Résumé: Les deux facteurs clés pour la préparation des carbures cémentés nano / ultra-fins WC-Co sont la préparation -Aration de poudres composites nano / ultrafines WC-Co de haute qualité et le contrôle de la croissance des grains pendant le frittage. Les progrès de la recherche au pays et à l’étranger au cours des dernières années ont fait l’objet d’un examen approfondi des méthodes de préparation de la poudre composite nano / ultrafine WC-Co et des technologies nano / ultrafine en carbure cémenté WC-Co. En outre, les perspectives de développement et les axes de recherche futurs des carbures cémentés nano / ultrafins WC - Co sont également abordés.Mots clés: carbure cémenté, nano / cristal ultra-fin; La poudre composite WC-Co; Le carbure est un composé dur de métal réfractaire (se réfère principalement à WC, TiC, TaC, NbC, VC, Cr 3 C 2, Mo 2 C, etc.) en tant que phase dure et métal de liaison (se réfère principalement à Fe , Co, Ni Etc.) Pour la phase liante, un alliage préparé par métallurgie des poudres. Comparé à l'acier rapide, au diamant, à la céramique et à d'autres matériaux, le carbure cémenté présente non seulement une bonne résistance, mais également une excellente ténacité. C'est l'un des matériaux pour outils les plus largement utilisés et joue un rôle dans la promotion de la fabrication industrielle et du développement économique national de la Chine. Un rôle décisif. Les carbures à grains nano / ultrafins (lorsque la taille moyenne des grains de WC dans l’alliage est comprise entre 0,1 et 0,6 µm) peuvent efficacement surmonter les incohérences entre la dureté et la ténacité dans les carbures cémentés classiques, ainsi qu’une plus grande fragilité et un ramollissement de processus. Le problème est qu’il présente une double caractéristique haute de dureté et de ténacité élevées. Maintenant, il a développé une série de produits en carbure haut de gamme, tels que des micro-perceuses pour le traitement de cartes de circuits intégrés, des aiguilles pour imprimantes matricielles, des outils d'usinage de trous globaux et des fraises. , forets dentaires et moules de précision, etc., sont largement utilisés dans l’aérospatiale, l’usinage de précision, l’industrie électronique, la fabrication de précision et d’autres domaines. Etant donné que le procédé de métallurgie des poudres est adopté pour la production de carbure cémenté, les étapes comprennent la préparation de la poudre, le pressage et le frittage. Par conséquent, les deux facteurs clés pour la préparation de carbures cémentés WC-Co à grains ultra-fins et nanométriques sont les poudres de cristaux nano / ultrafines de haute qualité. Contrôle de la croissance des grains pendant la préparation et le frittage. Dans cet article, la synthèse de poudres composites nano / ultrafines de WC-Co et de techniques de frittage de carbures nano / ultrafins est passée en revue et passée en revue. La méthode de préparation de la poudre composite nano / ultrafine de WC-Co La méthode traditionnelle de production de WC-Co Les poudres composites Co sont les suivantes: 1) Le WO 3 est obtenu par réduction de l’hydrogène dans la plage de températures de 700 à 900 ° C pour obtenir une poudre de W; 2) La poudre W et la poudre C sont mélangées dans une plage de températures allant de 1400 à 1 600 ° C. Carbonisé pour obtenir de la poudre de WC; 3) On mélange la poudre de WC et la poudre de Co pour obtenir une poudre composite de WC-Co. Le procédé traditionnel n'est pas un procédé idéal pour préparer des poudres composites nano / ultrafines de WC-Co et ses inconvénients sont nombreux. Tout d'abord, la température élevée de carbonisation des poudres de W et C peut facilement provoquer la croissance du grain des poudres et affecter l'uniformité de la distribution granulométrique. Deuxièmement, de nombreux facteurs affectent la qualité des poudres dans le processus traditionnel et il est difficile de contrôler les propriétés de la poudre. Enfin, les méthodes traditionnelles. Flux de production et cycle de production longs, coûts de production élevés. Après presque 20 ans de développement, de nombreuses nouvelles méthodes de préparation de poudre composite nano / ultrafine WC-Co ont été mises au point grâce aux efforts incessants de chercheurs du monde entier. Ils peuvent être divisés en deux catégories principales: approche descendante et approche ascendante. La méthode ascendante consiste à obtenir des poudres cristallines nano / ultrafines à partir du niveau microscopique du niveau atomique ou moléculaire, qui comprend principalement la méthode en solution (méthode sol-gel, méthode par co-précipitation, méthode de conversion par séchage par pulvérisation) et en synthèse en phase gazeuse. . Loi et ainsi de suite. La méthode descendante consiste à obtenir des poudres de cristaux nanométriques / ultrafines à partir de points de vue macroscopiques tels que de grosses particules. Les méthodes principales comprennent le broyage à boulets à haute énergie et les techniques similaires.Fig.1 Taille des grains de carbure nanocristallin WC-7Co et WC-10Co1. 1 Broyage à billes à haute énergieLe broyage à boulets à haute énergie traditionnel implique le chargement de poudres de matière première et de billes de broyage dans un réservoir de broyeur à boulets et l'introduction d'un gaz inerte pour forcer les poudres à subir une extrusion sous l'impact des billes de broyage - soudage à froid - procédés de broyage pour le raffinage du grain Préparation de poudres composites nano / ultrafines de WC-Co. EL-ESKANDARANY MS utilise la poudre W (d <196 μ m) et la poudre C (d <45 μ m) comme matière première, en utilisant des billes d’acier comme moyen de broyage à billes et en obtenant un broyage à billes complet avec un rapport de matière de balle de 10: 1. pendant 120 heures. Nano WC en poudre. Cependant, l'utilisation d'un broyeur à boulets à haute énergie pour produire une poudre composite nano / ultrafine WC-Co présente les inconvénients d'un long temps de broyage à boulets, d'une poudre impure après broyage et d'une faible efficacité de travail. Afin de pallier les inconvénients du broyage à billes à haute énergie traditionnel, les billes de carbure sont généralement utilisées comme billes de broyage pour réduire la contamination des poudres. Parallèlement, de nouveaux procédés de broyage à boulets à haute énergie ont également été mis au point, tels que l’usinage planétaire à double énergie, la synthèse mécanochimique et l’activation mécanique et thermique intégrée.Le broyeur à billes à double entraînement à haute énergie combine principalement la rotation et la révolution du cylindre du broyeur et augmente l'efficacité grâce au champ d'accélération de la gravité généré lors du processus de broyage à billes. BUTLER BG et al. a utilisé un broyeur à boulets planétaire à double entraînement et à haute énergie pour réduire la taille de particules de 0,8 µm de poudres de WC et de WC-Co à 10-20 nm en 10 h à peine.La synthèse mécanochimique fait référence à l’introduction de réactions chimiques lors du processus de broyage à billes, réduisant ainsi le temps d'usinage et améliorant l'efficacité de l'usinage. La synthèse mécanochimique est principalement divisée en deux étapes: la première étape consiste à utiliser des métaux actifs tels que le Mg et le Zn en tant qu'agents réducteurs, et du noir de carbone et certains composés organiques contenant du carbone en tant qu'agents de carbonisation sont ajoutés au réservoir du broyeur à boulets en même temps que le WO 3. Étant donné que le processus de broyage à billes génère une grande quantité d'énergie, WO3 réagit d'abord avec le métal actif pour former W, puis C réagit avec W pour produire du nano-WC. La deuxième étape consiste à mettre la poudre obtenue une fois le broyage à billes terminé dans une solution acide telle que HCl pour éliminer les oxydes métalliques et obtenir une poudre de nano WC pure. HO-SEINPUR A et al. placé WO3, Zn et C dans un réservoir de broyeur à boulets, et après 36 heures de broyage à boulets, la poudre résultante a été trempée dans de l'acide chlorhydrique dilué pendant 2 heures pour obtenir une poudre de WC d'environ 20 nm.Le procédé de synthèse activé par la chaleur mécanique est une nouvelle méthode qui combine le processus de broyage à billes avec le processus de réduction-carbonisation. Sa principale caractéristique est de tirer pleinement parti de la surface hautement active produite par le broyage à boulets à haute énergie pour réduire la température de réduction de la carbonisation et de préparer une poudre composite nano / Ultrafine WC-Co. SHAWLL et ainsi de suite avec 1: 2.4: 0. 7 (rapport molaire) de l'oxyde de tungstène, du graphite et de l'oxyde de cobalt de 20 µm ont été placés dans un broyeur à boulets pendant 6 h à haute énergie, puis la poudre obtenue a été soumise à une réaction de réduction-carbonisation à 1 000 ° C sous gaz argon protection pour obtenir des cristaux. Poudre composite WC-Co de granulométrie de 80 à 200 nm. L'équipe de Song Xiaoyan a réinventé le procédé traditionnel de synthèse activée par la chaleur mécanique et a placé l'oxyde composé obtenu par broyage à billes dans un four sous vide directement pour la synthèse in situ par réduction-carbonisation de poudres composites WC-Co nano / ultrafines. La distribution granulométrique et la composition de la poudre préparée étaient uniformes et la taille des particules variait de 70 à 500 nm. 2 Photographies MEB à l'abrasion de surface de nano-carbure et de carbure cémenté ordinaire1. Méthode en solution 2 Dans la méthode en solution, un sel soluble de tungstène, un sel de cobalt et d'autres matières premières sont ajoutés à une solution pour la disperser au niveau de l'atome ou de la molécule, et une poudre de précurseur est préparée par un procédé spécifique; puis la poudre de précurseur est séchée, réduite, carbonisée, etc. pour préparer un nanomètre. / Poudre composite WC-Co à grains ultra-fins. Dans la poudre de précurseur obtenue par la méthode en solution, chaque phase est uniformément distribuée et existe aux niveaux moléculaire et atomique et a une activité chimique élevée, ce qui peut réduire efficacement la température de réduction et de carbonisation, raccourcir le temps de préparation et favoriser la nano / cristal ultrafine. Préparation des poudres composites de WC-Co. Le procédé en solution peut être divisé en un procédé sol-gel, un procédé de co-précipitation et un procédé de conversion par séchage par atomisation selon différents procédés d'obtention de la poudre de précurseur. Le procédé sol-gel est un procédé de formation progressive d'un précurseur de colloïde visqueux par le processus d'hydrolyse et de polycondensation de sels solubles, puis par séchage et frittage pour obtenir une poudre composite à nano / cristaux ultra-fins. HOLGATE MWR utilise du sel de tungstène, du sel de cobalt et du carbone organique soluble comme matières premières pour obtenir un précurseur de type gel en contrôlant les conditions de synthèse telles que le pH de la solution, puis en obtenant une poudre composite de nano-WC-Co par séchage, procédés de réduction et de carbonisation. La méthode de co-précipitation consiste à préparer une bonne dispersion du précurseur du composite tungstène-cobalt par co-précipitation du sel de tungstène et du sel de cobalt en phase liquide, puis à préparer un composite nano / ultra-fin WC-Co poudre par réduction-carbonisation. MAJH etc. contient 66% de sel de tungstène et 14% de W (fraction massique identique). Le sel de cobalt à 42% de Co a été utilisé comme matière première et une poudre de précurseur composite tungstène / cobalt a été préparée par méthode de précipitation, suivie d'une réduction de H2 et d'une carbonisation dans une atmosphère de CO / CO 2 pour obtenir une nanoparticule ayant une taille de particule d'environ 50 nm / poudre composite Ultrafine WC-Co.Dans le procédé de conversion par séchage par pulvérisation, sel de tungstène soluble, cobalt le sel, etc. sont dissous dans une solution à sécher par atomisation pour obtenir un précurseur en poudre composite de tungstène-cobalt, puis une poudre composite à l'échelle nanométrique WC-Co est obtenue par des étapes de réduction et de carbonisation. La méthode de conversion par pulvérisation a d'abord été proposée par l'Université Rutgers et son processus spécifique comprend trois étapes: 1) dissoudre le sel de tungstène soluble et le sel de cobalt dans de l'eau de haute pureté pour obtenir une solution aqueuse uniforme; 2) Sécher par pulvérisation la solution aqueuse. Le soluté dans le solvant est rapidement cristallisé pour former une poudre de précurseur uniformément distribuée au niveau moléculaire; 3) La poudre de précurseur est réduite sous atmosphère d'H 2, suivie de la réaction de carbonisation dans un lit fluidisé sous une atmosphère CO / CO 2. Une poudre composite nano / ultrafine de WC-Co a été obtenue. La technologie de séchage par pulvérisation et la technologie de traitement thermique à lit fluidisé étant des technologies de production industrielle, il s’agit d’une technologie aux perspectives d’application industrielle. L’équipe de Yang Jiangao a intégré et réinventé la méthode traditionnelle de conversion par séchage par pulvérisation, abandonnant les équipements complexes à lit fluidisé et passant à un lit fixe, et a développé une nouvelle technologie de préparation de poudres composites avec «mélange par couche d’ions, précipitation rapide et synthèse à basse température». ”. En outre, une méthode en une étape de réaction thermique in situ au carbone et au carbone à haute activité a été introduite dans le procédé de préparation de poudres composites nano / ultrafines de WC-Co.Le carbone in situ à haute activité uniformément réparti a efficacement réduit la température de réaction et raccourci le temps de réaction pour supprimer les grains de cristal. En grandissant, une méthode de préparation de poudre simple, rapide, peu coûteuse et pouvant être produite industriellement a été proposée pour préparer une poudre composite nano / ultrafine WC-Co avec une structure et des performances contrôlées et une taille de grain de cristal WC inférieure à 100 nm. Des 8 étapes traditionnelles aux 3 étapes, la température de carbonisation est réduite de la température conventionnelle de 1300 ° C à 1000 ° C.1. 3 Synthèse par réaction en phase gazeuseLe procédé de synthèse par réaction en phase gazeuse est un procédé de préparation d'une poudre ultra-fine dans laquelle un gaz précurseur sursaturé thermodynamiquement instable subit une réaction physique ou une réaction chimique à l'état gazeux et s'agglomère et s'agrandit pendant le processus de refroidissement pour former des microparticules. . Selon le procédé de précurseur saturé thermodynamiquement instable, le procédé de synthèse de vapeur chimique peut être divisé en un procédé d’ablation au laser, un procédé de conversion à décharge par étincelle, un procédé de pulvérisation ionique, un procédé de synthèse à la flamme, un procédé à la vapeur chimique et un procédé de conversion au plasma thermique. . Actuellement, les méthodes largement utilisées pour préparer les poudres composites de nano-WC-Co incluent le dépôt chimique en phase vapeur et la conversion au plasma thermique. Dans le procédé de vapeur chimique, une poudre composite de nano-WC-Co est préparée en faisant passer un précurseur gazéifié et un agent réducteur carbonisé. gaz dans un réacteur à paroi chaude. Les chlorures de métaux sont des matériaux précurseurs idéaux en raison de leur température de volatilisation plus basse. RYUT et al. utilisé WCl 6 et CoCl 2 comme précurseurs, H 2 et CH 4 comme gaz réducteurs et carbonisants, et le gaz Ar comme gaz vecteur pour obtenir avec succès des poudres composites de nano-WC-Co d’une granulométrie de (24 ± 1) nm. Dans le processus de préparation, afin d'éviter la formation de phases carencées en carbone telles que Co3W3C, WCl6 et CoCl2 ont été alimentées à des températures de réacteur respectives de 440 et 1400 ° C, respectivement, et le composite résultant ne contenait quasiment pas de phase carencée en carbone. Le procédé de conversion au plasma chaud est un procédé dans lequel un plasma est utilisé comme source de chaleur, et le précurseur gazéifié et le gaz carbonisé réduit sont convertis en niveaux atomiques afin de favoriser leur réduction mutuelle et leur carbonisation afin d'obtenir une poudre composite. SOHN HY et al. a utilisé du WCl 6, de l'AMT et du C 2 H 4 comme matières premières pour effectuer la conversion par plasma thermique dans un appareil à plasma à induction afin de préparer une poudre de WC1-x à 30 nm, suivie d'une atmosphère H2 / CH 4 à une température de 900 ° C. Un traitement thermique a été réalisé pour obtenir une poudre de WC pure à 100 nm.2 Technologie de frittage de carbure cémenté Nano / Ultrafine WC-CoLe frittage est la dernière étape de la préparation du carbure cémenté. Le frittage a un effet direct sur les performances du produit. Ce changement est irréversible et joue donc un rôle décisif dans le processus de production de carbure cémenté.Pour les carbures nano / ultrafins cémentés WC-Co, le processus de frittage ne garantit pas seulement la densification du carbure, mais contrôle également le comportement de croissance des grains pendant le processus de frittage. Comparées aux poudres classiques, les poudres composites nano / ultrafines de WC-Co présentent un comportement de frittage particulier en raison d'effets de petite taille, d'effets de surface et d'interface et d'autres facteurs. La force motrice thermodynamique du processus de frittage est principalement la réduction de l'énergie de surface, mais la poudre composite nano / ultrafine WC-Co a une grande énergie de surface et une force motrice importante pour le frittage, et le processus de densification peut être effectué à une valeur inférieure. Température. Dans le même temps, les poudres composites nano / ultrafines de WC-Co ont une activité élevée et sont sujettes à l'agglomération des grains cristallins lors du processus de frittage et des processus de dissolution-dissolution, ce qui rend les grains très faciles à cultiver. MA-HESHWARARIP et al. ont étudié le comportement en densification de poudres composites nano / ultrafines WC-Co avec différentes tailles de particules au cours du processus de frittage. WANG X et al. a utilisé le WC-10Co (fraction massique) avec une taille de particules de 10 nm comme matière première et l'a fritté dans un four à vide pour étudier l'effet de la température sur la croissance des grains. Les résultats ont montré que l'augmentation de la température entraînait une augmentation significative de la longueur du grain. Plus la température est élevée, plus l'augmentation est importante. Lorsque la température de frittage est de 1 300 ° C, la taille des grains passe de 10 nm à environ 380 nm, soit une augmentation de 38 fois. FANGZG et al. ont constaté que durant les 5 premières minutes de frittage, la nanopoudre se développait rapidement. Au cours des dernières années, afin de contrôler efficacement le comportement de croissance des poudres composites nano / ultrafines WC-Co dans le processus de frittage, de nouveaux procédés de frittage ont été développés, tels que le frittage sous pression de gaz, le frittage sous pression, le frittage à micro-ondes et le frittage à plasma par étincelle. , etc.2. 1 Frittage sous pression de gazA la fin du dégazage, le frittage sous pression de gaz est effectué dans les conditions suivantes: les pores de la surface compacte ont été fermés et la phase de cobalt est présente dans la phase liquide. En utilisant un gaz inerte comme moyen de pression, une compression isostatique à chaud est appliquée à l'alliage pour favoriser la densification de l'alliage. Le frittage sous pression de gaz combine efficacement le frittage sous vide et la compression isostatique à chaud pour favoriser l'écoulement de la phase de cobalt et supprimer la volatilité à haute température de Co, ce qui contribue à éliminer les pores et les flaques de cobalt du produit, de sorte que l'alliage présente une structure fine et uniforme et la performance est grandement améliorée. Par rapport au pressage isostatique à chaud traditionnel, la pression de frittage sous pression de gaz n'équivaut qu'à 1/10 ou moins de la pression isostatique à chaud, ce qui réduit considérablement les coûts de fabrication et de maintenance des équipements. Du Wei et al. Ont utilisé une poudre nanométrique / ultrafine de WC ayant une granulométrie de 0,53 µm et une poudre sphérique de Co comme matières premières pour comparer les effets du frittage sous vide et du frittage sous pression de gaz sur les performances du carbure cémenté WC-2,5% Co. Les résultats expérimentaux montrent que le frittage sous pression de gaz peut réduire la porosité de l'alliage et supprimer la croissance anormale des grains. La résistance à la flexion de l'alliage augmente de 1800 MPa à 2250 MPa. Wei Chongbin et d’autres ont utilisé la méthode in situ de réduction / carbonisation de la poudre composite nano / ultrafine WC-10Co comme matière première pour comparer les effets du frittage sous vide et du frittage sous pression de gaz sur la microstructure et les propriétés de l’alliage à 1420 ° C pendant 1 h. La pression de frittage est de 2 MPa. Les résultats montrent que le frittage sous pression gazeuse peut améliorer considérablement les performances de l'alliage et augmenter sa résistance à la rupture de 10,2 MPa • m1 / 2 à 13. 6 MPa • m1 / 2 Shi Xiaoliang et al ont utilisé des poudres composites WC-10Co préparées par la méthode de conversion par pulvérisation comme matière première et après 48 heures de broyage à billes, produit du WC-10Co-0.4VC-0. 4Cr 3 C 2 en poudre composite; suivie d'un frittage sous pression de gaz, d'un processus de frittage d'une heure à 320 ° C, la pression est égale à 5. À 5 MPa, l'alliage obtenu présente des propriétés mécaniques élevées et la dureté HRA est égale à 92,8 et l'intensité à 3 780 MPa. Les résultats des recherches précédentes montrent que la taille des grains de l'alliage dur à grains nano / ultrafins obtenus par frittage sous pression gazeuse est petite, que sa structure est uniforme et que sa ténacité est également très bonne. À l’heure actuelle, il s’est transformé en un alliage dur cristallin nano / ultra fin. L'une des principales méthodes de frittage.2. 2 frittage par presse à chaudLe frittage par presse à chaud est une méthode qui combine efficacement les processus de pressage et de frittage et qui densifie rapidement l'alliage sous l'action combinée de la pression et de la température. Comparé aux procédés traditionnels de pressage et de frittage, le frittage sous presse à chaud peut éliminer le besoin d'ajouter des agents de formage et réduire l'introduction d'impuretés. la plasticité et la fluidité des poudres sont grandement améliorées dans des conditions de pressage à chaud, la densification des alliages est favorisée et la température de frittage peut être réduite à une température relativement basse. Un alliage totalement dense est obtenu dans un court temps de frittage.Li Zhixi et al. utilisé de la poudre de nano / ultrafine WC (0,81 μm) et de la poudre de Co (1,35 μm) comme matières premières, et du Cr 3 C 2 et du VC comme inhibiteurs de la croissance des grains par broyage planétaire à billes à haute énergie. La taille des particules préparées est inférieure à 0. La poudre composite de 3 µm de WC-Co a ensuite été pressée à chaud et frittée pour étudier l'effet du frittage par compression à chaud sur les performances de l'échantillon. Les résultats ont montré que le carbure cémenté WC-10Co avec une microstructure uniforme et une taille de grain moyenne inférieure à 0,8 µm était obtenu par frittage sous presse à chaud à 1 400 ° C, à une température de 2h et à une pression de 30 MPa. La taille du grain a été augmentée. Inhibiteur Cr 3 C 2 +0. Valeur de microdureté 4VC 56GPa. Zhu Qikou et al. des poudres composites WC - 6Co de diamètre 300 nm, préparées par réduction in situ à haute température en tant que matières premières, et appliquées par frittage sous presse à chaud à 1 200 ° C pendant 20 MPa et maintenues au chaud. 5h Préparation de carbure cémenté Nano / Ultrafine WC-6Co. Les résultats montrent que le frittage sous presse à chaud peut réduire efficacement les pores de l'alliage et inhiber la croissance des grains. La taille moyenne des grains de WC dans l'alliage est de 600 nm et la distribution est uniforme. La dureté HRA est de 93 et la résistance à la rupture transversale de 1530 MPa. Liu Xuemei et d’autres ont utilisé les matières premières WO 3 en poudre, en poudre de Co 3 O 4 et en poudre de noir de carbone, préalablement traitées dans un four de traitement thermique sous vide, puis en utilisant un nanocomposite à une température de 1 370 ° C sous une pression de 20 MPa. 1,5 heure Grain fin WC - type carbure de Co. Les résultats montrent que le carbure cémenté préparé présente des phases de densité élevée et des phases WC et Co purs, avec une taille de grain moyenne de 0,813 µm, une dureté HRA et une ténacité de respectivement 92,5 et 8,44 MPa • m1 / 2. Les résultats de la recherche ci-dessus montrent que la ténacité de l’alliage après frittage à la presse à chaud est généralement faible, principalement parce que la pression axiale ne peut être appliquée que pendant le processus de frittage à la presse à chaud, de sorte que la structure des différentes pièces de l'alliage dans le processus de frittage en raison de la force inégale générée L'anisotropie conduit à une ténacité inférieure de l'alliage et affecte la durée de vie de l'alliage.2. 3 frittage par micro-ondesLe frittage par micro-ondes est une nouvelle technologie de frittage rapide qui utilise la perte diélectrique du matériau dans le champ électromagnétique à micro-ondes pour chauffer tout le corps fritté à la température de frittage afin de réaliser le frittage et la densification. Puisque l'énergie des micro-ondes augmente l'énergie cinétique d'atomes, de molécules ou d'ions à l'intérieur du matériau fritté, l'énergie d'activation de frittage du matériau est réduite, ce qui est avantageux pour réduire la température de frittage et raccourcir le temps de frittage. En même temps, le chauffage par micro-ondes présente les caractéristiques de chauffage rapide et de réduction rapide de la température, de sorte que les matériaux préparés par frittage de micro-ondes présentent les caractéristiques de microstructure et de finesse uniformes, de bonne ténacité, etc., La poudre composite WC-10Co préparée par Le broyage à billes a été utilisé comme matière première pour l'ensemble du pic et le processus de frittage par micro-ondes a été utilisé pour préparer l'alliage dur. Les résultats expérimentaux montrent que le temps de déparaffinage et la température de frittage ont un effet significatif sur les propriétés de l'alliage, tandis que le temps de maintien et la vitesse de chauffage ont peu d'effet sur les propriétés de l'alliage. Les résultats sont obtenus à une durée de déparaffinage de 20 min et à une température de frittage de 1 320 ° C. Les grains d'alliage sont fins et uniformes, avec une densité de 14. 32 g / cm3, une dureté de HV30 16. 11GPa, une résistance à la rupture allant jusqu'à 9. 78 MPa • m1 / 2 Lu et al. ont constaté que le temps de maintien avait peu d'effet sur la croissance des grains de carbure cémenté WC-8Co fritté au micro-ondes. BAO R et al. a utilisé une méthode de broyage à billes planétaire pour mélanger et comprimer les poudres de WC et de Co d’une granulométrie de 0,15 µm, suivie d’un frittage par micro-ondes. Les résultats montrent que le frittage par micro-ondes présente les caractéristiques de densification rapide. Après le frittage, la phase décarburée se forme à la surface de l'alliage. L'ajout d'une certaine quantité de noir de carbone au cours du mélange peut empêcher la décarbilisation de la surface de l'alliage et améliorer efficacement les performances de l'alliage. La dureté HRA de l'alliage a atteint 93,2 après frittage en hyperfréquences avec une poudre composite contenant 6,08% de carbone. Bien que le frittage par micro-ondes présente les avantages d'un temps de frittage court, d'une vitesse de chauffage rapide, d'une granulométrie fine et uniforme et d'excellentes propriétés mécaniques, le frittage par micro-ondes présente une forte sélectivité pour les matériaux et est sujet à un échappement thermique et à un chauffage inégal. Propriétés matérielles. Dans le même temps, la préparation de fours à micro-ondes à haute puissance reste un problème industriel. À l'heure actuelle, les principales recherches sont encore concentrées dans les écoles et les instituts de recherche et aucune production industrielle à grande échelle n'a encore été créée.2. 4 Frittage au plasma de déchargeLe frittage au plasma de décharge est l'application directe de la pression et du courant pulsé CC entre les particules de poudre. Sous l'action combinée de la pression mécanique, de la pression du pouls de décharge et du champ instantané à haute température, les particules corporelles frittées génèrent spontanément de la chaleur et activent la surface des particules pour obtenir une densification rapide. Un nouveau type de processus de frittage. Le frittage par plasma d'étincelle présente les avantages d'une vitesse de chauffage rapide, d'un temps de frittage court et d'une température de frittage basse, ce qui contribue à raccourcir le cycle de préparation et à supprimer la croissance des grains cristallins. Le corps fritté obtenu a une microstructure fine contrôlable, une granulométrie fine et une distribution uniforme, ainsi que d'excellentes performances globales. . Le GAO Y et d’autres poudres composites nano-WC-10Co préparées par un procédé de carbonisation par réduction in situ ont été utilisés comme matières premières, le VC a été utilisé comme inhibiteur de la croissance des grains et le frittage au plasma par étincelle a été utilisé pour étudier la distribution du carbone lors du frittage. température de 1 130 ° C et une pression de 60 MPa. L'effet du volume sur la performance du carbure cémenté au plasma fritté. Les résultats montrent que la quantité de carbone a une grande influence sur la phase, la structure et les propriétés de l'alliage. Sous l'allocation optimale de carbone, l'alliage présente les caractéristiques de structure uniforme et de phase pure, avec une dureté et une résistance à la rupture atteignant 20,50 GPa et 14. 5 MPa • m1 / 2 Hao Quan et al. a utilisé la poudre composite WC-10Co d’une granulométrie de 250 nm préparée par le procédé de conversion par pulvérisation en tant que matière première pour le frittage au plasma avec décharge, et a étudié l’effet de la température de frittage et de l’atmosphère. Les résultats montrent que la température de frittage augmente, que la pression dans le four diminue, que la phase de cobalt s'évapore et que l'alliage s'écarte de la phase d'équilibre. La teneur en Co de la poudre composite WC-10.10Co frittée à 1 250 ° C pendant 5 min devient de 10,02%. LIU WB et al. complètement étudié l’influence des paramètres du processus de plasma de décharge sur la microstructure et les propriétés de l’alliage. Les résultats montrent que lors du processus de frittage par plasma d'étincelle, la température initiale de densification de la poudre composite nano / ultrafine WC-Co est d'environ 804 ° C. La dureté HRA, la ténacité et la résistance à la rupture transversale de 92,6, 12 MPa • m1 / 2 et 2 180 MPa de matériaux durs à haute performance peuvent être obtenues dans des conditions optimisées de température de frittage de 1 325 ° C, pression de 50 MPa, et temps de maintien de 6 à 8 minutes. alliage. Étant donné que le frittage au plasma par étincelle présente une tension d’impulsion CC spéciale, qui favorise le flux de matière plastique et la diffusion en surface des particules lors du processus de frittage, le matériau est rapidement densifié à une température relativement basse et dans des délais relativement brefs. C'est une nouvelle technologie prometteuse. , a été largement étudié dans le monde entier. Cependant, le frittage au plasma par étincelle est difficile pour le frittage de structures complexes, et une application industrielle à grande échelle est encore au stade de l'exploration.Fig. 3 Traces d'usure abrasives de la face de coupe nano WC-7CoFig. 4 Coefficient de frottement du nano-carbure et du carbure cémenté ordinaire sous différentes charges3. ConclusionLe carbure cémenté à cristaux ultrafins est un produit en carbure cémenté à haute performance et à haute valeur ajoutée. Le développement de produits de carbure à grains nano / ultrafin pouvant être industrialisés est devenu l'un des problèmes à résoudre dans l'industrie du carbure cémenté en Chine. Il est très important de promouvoir le développement sain de l'industrie des alliages durs en Chine. Au cours des dernières années, sous l’appui ferme de la politique nationale, la préparation de poudres composites nano / ultrafines de WC-Co en Chine a fait un progrès décisif et les poudres composites nano / ultrafines de WC-Co hautement performantes ont été progressivement industrialisées. Toutefois, afin de produire des carbures cémentés cristallins nano / ultra fins ultraperformants de qualité stable et fiables, en particulier pour la production à grande échelle de carbures cémentés cristallins nano / ultra fins d’une granulométrie inférieure à 0,2 µm, il reste encore nécessaire pour augmenter la recherche et le développement de procédés de préparation liés aux alliages.
Source: Meeyou Carbide

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