WC-Co硬質(zhì)合金攪拌摩擦焊攪拌頭的研制.pdf

1、WC-Co類硬質(zhì)合金是目前使用最廣泛的燒結(jié)硬質(zhì)合金之一,然而較低的強(qiáng)度、較差的韌性及極大的加工難度很大程度限制了其發(fā)展,尤其是像攪拌摩擦焊(FSW)攪拌頭這種形狀較復(fù)雜的硬質(zhì)合金制品往往制造成本高昂或使用性能不佳。
　　為制備符合攪拌摩擦焊焊接需求的WC-Co硬質(zhì)合金攪拌頭,本文從合金成分、真空燒結(jié)工藝及加工成型工藝入手,借助洛氏硬度計(jì)、顯微硬度計(jì)、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡等分析測(cè)試設(shè)備,對(duì)不同 Co含量、不同真空

2、燒結(jié)工藝、不同粉末成型劑、不同粉末壓制工藝下合金組織與力學(xué)性能進(jìn)行對(duì)比分析,并重點(diǎn)探索了免浸蠟增塑的生坯加工工藝。
　　研究結(jié)果表明WC-8Co硬質(zhì)合金經(jīng)1400°C×1h真空燒結(jié)可獲得綜合力學(xué)性能較佳的致密硬質(zhì)合金,適合用于攪拌頭制備;PVA成型劑比PW有更少的真空脫蠟缺陷,對(duì)燒結(jié)后性能影響較小,適合作為粉末成型劑;合金粉末壓制使用冷等靜壓工藝相比傳統(tǒng)模壓可以有效提高燒結(jié)體各項(xiàng)性能指標(biāo),其中強(qiáng)度和韌性提升幅度高達(dá)30％左右;粉末

3、壓坯經(jīng)1150°C×1h預(yù)燒結(jié)得到的生坯可基本滿足車削加工的需求,優(yōu)化車削工藝參數(shù)可得較好的加工表面。
　　合金粉末添加 PVA造粒—模壓+冷等靜壓—真空脫蠟并預(yù)燒結(jié)—車削加工—真空再燒結(jié)可得滿足尺寸要求的攪拌頭制品,其相對(duì)密度>99%,硬度>93HRA,抗彎強(qiáng)度>900MPa,斷裂韌性>11MPa·m1/2。焊接測(cè)試表明與傳統(tǒng)高溫合金攪拌頭相比WC-8Co硬質(zhì)合金攪拌頭可以適應(yīng)更高的攪拌頭轉(zhuǎn)速和焊接速度,提高了焊接效率并減少了攪