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WC-Co-Ni硬质合金模具材料的制备及摩擦学特性研究

李果林

   随着模具工业的高速发展,对模具材料的性能要求越来越高。硬质合金材料以其高硬度、高耐磨性,在模具加工领域得到广泛应用。但是随着材料成型速度的不断提高,对制造模具的硬质合金的性能有了更高的要求。因此,研究和开发高性能的硬质合金模具材料具有重要的现实意义。 采用高能球磨法制得纳米复合粉末,用烧结—热等静压法制备了粘结剂含量不同的碳化钨(WC)基硬质合金试样。利用金相显微镜和扫描电镜对试样进行了组织观察和比较,用万能测试仪测试了其机械性能,考察和分析了其成分、组织和性能之间的关系;考虑到模具材料对耐磨性的特殊要求,重点对试样进行了系统的摩擦磨损试验,详细考察了其摩擦磨损性能与成分和组织之间的关系。观察和研究了试样的磨损形貌,并对其摩擦磨损机理及其影响因素和规律进行了探讨。 结果表明,粘结剂(Co和Ni)的含量对WC基硬质合金微观组织、摩擦磨损性能和磨损机理有直接影响,其中粘结剂含量为19.5%的试样组织结构均匀,耐磨性能最好,主要以粘着磨损为主;粘结剂含量为7.5%的试样晶粒大小和分布不均匀,耐磨性能最差,主要以磨粒磨损和脆性剥落为主。WC基硬质合金的磨损机理随粘结剂含量变化而改变,含量高的磨损机理是粘着磨损,含量低的磨损机理是磨粒磨损。WC基硬质合金耐磨性不同的主要原因是磨损机理不同,磨粒磨损导致耐磨性较差。 在同一条件下随着滑动速度的提高试样的摩擦系数降低,磨损率升高;随着载荷的增加低粘结剂含量的WC基硬质合金的摩擦系数升高,而高粘结剂含量的WC基硬质合金摩擦系数变化复杂,主要的原因是载荷的增加改变了材料的磨损机理。磨损率随载荷的增加而增大,但是粘结剂含量的增加可以明显降低WC基硬质合金磨损率,主要原因是粘结剂含量不同导致磨损机理不同。试验还表明不同对磨体会导致材料摩擦系数变化,以Si3N4陶瓷球为对偶件时摩擦系数明显高于以GCr15轴承钢为对偶件时的摩擦系数。……   
[关键词]:硬质合金;摩擦系数;耐磨性;摩擦磨损;磨损机理
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江理工大学2010年