SiC中间层对金刚石涂层硬质合金刀具膜 基界面结合性能的影响

基于第一性原理分别计算了WC-Co/Graphite/Diamond、WC-Co/SiCC-Si/Diamond和WC-Co/SiCSi-C/Diamond界面模型的粘附功、断裂韧性,分析了电子结构和态密度.结果表明:Graphite/Diamond界面粘附功极小,金刚石在石墨基面上成核不良;WC-Co/Graphite界面处Co与C(Graphite)原子具有同种电荷而相斥,添加SiC中间层改变了界面处原子的电荷分配与成键方式,WC-Co/SiC界面Co与C(或Si)原子具有异种电荷而相吸,且Co-Si(SiC)键强于Co-C(SiC)键;SiC/Diamond界面C(SiC)-C(Diamond)键强于Si(SiC)-C(Diamond)键.因此,三种界面模型中各界面的粘附功SiCSi-C/Diamond>SiCC-Si/Diamond>WC-Co/SiCSi-C>WC-Co/SiCC-Si>WC-Co/Graphite>Graphite/Diamond.总之,添加SiC中间层提高了金刚石涂层硬质合金刀具膜基界面结合性能.     

飞秒激光诱导硬质合金YG6表面累积效应

采用波长800nm的飞秒激光对硬质合金YG6表面进行多脉冲加工,利用光学显微镜测量微凹坑损伤形貌及损伤直径,研究了飞秒激光在不同能量密度和脉冲数下硬质合金YG6的损伤阈值和损伤直径的变化规律及其损伤机制.试验结果表明:硬质合金YG6的多脉冲损伤阈值随着脉冲数增加而降低,呈现明显的累积效应.试验得到了多脉冲飞秒激光加工YG6的损伤阈值、损伤直径与脉冲数及中心能量密度的定量关系,YG6多脉冲损伤阈值主要与脉冲数相关,由单脉冲损伤阈值和累积系数共同决定,试验得到YG6单脉冲损伤阈值为1.14±0.06J/cm2,累积系数为0.84±0.02.损伤直径主要与光束中心能量密度和脉冲数相关,由光束束腰半径,单脉冲损伤阈值和累积系数共同决定.试验采用多组平均功率和脉冲数对YG6进行烧蚀,验证了单脉冲损伤阈值和累积系数的可靠性.     

WC-Co硬质合金表面石墨烯沉积生长分子动力学仿真研究

对碳原子在硬质合金(WC-Co)表面的自组装及石墨烯生长过程进行了分子动力学模拟.揭示石墨烯生长中的碳原子沉积、不同长度碳链形成,以及碳链向多边形转变和石墨烯缺陷愈合及自修复过程.研究温度和碳沉积速率对高质量石墨烯生长的影响.模拟结果发现,低温生长的石墨烯缺陷较多,质量较低;高温有助于石墨烯生长,但是高温会对基底造成损伤,使生长的石墨烯表面平整度降低.较高的沉积速率,获得较高的石墨烯形核率,分布较为均匀,但是存在较多的缺陷,而低的沉积速率有助于碳原子的迁移,导致碳原子出现团聚,降低石墨烯质量.因此,选择合适的沉积温度和沉积速率有助于生长高质量石墨烯.仿真优化参数即沉积温度为1300 K,沉积速率为10 ps/C时,生长的石墨烯表面平整度较高(RMS=1.615),且保持着数目较多的基本单元(N=71),质量较好.     

激光熔覆硬质合金强化化纤切断刀的研究

在机械压制法预置硬质合金WC/Co粉末的条形55Si2Mn弹簧钢上,用激光熔覆方法制备了化纤切断刀.调整熔覆层粉末配方中Al、TiC的加入量,结果表明加适量的Al粉能有效地抑制气孔,加TiC粉末能提高熔覆硬度.通过优化激光熔覆工艺参数,得到了无气孔缺陷、组织性能良好、硬度达到HV0.21250的激光熔覆层,达到了化纤切断刀的性能要求.     

钆提高YT14硬质合金耐磨性的机制

研究了不同Ｙ添加量对ＹＴ１４硬质合金显微组织，结构和耐磨性的影响。结果表明，在ＹＴ１４硬质合金名添加微量Ｙ，可显著提高合金铁耐磨性。Ｙ的主要作用是均匀细化碳化物相和Ｃｏ相，提高Ｃｏ粘结相中Ｗ，Ｔｉ元素的固溶量α－Ｃｏ相所占的体积分数，从而提高Ｃｏ粘结相的强韧性。     

硬质合金上沉积金刚石膜提高粘结力的研究

在基底涂覆巴基管的条件下，采用热线法以三种不同的工艺方法生长出与硬质合金具有好的结合力的金刚石薄膜。用Ｘ射线衍射，扫描电镜和拉曼光谱检查了不同工艺生长的金刚石膜的质量；用洛氏硬度压痕法估计了膜与基底的结合力。     

钇提高YT14硬质合金耐磨性的机制

研究了不同Ｙ添加量对ＹＴ１４硬质合金显微组织、结构和耐磨性的影响。结果表明，在ＹＴ１４硬质合金中添加微量Ｙ，可显著提高合金的耐磨性。Ｙ的主要作用是均匀细化碳化物相和Ｃｏ相；提高Ｃｏ粘结相中Ｗ、Ｔｉ元素的固溶量及αＣｏ相所占的体积分数，从而提高Ｃｏ粘结相的强韧性；Ｙ在合金中形成Ｙ２ＷＯ６，表明Ｙ还可还原和清除碳化钨表面氧化膜，增强Ｃｏ粘结相与硬质相之间的结合强度     

稀土对钨钴钛类硬质合金性能及组织结构的影响

研究了在钨钴钛类硬质合金中的添加稀土元素对合金性能和组织结构的影响，以及稀土在硬质合金中的存在形貌和分布状态。结果表明，添加稀土后合金性能如抗弯强度和抗冲击性都有明显提高，并着重阐述了稀土对ＷＣ－１４ＴｉＣ－８Ｃｏ合金的强化机理。     

纳米晶掺钇硬质合金粉末的制备

采用高能球磨法制备了纳米晶掺Y硬质合金粉末。用XRD，SEM和DTA等分析检测手段，研究了纳米晶掺Y硬质合金粉末的结构、形貌和相的变化。结果表明：高能球磨45h，可获得晶粒尺寸约为8nm的掺Y硬质合金粉末；微量Y的加入，有利于硬质合金粉末晶粒的细化；在25～45h范围内，随着高能球磨时间的延长，粉末晶粒尺寸减小，且掺Y硬质合金粉末的晶粒尺寸比未掺Y的硬质合金粉末晶粒尺寸要细一倍；高能球磨25h，粉末中Co的X射线衍射峰消失。高能球磨掺Y硬质合金粉末的DTA曲线在626℃出现了1个尖锐的放热峰。高能球磨掺Y硬质合金粉末固结之后，其合金晶粒细小，机械性能较好。     

三角沟槽形织构化硬质合金工作表面动压润滑及减摩特性

采用飞秒激光加工技术在YT15硬质合金表面制备三角沟槽形微织构,按照面积占有率分别为5.05%、9.5%、13.02%和15.2%,制备出四种不同试样,并在MMG-10多功能摩擦磨损试验机上对织构化YT15硬质合金表面的摩擦副进行不同面积占有率下的对比试验,借助扫描电子显微镜分析工作表面的显微结构及形貌,进一步探究微织构致密度对工作表面摩擦磨损性能的影响.结果表明:相比于未织构化试件,具有一定面积占有率的三角沟槽形微织构有助于提高YT15硬质合金表面的摩擦性能,且面积占有率为9.5%时所产生的流体动压润滑效果最为显著.