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硬質合金深冷處理研究進展

發布時間: 2020-12-17  點擊次數: 108次

硬質合金自 1923 年問世以來,人們主要通過改進其燒結工藝、製備超細 WC-Co 複合粉末以及表麵強化等方法來不斷優化它的性能。然而,
由於上述方法存在設備複雜、製備成本高、技術難度大等問題,在一定程度上製約了我國硬質合金產業的轉型升級。深冷處理作為一種低能耗、
無汙染、操作便捷的新型材料改性技術,能夠有效提高材料的力學性能、耐磨性、尺寸穩定性、耐腐蝕性以及導電 /導熱性等多種性能,並在多種材
料的產業化方麵得到了成熟的應用。因此,將深冷處理用於優化硬質合金的性能,能夠有效避免傳統改性方法的不足,為高效、低成本地改善硬
質合金性能提供了新的工藝路線。
然而,由於硬質合金的深冷處理研究起步較晚,因此其深冷處理工藝和改性機理兩方麵依然麵臨諸多問題。近年來,人們在實驗室研究了硬
質合金經深冷處理後各方麵性能的變化,同時對深冷處理工藝參數與宏觀性能變化的影響規律,以及宏觀性能發生變化的微觀機製開展了深入
的研究,並取得了一定的成果。
大量試驗表明,深冷處理能夠顯著改善硬質合金的抗彎強度、耐磨性和切削性能,可有效延長硬質合金工具的使用壽命,而對其硬度和韌性
影響不大。硬質合金性能的改善效果與深冷處理工藝參數密切相關,較低的深冷處理溫度與較長的保溫時間有利於其性能的提高,但是硬質合
金性能並不隨深冷處理溫度的降低和保溫時間的延長而呈線性變化。一般而言,對於特定成分的硬質合金,存在更佳的深冷處理工藝參數。深
冷處理對硬質合金服役性能的強化機製主要是黏結相 Co 的馬氏體相變、η 相的彌散析出以及材料表麵殘餘應力狀態的改變等方麵。
本文歸納了硬質合金深冷處理的研究進展,並結合本團隊的研究工作,分別介紹了深冷處理對硬質合金的力學性能、服役性能、微觀組織、殘
餘應力等方麵的影響,分析了深冷處理工藝參數對硬質合金的性能的影響規律,探索了微觀組織、殘餘應力與性能之間的相互關係及作用機理。
本文基於目前硬質合金深冷處理的研究現狀及當前研究中存在的不足,對其未來的研究方向與產業化前景進行了展望。

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