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基体对涂层硬质合金组织和性能的影响

王社权  
【摘要】: 目前,涂层硬质合金可转位刀片使用越来越广泛,不同的使用领域对涂层合金提出不同的要求。但要获得性能优良的涂层硬质合金,必须要有性能优良的专用硬质合金基体与涂层相配合。 本文采用4种成分不同的硬质合金基体,WC-Co、WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-6%Co、WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-10%Co、WC-(W,Ti)C-(Wa,Nb)C-TiCN-Co。通过常规的检测、金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、切削实验等一些手段,研究了碳含量和烧结气氛对硬质合金基体性能的影响,TiCN含量对WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-TiCN-Co合金性能的影响,涂层硬质合金的界面结构及切削性能,涂层硬质合金在不同应用条件下切削性能的优缺点。本研究的结果表明: 1.WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-TiCN-Co基体由于含有脱β层,综合性能十分优越。抗弯强度比WC-Co、WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-6%Co合金高,硬度与WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)-6%Co合金相当。 2.基体的性能受碳含量和烧结气氛的影响,随着合金碳含量的增加,合金的抗弯强度和硬度依次下降。在Ar气下烧结,WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-6%~10%Co合金由于有(W,Ti)C和(Ta,Nb)C固溶体的存在,表面有Co相聚集。 3.合金基体进行涂层后,合金的抗弯强度大幅下降。基体配碳量低,在基体和涂层之间形成脱碳相。 4.WC-Co基体涂层合金适合于加工铸铁,低Co含量的WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-Co合金适合于加工钢材,高Co含量的WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-Co合金在切削实验条件下基本无明显的优势。表面富Co层(脱β层)合金由于刃口强度高,综合使用性能良好。


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