叠层加压SPS烧结制备梯度硬质合金

周美玲¹，张久兴¹，张国珍¹，张利平¹

(1.北京工业大学,新型功能材料教育部重点实验室,北京,100022)

摘要:采用叠层加压SPS烧结法制备致密的YG10/YG20梯度结构硬质合金.通过调整WC粒度和添加微量元素B来调整烧结温度,使含钴量低的粉末与含钴量高的粉末的烧结温度相近.研究了烧结温度对致密度、组织形貌、显微硬度和断裂韧性的影响,分析了沿梯度截面上C,Co,W等成分、显微硬度的变化及YG10/YG20界面的结合情况.结果表明:原始WC粒度为1μm的YG10+0.05%B混合粉末和9 μm的YG20混合粉末都能在1100℃～1160℃烧结致密,相对密度达到99%以上,晶粒尺寸均匀,梯度界面结合良好,没有开裂现象.低钴端的硬度达到了15 500 MPa～16 000MPa,高钴端的硬度为11 100 MPa;在294N载荷的作用下低钴端的断裂韧性为12.62 MPa·m1/2,而高钴端在这一载荷的作用下没有出现裂纹,断裂韧性较高,从而实现了硬质合金一端具有高硬度,另一端具有良好的韧性的有机结合.

关键词:放电等离子烧结(SPS); 梯度硬质合金; 显微硬度; 添加剂;

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