WC8Co硬质合金中稀土添加剂的作用.pdfVIP

中国稀土学报980111 中国稀土学报 科技期刊 Journal of the Chinese Rare Earth Society 1998年 第16卷 第1期 No.1 Vol.16 1998 WC-8Co硬质合金中稀土添加剂的作用 刘寿荣　梁福起 (天津硬质合金研究所， 天津 300222) 孙　景 (天津大学， 天津300072) 郝建民 (天津电子材料研究所， 天津 300192) 　　以混合稀土氧化物为添加剂，在真空炉中于0.2 Pa、1370°C下经液相烧结30min制 备加稀土的WC-8CoR硬质合金试样。X射线衍射、扫描电镜和磁性测定的结果表明， 稀土提高WC-8Co硬质合金的表面宏观压应力是强化合金的重要因素，其阻止粘结相 (γ相)的fcc→hcp转变对合金强韧性的作用甚微。稀土对WC-Co硬质合金显微结构参数 无明显影响，也无W溶质对γ相的附加固溶强化效果。 　　关键词：稀土，WC-Co硬质合金，合金强化机理 　　有关稀土硬质合金的研究已取得重大进展 [1～4]，普遍认为稀土元素的存在形态和 分布造成了硬质合金显微结构参数、γ相结构和相变及其成分的明显变化，从而强化 了硬质合金。但有关稀土氧化物的强化效果，有待进一步证实[5]。为此，我们以混合 稀土氧化物为稀土添加剂开展了稀土对WC-Co硬质合金作用机理的研究。 　 1 实验部分 　　所用原料为还原Co粉：FSSS1.5μm，O 0.01%(wt),WC粉：FSSS1.7μm，总碳6.11% (wt)，游离碳为痕量。考虑到在制备合金的混料与料浆烘干工序中纯稀土元素将被氧 化，直接采用由CeO (44%(wt))、LaO (30%(wt))、NdO (13%(wt))和PrO (13%(wt)) 2 2 3 2 3 6 11 组成的混合稀土氧化物作为添加剂，其FSSS 粒度低于1μm，添加量约为合金Co配量的 0.1%～5.0%(wt)。加入3%(wt)石腊于酒精-汽油介质中混匀WC、Co和稀土添加剂混合 料，烘干并制粒后于100 MPa下冷压成坯，在真空炉中于0.2 Pa真空度和1370°C下保温 30min，经液相烧结制成加稀土的WC-8CoR和普通WC-8Co参比硬质合金试样，以正交 试验法选取相应于最佳强韧性的配比成分。 　　用D/MAX-RC X射线衍射仪(50 kV、180 mA)分析合金试样的相组成、γ相结构组 成(fcc γ和hcp γ相的相对比例)。以WC相的(211)面作为衍射面，以衍射面法线与试样 表面法线间夹角ψ 为0°和45°测定试样表面宏观应力。采用交替腐蚀、机械抛光法 0 制备金相试样，用X-650型扫描电镜(SEM)测定显微结构参数并观察断裂形貌特征。用 [6] SM8100型磁性测定仪测定比饱和磁化强度4πσ ，并用LDJ8400型仪测定矫顽力H c 中国稀土学报980111 [7,8] 后，计算得到比矫顽力H SC 以评估合金试样的断裂韧性K IC ，并与断裂形貌特征对 比。 　 2 结果和讨论 　 　　2.1合金性能 　　稀土氧化物添加剂对