常规刀具材料的基本性能1) 高速钢1898 年由美国机械工程师泰勒(F.W.Taylor)和冶金工程师怀特(M.White)发明的高速钢至今仍是一种常用刀具材料。

高速钢是一种加入了较多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，其含碳量为0.7%——1.05%。

高速钢具有较高耐热性，其切削温度可达600℃，与碳素工具钢及合金工具钢相比，其切削速度可成倍提高。

高速钢具有良好的韧性和成形性，可用于制造几乎所有品种的刀具，如丝锥、麻花钻、齿轮刀具、拉刀、小直径铣刀等。

但是，高速钢也存在耐磨性、耐热性较差等缺陷，已难以满足现代切削加工对刀具材料越来越高的要求；此外，高速钢材料中的一些主要元素(如钨)的储藏资源在世界范围内日渐枯竭，据估计其储量只够再开采使用40——60年，因此高速钢材料面临严峻的发展危机。

2) 陶瓷与硬质合金相比，陶瓷材料具有更高的硬度、红硬性和耐磨性。

因此，加工钢材时，陶瓷刀具的耐用度为硬质合金刀具的10——20倍，其红硬性比硬质合金高2——6倍，且化学稳定性、抗氧化能力等均优于硬质合金。