CD650高温处理对硬质合金抗弯强度有哪些影响？

硬质合金是一种工具材料,它由硬质的碳化物和软质的粘结相金属组成。碳化物为硬质合金提供承受载荷的能力和耐磨性,粘结金属则由其室温下的塑性变形而赋予硬质合金耐冲击的韧性。它结合了高硬度的难熔金属碳化物和延展性较好的粘结金属的优点,因而具有强度和硬度高、耐磨性好、弹性模量高、热膨胀系数小以及化学稳定性好等一系列优良性能。硬质合金的应用广泛,几乎在所有工业部门和各个技术领域都有所应用,对国民经济的发展起到了重要作用,已成为现代社会和新技术领域不可缺少的工具材料和结构材料,例如在金属切削加工、石材切削加工、复合材料加工、高压工具、金属成型、石油钻探、地质勘探、采矿与筑路、国防军工和耐磨零件等方面都有着非常广泛的应用。硬质合金的出现引发了一场机械加工工业革命,被誉为"工业的牙齿"。当前,硬质合金因其技术含量高、应用领域广阔、高档产品和配套工具附加值高,以及用钨量占用钨总量的一半以上等优势和特点,在机械工业中占据十分重要的地位。我国对硬质合金的研究与国际上先进国家之间存在一定的差距,研究热点主要是在细化晶粒、涂层硬质合金、表面、整体热处理和循环热处理等方面,而对硬质合金相结构与力学性能关系研究不足。

对硬质合金在高温高压处理前后的相结构与硬度、强度等力学性能的关系进行研究,研究方案是:(1)检测硬质合金相结构和扫描电镜图片,并通过检测结果分析晶粒大小及分布对其力学性能的影响;(2)设计实验方案对相同的硬质合金样品进行力学性能测试,检测样品的抗弯强度和硬度;(3)对硬质合金样品进行高温高压处理,利用相同的方法检测金相结构和扫描电镜图片并进行力学性能测试;(4)应用有限元分析理论和ANASYS程序,对硬质合金力学性能测试进行有限元模拟,结合实验结果进行分析比较。研究结果表明,硬质合金的平均抗弯强度随WC颗粒均匀性变好而升高。实验中硬质合金在高温高压作用下WC颗粒发生重结晶长大现象,个别WC大颗粒尺寸比原始WC大颗粒尺寸要大一些,这改变了WC颗粒均匀性,对硬质合金的宏观的力学性能产生影响。硬质合金的抗弯强度与WC颗粒的平均直径成线性关系,平均晶粒度越小,其抗弯强度越大;硬质合金的抗弯强度与WC颗粒的均匀性有关,其WC颗粒越均匀,抗弯强度越大;WC颗粒平均直径和WC颗粒分布的均匀性对WC-Co硬质合金的抗弯强度影响程度相同。故抗弯强度的下降可能是由于WC晶粒的聚集增长,使其平均晶粒直径增大,导致WC颗粒分布不均匀从而使抗弯强度下降。随着保温时间的增加,WC颗粒的平均直径逐渐增加,WC颗粒均匀性下降,分布更加离散,从而使抗弯强度随着保温时间的增加呈下降趋势。在保温时间达到300s之后,高温高压处理对WC颗粒均匀性没有太大影响,平均抗弯强度没有明显发生变化。除了WC晶粒平均尺寸和均匀性会影响抗弯强度,钴含量也是影响抗弯强度最主要因素之一,钴相的减少使之前由于颗粒尺寸变化增加的抗弯强度又下降了。

CD650高温处理对硬质合金抗弯强度有哪些影响？