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關(guān)于YT類硬質(zhì)合金如何選用復(fù)式碳化物（固溶體）的探討
目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)YT類合金選用的復(fù)式碳化物主要有三種：3/7(4K24)、4/6(4K32)、5/5(4K40),其中4/6用量最大。但從合金結(jié)構(gòu)、復(fù)式碳化物的溶解度和固溶度以及物質(zhì)擴(kuò)散的熱力學(xué)等方面來(lái)考察，4/6的復(fù)式碳化物恰恰是最不適宜的，應(yīng)當(dāng)取諦。它是原設(shè)計(jì)人在 3/7和5/5之間的簡(jiǎn)單平均，沒(méi)有從固溶體及合金整體結(jié)構(gòu)上進(jìn)行深入研究。首先，我們分析一下3/7的固溶體。該固溶體的主要特點(diǎn)是：在合金燒結(jié)溫度下，WC在TiC中的溶解度是飽和的，因此，合金結(jié)構(gòu)比較平穩(wěn)，工藝容易控制。但本人在《技術(shù)研究》的《與合金廠家技術(shù)交流1》一文中已作論述，生產(chǎn)不同牌號(hào)的合金應(yīng)選用變化的近似3:7, 不能一概為傳統(tǒng)的TiC/WC=29/71。3/7固溶體適應(yīng)于非高精端和控制手段非國(guó)際先進(jìn)水平的合金生產(chǎn)廠家。但如果工藝控制和設(shè)備能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，則應(yīng)選用5/5的固溶體甚至是超細(xì)顆粒的固溶體和其他合金生產(chǎn)原料。我們知道，5/5的固溶體屬嚴(yán)重未飽和固溶體，它在合金生產(chǎn)過(guò)程中很容易形成“環(huán)狀結(jié)構(gòu)”。 “環(huán)狀結(jié)構(gòu)”的形成主要是由于該固溶體屬嚴(yán)重未飽和型，而另配進(jìn)去的WC在合金燒結(jié)過(guò)程中將不斷向固溶體中溶解。由于合金燒結(jié)溫度和時(shí)間都不能滿足WC在固溶體中的完全溶解。因此，從內(nèi)到外，TiC逐漸減少，而WC逐漸增多，以至于最外層為完全的WC（從理論上講）。因此，合金金相就形成不同層次的顏色變化，看上去就像一個(gè)“環(huán)”。那么“環(huán)”的出現(xiàn)對(duì)合金是好還是壞呢？我認(rèn)為控制好的話肯定就非常有益，控制不好就會(huì)起壞作用。也就是我前面提到的合金生產(chǎn)工藝以及原料選用屬國(guó)際先進(jìn)者可以，否則還不如用3/7的固溶體。為什么這樣說(shuō)呢？簡(jiǎn)而言之，一個(gè)“環(huán)”就是WC在TiC中的遞度溶解，形成合金局部的不平衡。但只要控制好，它仍然是短程無(wú)序而長(zhǎng)程有序。“環(huán)”的存在增加了合金的耐磨性，但同時(shí)也增加了合金的脆性。但由于“環(huán)”的外層為WC ，這樣反而增強(qiáng)了鈷對(duì)硬質(zhì)相的濕潤(rùn)性。因此，合金因“環(huán)”變脆的狀況得以緩沖和抵銷。如果在混合料中還需添加Ta、Nb等成份較多時(shí)，就非得用5/5的固溶體，因鈷對(duì) Ta、Nb的濕潤(rùn)性很差，也就是說(shuō)Ta、Nb必須與W、Ti固溶后才能被濕潤(rùn)，所以只有5/5的固溶體才能在合金燒結(jié)過(guò)程中最大限度的溶解Ta、Nb。這時(shí)采用3/7是最差的。總之，隨著技術(shù)的進(jìn)步和企業(yè)整體實(shí)力的增強(qiáng)，固溶體選材最終將選用細(xì)顆粒和超細(xì)顆粒的5/5及其他合金原料。
Ti（C，N）粉末微晶化程度和粉末粒度的影響
球磨后Ti（C，N）粉的粒度分布，是經(jīng)過(guò)不同時(shí)間球磨后Ti（C，N）粉的TEM觀察，是在不同球料比球磨后Ti（C，N）粉的TEM觀察。粉末冶金法所用的粒子大小為lO-lOVm.用電子顯微鏡特別是用碳復(fù)型法觀察微粒時(shí)，即可查明，通常所想像的一個(gè)粒子是由很多小粒組成。這種小粒稱為原始粒子，并且?guī)缀醪豢赡軐⑦@種粒子完全分散開(kāi)。因此，我們所測(cè)定的粒度一般不是原始粒子，而是其聚集體二次粒子的大小。　　隨著球磨時(shí)間和球料比的增加，粉末的平均粒徑減小，粉末得到細(xì)化。球磨后粉末顆粒外形越來(lái)越不規(guī)則。不論是粉末的粒徑減小，還是其外形變得不規(guī)則，都使粉末的表面活性得到大大提高，從而為以后的燒結(jié)過(guò)程提供動(dòng)力并使燒結(jié)變得容易進(jìn)行，因而降低了燒結(jié)溫度。試驗(yàn)和理論均表明，細(xì)晶粒材料的性能優(yōu)于粗大晶粒材料，這是其原因之一。　　從隨球磨時(shí)間和球料比的增加，粉末粒度不斷減小。因?yàn)樵谇蚰ミ^(guò)程中，粉末顆粒在外力的作用下會(huì)發(fā)生塑性變形，并在其顆粒內(nèi)部產(chǎn)生位錯(cuò)列，它具有進(jìn)一步細(xì)化微粉顆粒，形成很多小相干散射疇的效應(yīng)。這些疇就像小晶體（微晶）一樣，并且彼此之間具有較大的位向差536，因此，可將這些具有較大位向差的小晶體稱為碳化物相微晶化576.由位錯(cuò)引起的微粉顆粒微晶化和彈性畸變，可從X射線衍射譜線的增寬得到證實(shí)556，其微晶化程度可用"射線衍射譜線的增寬得到反映。為此，我們用M值來(lái)衡量微晶化程度，則有536粉末衍射峰的半高寬之差的絕對(duì)值；根據(jù)各試樣的X射線衍射圖和式（1）可得到干磨時(shí)微晶化程度隨時(shí)間變化曲線、濕磨時(shí)微晶化程度隨時(shí)間變化曲線、微晶化程度隨球料比變化曲線，衍射峰的高度是隨球磨時(shí)間的增加而減小，隨球料比的增加而減小。分析認(rèn)為：由于行星球磨是通過(guò)擊碎和磨削等多方面作用的結(jié)果，經(jīng)球磨后，在粉末顆粒中存在著微觀內(nèi)應(yīng)力，并因粉末在球磨過(guò)程中變形引入大量位錯(cuò)和空位，在缺陷周?chē)a(chǎn)生點(diǎn)陣畸變和應(yīng)力場(chǎng)，它會(huì)造成非布拉格反射，形成漫散射，所以導(dǎo)致衍射峰下降。
鋼結(jié)硬質(zhì)合金
硬質(zhì)合金雖然有很高的硬度、耐磨性和切削性能，但其沖擊韌度很低，而且不能用鍛造方法成形，也不能用切削的方法進(jìn)行加工，使用范圍有一定的局限性。鋼結(jié)硬質(zhì)合金也是用粉末冶金方法制備的高硬度材料，它與硬質(zhì)合金的區(qū)別在于硬質(zhì)相含量降低到50%以下，并且以鋼為黏結(jié)劑，獲得在鋼的基體上均勻分布著大量細(xì)小合金碳化物顆粒的組織。鋼結(jié)硬質(zhì)合金可以鍛造成形，便于制造不同形狀的工具，而且鍛造可以克服粉末冶金制品致密度不夠高的缺點(diǎn)，改善了鋼結(jié)硬質(zhì)合金的力學(xué)性能。更多資訊請(qǐng)鏈接：www.beacatalystforchange.com，請(qǐng)聯(lián)系：sales@langfengmaterials.com
碳化鋯合成方法-耐磨材料｜鋼結(jié)合金｜鋼結(jié)硬質(zhì)合金
1.以氧化锫和木炭為原料。將兩者混合，放入碳化爐的石墨坩堝中，在氫氣氣氛中加熱至2400oC，使其反應(yīng)后即制得碳化鋯。也可用二氧化鋯和炭黑充分混合，加壓成型，在感應(yīng)加的石墨坩堝中，同樣在氫氣氣氛下加熱至1800oC后，加入1%～2%的炭黑，再在真空中于1700～1900oC退火，即制得碳化鋯?；蛘咭匝趸喓徒饘冁V為原料，將兩者混合，裝入可循環(huán)的反應(yīng)器中，連續(xù)通入甲烷氣，并升溫至750oC然后用鹽酸酸洗除去副產(chǎn)物，制得碳化鋯。 2.輔助金屬浴法。用鈷為輔助金屬，金屬浴組成為鋯和鈷，按比例1∶6添加到石墨坩堝中，在上面覆蓋石墨粉，以氫氣作為保護(hù)氣體在塔曼爐中加熱，先在5min之內(nèi)快速升溫到1500℃，然后在15min之內(nèi)升溫到2000℃，保持該溫度30min，再經(jīng)2h冷卻至室溫。將反應(yīng)的產(chǎn)物粉碎，用熱的鹽酸處理，使鈷溶解除掉。過(guò)量的石墨用氫氟酸處理加以分離。 3.氣相反應(yīng)法。將四氯化鋯的蒸氣和烴(甲烷、苯等)的氣體用氫氣混合均勻后，通入直接通電加熱到1700～2400℃的鎢絲上，使其反應(yīng)，就可析出碳化鋯，其結(jié)晶形態(tài)隨反應(yīng)條件的不同而不同。 4.氧化鋯還原法　以氧化鋯和木炭為原料制備碳化鋯，反應(yīng)式如下。將78.8%的氧化鋯（ＺｒＯ２）和21.2%的木炭充分混合，放入碳化爐的石墨坩堝中，在氫氣氣氛中加熱至2400℃，使其反應(yīng)后即制得碳化鋯。 5.鎂熱還原法　以氧化鋯和金屬鎂為原料制備碳化鋯，反應(yīng)式如下。將二氧化鋯和活性金屬鎂按摩爾比1:2充分混合，裝入可循環(huán)的反應(yīng)器中，連續(xù)通入甲烷氣，并控制升溫速度20℃/min，升溫至750℃，保溫0.5h。然后用鹽酸酸洗除去副產(chǎn)物，制得碳化鋯微粉末。金屬碳化物粉末系列產(chǎn)品：碳化鋯粉末、碳化鉿粉末、碳化鉭粉末、碳化鈮粉末、碳化鈦粉末、碳化釩粉末、碳化鉻粉末、碳化鉬粉末、碳氮化鈦粉末、復(fù)式碳化物粉末等。
碳化鋯應(yīng)用于纖維中的優(yōu)勢(shì)
納米碳化鋯應(yīng)用于纖維，不同碳化鋯和碳化硅微粉含量和添加方式對(duì)纖維近紅外吸收性能有影響，當(dāng)纖維中的碳化鋯或碳化硅含量達(dá)到4%（重量）時(shí)，纖維的近紅外線吸收性能最佳，將碳化鋯和碳化硅添加在纖維的殼層中的近紅外線吸收效果優(yōu)于添加在芯層中的效果。研究了相變材料微膠囊和納膠囊的制備工藝對(duì)膠囊結(jié)構(gòu)和性能的影響，并通過(guò)添加過(guò)冷結(jié)晶防止劑的方法降低了微膠囊的過(guò)冷度。研究了采用相變材料微膠囊熔融紡絲和溶液紡絲工藝制備蓄熱調(diào)溫纖維的工藝、纖維結(jié)構(gòu)和性能，分別制成了含有20％（重量）和30％（重量）相變材料微膠囊的纖維，這些纖維具有明顯的熱能吸收儲(chǔ)存功能，加工成的紡織品具有溫度調(diào)節(jié)功能。納米碳化鋯粉體填充于碳纖維中，大幅度提高碳纖維制品的耐磨性能、抗疲勞度、、耐高溫性能和強(qiáng)度，已成功應(yīng)用于中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第四研究院第四十三研究所的碳纖維產(chǎn)品上，為國(guó)防工業(yè)做出了貢獻(xiàn)！既納米碳化鋯是一種新型碳碳復(fù)合功能材料的改性劑和添加劑。將碳化鋯以一定比列添加與C/C復(fù)合材料中，可以顯著提高復(fù)合材料的耐燒蝕性能，提高耐熱等級(jí)，現(xiàn)廣泛應(yīng)用軍事，航天領(lǐng)域。
納米碳化鋯的應(yīng)用
納米碳化鋯應(yīng)用于新型保溫調(diào)溫紡織品中，碳化鋯具有高效吸收可見(jiàn)光反射紅外線的特性。當(dāng)它吸收占太陽(yáng)光中95%的2μm以下的短波長(zhǎng)能源后，通過(guò)熱轉(zhuǎn)換可將能源儲(chǔ)存在材料中。它還具有反射超過(guò)2μm紅外線波長(zhǎng)的特性。而人體產(chǎn)生的紅外線波長(zhǎng)約10μm左右，當(dāng)人們穿了含納米碳化鋯紡織衣時(shí)，人體紅外線將不易向外散發(fā)。這說(shuō)明碳化鋯具有理想的吸熱、蓄熱的特性，可應(yīng)用于新型保溫調(diào)溫紡織品中。更多資訊請(qǐng)鏈接：www.beacatalystforchange.com，請(qǐng)聯(lián)系：sales@langfengmaterials.com

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