Hartmetall-Korninhibitoren werden derzeit von der akademischen Gemeinschaft als die beste Methode zur Kontrolle der Korngr??e harter Legierungen anerkannt. Aus zahlreichen Forschungsberichten haben wir gelernt, dass die Wirksamkeit von Inhibitoren haupts?chlich von folgenden Faktoren abh?ngt:

1Die L?slichkeit des Karbidkorninhibitors in der Bindungsphase.

Im Allgemeinen gilt: Je weniger stabil der Inhibitor ist, desto h?her ist seine L?slichkeit in der Bindungsphase und desto offensichtlicher ist seine Wirkung bei der Hemmung des Kornwachstums.

2Die eutektische Temperatur des Inhibitors und Kobalt.

Zu den vorhandenen Kornwachstumsinhibitoren z?hlen VC und Cr₃C₂?haben mit Co die niedrigste eutektische Temperatur und auch ihre L?slichkeit in der Bindungsphase ist am h?chsten. Daher haben sie die gr??te Wirkung bei der Hemmung des Wachstums von WC-K?rnern.

Daher führt Meetyou diese Laborforschung zu den Kornwachstumshemmern VC und Cr durch₃C₂. Diese Forschung untersucht den Gehalt und die Partikelgr??e der beiden Inhibitoren, wenn sie einzeln oder in Kombination hinzugefügt werden, sowie ihre Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften von WC-10-Co-Hartlegierungen. Das ideale Verh?ltnis der beiden Inhibitoren erfahren wir durch unsere experimentelle Forschung.

 

Testdaten

Die Wirkung der Zugabe eines einzelnen Inhibitors, Cr₃C₂?und VC über die Leistung von WC-Hartmetall

0,5 μm VC oder Cr₃C₂?wurde der Legierung zugesetzt. Die Beziehung zwischen der Menge des zugesetzten Karbidkorninhibitors und der H?rte der Legierung ist in Abbildung 1 und Abbildung 2 dargestellt.

Aus Abbildung 1 und Abbildung 2 ist ersichtlich, dass bei demselben Legierungsvorbereitungsprozess mit zunehmendem Cr3C2-Gehalt die H?rte der Legierung einen allm?hlich zunehmenden Trend zeigt und VC die Legierungsh?rte wirksamer verbessert als Cr3C2. Aus Abbildung 3 und Abbildung 4 ist auch ersichtlich, dass das Hartmetall mit zugesetztem VC-Karbid-Korninhibitor eine relativ kleine und gleichm??ige Korngr??e aufweist, wodurch insbesondere das Auftreten gro?er Partikel vermieden wird, sodass seine H?rte etwas h?her ist als die des Hartmetalls Hartmetall mit Zusatz von Cr3C2.

Der Einfluss von Inhibitoren mit unterschiedlichen Partikelgr??en auf die Leistung von Hartmetall

In diesem Experiment wurden VC-Pulver und Cr3C2-Pulver als Inhibitoren mit einem Verh?ltnis von m(Cr3C2)/m(VC) = 0,5/0,5 gew?hlt. Die Leistung des vorbereiteten Hartmetalls ist in Tabelle 1 dargestellt.

Aus den Daten in Tabelle 1 ist visuell ersichtlich, dass mit abnehmender Partikelgr??e des Inhibitors die H?rte des Hartmetalls allm?hlich zunimmt. Dies liegt daran, dass je kleiner die Partikelgr??e des Inhibitors ist, desto gleichm??iger ist die Verteilung des resultierenden Hartmetalls nach dem Mahlen in der Kugelmühle und desto signifikanter ist die Hemmwirkung auf die WC-Korngr??e. Darüber hinaus erh?ht sich durch die Verfeinerung der WC-Korngr??e auch die H?rte. Aus den in Tabelle 1 aufgeführten experimentellen Daten ist auch ersichtlich, dass die Gesamtleistung des ultrafeinen WC-Cobalt 10%-Karbidkorninhibitors besser ist, wenn die Partikelgr??e des Inhibitors 0,5 μm betr?gt und die Dichte 98,9 und die HRA erreichen kann Die H?rte kann 91,9 erreichen.

 

Der Einfluss unterschiedlicher Mengenverh?ltnisse an Karbidkorninhibitor

VC, Cr3C2, Tantalcarbid und Niobcarbid werden als Hemmzus?tze verwendet, um das Wachstum von WC-K?rnern zu hemmen. Sie bilden mit WC eine feste L?sung oder werden vorzugsweise im metallischen Flüssigphasenbindemittel gel?st. Dieser Mechanismus erh?ht die H?rte von WC, wirkt sich jedoch nachteilig auf die Festigkeit des Hartmetalls aus. Der Hauptgrund für die Abnahme der Festigkeit ist die Unebenheit der WC-K?rner, also das Vorhandensein lokal grober K?rner. Daher sollte bei der Herstellung von ultrafeinem Hartmetall auf die Gleichm??igkeit der Mikrostruktur geachtet werden. Die ungleichm??ige Verteilung eines Karbidkorninhibitors führt zu einer lokalen Vergr?berung der WC-K?rner und zur Bildung von Kobaltpools. Daher werden in diesem Experiment zusammengesetzte Inhibitoren verwendet, um die Eigenschaften von Hartmetall auszugleichen. VC- und Cr3C2-Inhibitoren haben diesen synergistischen Effekt. Daher wird in diesem Experiment WC-Co 10% als Forschungsmatrix verwendet und die Gesamtmenge der zusammengesetzten Inhibitoren von VC/Cr3C2 wird innerhalb von 1,0% kontrolliert. Tabelle 2 zeigt die Eigenschaften von Hartmetall, die durch ?nderung der unterschiedlichen Mengenverh?ltnisse von VC/Cr3C2 erhalten werden.

Gem?? Tabelle 2 betr?gt die Biegefestigkeit von ultrafeink?rnigem Hartmetall bei Zugabe von 0,6VC-0,4Cr3C2-Inhibitor 2954 MPa und die H?rte 91,9, was bessere Gesamteigenschaften zeigt. Die Abbildungen 5(a) und (b) sind SEM-Bilder von Hartmetall mit bzw. ohne Zusatz von 0,6VC-0,4Cr3C2-Inhibitor. Durch den Vergleich von Abbildung 5 mit den Abbildungen 3 und 4 ist ersichtlich, dass die WC-K?rner in Hartmetall mit zugesetztem 0,6VC-0,4Cr3C2-Inhibitor klein und gleichm??ig sind, sodass seine Biegefestigkeit und H?rte hoch sind.

Wirkmechanismus des Kornhemmers

Die Hauptfunktion des Karbidkorninhibitors besteht darin, das überm??ige Wachstum von Wolframkarbidk?rnern w?hrend des Sinterprozesses zu unterdrücken und so eine gute H?rte und Festigkeit des Materials sicherzustellen. Mit zunehmendem Inhibitorgehalt wird der Trend des Kornwachstums weniger offensichtlich und die H?rte des Hartmetalls wird h?her. Um die Festigkeit von Hartmetall zu verbessern, ist es auch erforderlich, Inhibitoren mit unterschiedlichen Zusammensetzungen zuzusetzen, dh w?hrend des Sinterprozesses Verbundinhibitoren hinzuzufügen, und das Verh?ltnis der beiden Inhibitoren sollte angemessen sein. Gem?? den Ergebnissen dieses Experiments ist die Reihenfolge der Wirksamkeit von Kornwachstumshemmern bei der Verbesserung der Festigkeit von Hartmetall auf WC-Co-Basis VC+Cr3C2>Cr3C2>VC.

Die Studie zeigt, dass V in der Kobaltphase von WC-Co-Hartmetall mit allein zugesetztem VC durch energiedispersive R?ntgenspektroskopie (EDXS) nicht nachgewiesen wurde. Allerdings wurde Cr3C2 in der Kobaltphase von Hartmetall mit alleiniger Zugabe von Cr3C2 gefunden, die Verteilung von Cr3C2 war jedoch ungleichm??ig. In der N?he der Co/WC-Grenzfl?che war der Cr3C2-Gehalt h?her als in der Diamantphase und an der Basis- und Kantenebene der WC-K?rner angereichert. VC adsorbiert auf der Oberfl?che von Wolframkarbidpartikeln, verringert die Oberfl?chenenergie von WC, verringert die L?slichkeit von WC in der flüssigen Phase, hemmt die Aufl?sung und das Wachstum von WC-K?rnern und V wird nach dem Abkühlen abgeschieden und als (V, W) ausgef?llt. C an den WC/y- und WC-Grenzfl?chen, was die Migration von WC-Korngrenzen behindert und die Aggregation und das Wachstum von WC-Partikeln verhindert. Cr3C2 l?st sich in der flüssigen Phase von Kobalt auf und verlangsamt die Rekristallisation von WC in der flüssigen Phase.

 

Fazit

1. Bei demselben Herstellungsprozess von Hartmetall erh?ht die Zugabe eines einzelnen Cr3C2-Anteils allm?hlich die H?rte des Hartmetalls, und VC verbessert die H?rte des Hartmetalls wirksamer als Cr3C2.
2. Je kleiner die Partikelgr??e des Inhibitors ist, desto offensichtlicher ist die hemmende Wirkung auf das Wachstum von Wolframcarbidk?rnern. gleichzeitig erh?ht sich durch die Verfeinerung der WC-K?rner auch die H?rte. Wenn die Partikelgr??e des Inhibitors 0,5 μm betr?gt, ist die Gesamtleistung der Legierung besser und die Dichte kann 98,9 und die H?rte (HRA) 91,9 erreichen.
3. Wenn 0,6VC-0,4Cr3C2-Inhibitor hinzugefügt wird, ist die Gesamtleistung des ultrafeink?rnigen Hartmetalls besser und die WC-K?rner sind fein und gleichm??ig, mit einer Biegefestigkeit von 2954 MPa und einer H?rte von 91,9. (4) Durch die Analyse des Inhibitormechanismus kann festgestellt werden, dass sowohl VC als auch Cr3C2 das Wachstum von WC-K?rnern hemmen k?nnen.