WC-Co硬质合金的制备与性能改进 (开题报告)
准纳米WC-TiC-Co硬质合金制备工艺及显微组织的开题报告
准纳米WC-TiC-Co硬质合金制备工艺及显微组织的开题报告一、研究背景和意义随着现代工业的快速发展，对于高性能材料的需求也越来越高。
硬质合金作为一种具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性的特殊材料，在现代制造业中得到了广泛应用。
而WC-TiC-Co硬质合金由于具有更优良的性能表现，受到了越来越多人的关注。
WC-TiC-Co硬质合金是由钨、碳、钛和钴等金属组成的一种复合材料。
在制备过程中，不仅要考虑到其化学组成和比例，还要考虑到制备工艺和方法的影响。
因此，对于合适的制备工艺和方法的研究，对于提高WC-TiC-Co硬质合金的性能和应用具有重要的意义。
二、研究内容和目的本研究的内容主要包括WC-TiC-Co硬质合金的制备工艺和显微组织的研究。
其中，制备工艺包括原料的选择、配比、混合、压制和烧结等过程，显微组织包括WC-TiC-Co硬质合金的晶粒尺寸、相组成和形貌等方面的研究。
本研究的目的在于探究合适的WC-TiC-Co硬质合金制备工艺，并通过显微组织研究来了解不同工艺条件对于硬质合金性能的影响，从而为制备WC-TiC-Co硬质合金提供技术支持和理论指导。
三、研究方法和步骤1. 确定原料的选择和配比首先，需要选取高纯度的钨、碳、钴和钛等原料，并根据实际需求确定其配比。
一般来说，WC-TiC-Co硬质合金的组成是以钨碳化物为基础，钛代替部分钨原子，钴作为黏结相，组成基础为WC/TiC/Co的三元系硬质合金。
2. 原料的混合和粉末制备将选取好的原料混合放入球磨机中，进行混合和粉末制备。
要求球磨时间和能量不能过长和过高，以避免原料的化学反应和晶粒的生长，影响硬质合金的质量。
3. 压制和成形选用合适的压制工艺和成形方式，将复合粉末压制成形。
一般来说，可以采用等静压或等温压制两种工艺方式。
4. 烧结制备将成形后的硬质合金放入热处理炉中进行烧结。
烧结方式可以选择为等温烧结或非等温烧结，也可以采用热压烧结或高压烧结等多种方式。
WC-Co硬质合金机械性能的数值模拟与实验研究的开题报告
WC-Co硬质合金机械性能的数值模拟与实验研究的开题报告一、研究背景与意义WC-Co硬质合金具有高硬度、高强度、高耐磨、高耐腐蚀等优良性能，广泛应用于切削、磨削、耐磨、冲击等领域。
机械性能是WC-Co硬质合金材料应用性能的重要参数之一，因此研究WC-Co硬质合金机械性能具有重要意义。
传统方法通过实验研究WC-Co硬质合金的机械性能，但实验成本高、周期长，同时某些复杂的试验无法实现，如局部应变场的测量、应力场的测量等问题。
基于此，数值模拟的研究可以用来预测WC-Co硬质合金的力学行为，设计新材料等方面作出重要贡献。
二、研究内容和方向本文旨在研究WC-Co硬质合金机械性能的数值模拟与实验，并且结合理论及实验分析来验证模拟结果的准确性。
1.建立机械模型通过有限元方法（FEM）建立合适的机械模型，考虑材料的非线性特性、多阶段破坏及复杂载荷等因素。
2.模拟测量以实验数据为基础，比较模拟数据和实际数据以验证模拟结果的准确性。
模拟中可以考虑多种载荷情况，如静态荷载、动态荷载、疲劳载荷等。
3.研究分析在模拟结果基础上，进一步研究WC-Co硬质合金的结构特征、材料力学行为等。
三、研究方法本文采用有限元方法（FEM）进行数值模拟，通过建立三维模型来模拟WC-Co硬质合金的力学响应。
同时结合实验的测量数据来验证模拟结果的准确性。
四、研究计划和时间安排第一年：1.调研WC-Co硬质合金的机械性能研究现状，明确本研究的重点和难点。
2.撰写WC-Co硬质合金的数值模拟方法及程序设计。
3.建立WC-Co硬质合金的有限元模型，并在有限元软件上进行模拟和分析。
第二年：1.通过实验研究WC-Co硬质合金的机械性能及其影响因素。
2.将模拟数据与实验数据进行比较分析，验证模拟的准确性。
3.探究WC-Co硬质合金的结构特征和力学行为等。
第三年：1.总结研究成果并进行论文撰写。
2.进行WC-Co硬质合金的性能优化研究。
3.展示研究成果，发表论文。
超细WC-Co硬质合金的制备与性能研究
万方数据
第２５卷
陈亚军：超细Ｗ㈨硬质台金的耐鲁与性能研究
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ａ）１１００℃烧结
ｂ）１３００℃烧结
图１４在不同烧结温度下，硬度与保温时间的关系曲线
烧结温度戌
（烧结保温时间均为３ ｍｉｒＩ） 图１５硬度与烧结温度的关系曲线
２结果分析与讨论
２．１粒度分析 图１、图２分别为原料ＷＣ、Ｃｏ的ＳＥＭ图，从图
中可知球磨前ＷＣ和Ｃｏ粉的原始尺寸约为１～２ ¨ｍ，图３是ｗＣ原料的ＸＲＤ谱，其中（１００）和（１０１）是 最强峰。图４是ＷＣ—Ｃｏ混合粉经过Ｏ、３０、６０、９０ ｈ 球磨后（１０１）晶面衍射峰的峰形变化。从ｘＲＤ谱线 可知，当球磨时间超过３０ ｈ后，衍射峰的峰形由原
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图４球磨０、３０、６０、９０ ｈ的ＷＣ—Ｃｏ粉末的ＸＲＤ谱
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图５球磨时间与粒子平均尺寸及衍射峰宽化度的关系曲线
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３０ ｈ
ｂ）６０ ｈ 图６ ＷＣ—Ｃｏ混合粉末粒子的ＴＥＭ照片
过３０ ｈ后获得了粒度为ｌｏｏ姗以下的ＷＣ—Ｃｏ纳米粉末。脉冲电流烧结后获得超细
ＷＣ－Ｃｏ硬质合金，与传统的ＷＣ．Ｃｏ硬质合金相比，超细ＷＣ—Ｃｏ硬质合金具有更高的 硬度（ＨＲＡ９２．５—９４）和耐磨性。另外通过实验获得了最佳的烧结工艺参数。 关键词球磨；ＷＣ—Ｃｏ纳米粉末；粒度；烧结；性能
WWC粉末的形貌结构及其对WC-Co硬质合金组织和性能的影响的开题报告
WWC粉末的形貌结构及其对WC-Co硬质合金组织和性能的影响的开题报告一、研究背景WC-Co硬质合金是一种重要的材料，具有优异的性能，广泛应用于机械加工、矿山工具、钻头、切割工具等领域。
其中WC颗粒为主要增韧相，Co为黏结相。
为了进一步提高WC-Co硬质合金的性能，研究人员通过添加第三种相来改善WC-Co硬质合金的性能。
WWC是一种新型脱碳钨酸盐材料，具有晶体结构丰富、颗粒均匀、孔隙率低等优点，可以作为WC-Co硬质合金中的第三种相使用。
研究WWC对WC-Co硬质合金组织和性能的影响，可以进一步提高WC-Co硬质合金的性能，拓展其应用范围。
二、研究内容和目标本研究的目标是探究WWC粉末的形貌结构对WC-Co硬质合金组织和性能的影响，具体内容包括：1. 合成不同形貌结构的WWC粉末。
2. 制备含有不同比例WWC的WC-Co硬质合金试样。
3. 对WC-Co试样和含有不同比例WWC的WC-Co试样进行显微组织观察和性能测试，比较其差异。
4. 分析WWC粉末的形貌结构对WC-Co硬质合金组织和性能的影响。
三、研究方法和步骤1. 合成不同形貌结构的WWC粉末通过化学共沉淀法、水热法、氢氧化钠高温煅烧法等不同方法制备WWC粉末，调控不同工艺参数得到多种形貌结构的WWC粉末。
2. 制备含有不同比例WWC的WC-Co硬质合金试样将不同比例的WWC粉末与WC和Co混合，经球磨、压制、烧结等工艺制备含有不同比例WWC的WC-Co硬质合金试样。
3. 显微组织观察与性能测试采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TG）等检测手段，对制备的硬质合金试样进行组织形貌、相结构和热性能测试。
同时，进行压缩强度、硬度、断裂韧性等力学性能测试。
4. 影响分析结合实验结果和先前的理论研究，分析WWC粉末形貌结构对WC-Co硬质合金组织和性能的影响机制。
四、研究意义通过此研究，可以深刻理解第三相对WC-Co硬质合金的影响，推动WC-Co硬质合金的发展，同时也有助于完善WWC的应用体系，最终为机械加工、矿山工具、钻头、切割工具等领域提供高性能材料。
纳米WC-Co涂层抗冲蚀磨损研究的开题报告
纳米WC-Co涂层抗冲蚀磨损研究的开题报告一、研究背景和意义WC-Co钴合金涂层作为一种高性能材料，具有极高的硬度和耐磨性，已广泛应用于机械制造、化工、电力等领域。
然而，在某些实际工作环境下，涂层表面易受到冲蚀和磨损的影响，降低了其使用寿命和性能。
因此，对于涂层的抗冲蚀和磨损性能的研究具有重要的理论和实际意义。
近年来，纳米技术的出现为涂层改性提供了新的切入点。
通过纳米技术制备的WC-Co涂层，其晶粒尺寸可以达到纳米级别，且具有更好的机械性能和化学稳定性。
因此，研究纳米WC-Co涂层的抗冲蚀和磨损性能，可以为涂层的改性和应用提供新的思路和方法。
二、研究内容和计划1.分析纳米WC-Co涂层的组成和结构特征，通过X射线衍射、扫描电镜等测试手段，研究其晶粒尺寸和结构。
2.通过冲蚀和磨损实验，对比分析纳米WC-Co涂层和传统WC-Co涂层的抗冲蚀和磨损性能，探究纳米技术对涂层性能的影响。
3.通过微观结构分析和力学测试等手段，揭示纳米WC-Co涂层的抗冲蚀和磨损机制，并提出相应的改性策略。
4.针对不同的工作环境和工作状态，研究纳米WC-Co涂层的最佳应用范围和使用条件，并为实际应用提供理论和实验基础。
计划时间：共计18个月1-3个月：文献调研和实验条件确定4-6个月：纳米WC-Co涂层制备和表征7-12个月：冲蚀和磨损实验、机制分析和改性策略探究13-15个月：最佳应用范围和使用条件的研究16-18个月：论文写作和答辩准备三、研究材料和方法材料：WC-Co钴合金粉末、氮气、乙酸酐、异丙醇等；方法：采用磁控溅射技术制备纳米WC-Co涂层，并通过X射线衍射、扫描电镜、原子力显微镜等测试手段对其组成和结构进行分析；通过冲蚀和磨损实验，测量和分析涂层抗冲蚀和磨损性能，并通过微观结构分析和力学测试等手段，揭示涂层的抗冲蚀和磨损机制。
不同应力比对WC-Co硬质合金疲劳性能的影响的开题报告
不同应力比对WC-Co硬质合金疲劳性能的影响的开题报告一、选题背景及意义WC-Co硬质合金是一种广泛应用于矿山、机械制造等领域的材料。
其硬度高、强度大、抗磨损、耐腐蚀等性能突出，但在工作过程中常受到循环载荷的影响，因此研究其疲劳性能具有重要意义。
应力比是影响材料疲劳寿命的重要参数之一。
其数值大小反映了材料受到的拉-压应力比例，不同应力比下WC-Co硬质合金的疲劳机理和寿命特性不同。
因此，了解不同应力比对于WC-Co疲劳性能的影响，有助于优化材料的设计和应用，提高其工程使用寿命。
二、相关研究综述国内外学者已对WC-Co疲劳性能进行了广泛的研究。
文献[1]研究了WC-Co硬质合金在不同冲击载荷条件下的疲劳寿命，发现随着冲击载荷的增加，其疲劳寿命逐渐下降。
文献[2]报道了WC-Co硬质合金在不同应力比情况下的疲劳寿命和断口形貌，结果发现在拉-压应力比为0.1时，其寿命最长。
文献[3]利用疲劳试验和有限元模拟相结合的方法研究了WC-Co硬质合金在不同载荷频率下的疲劳寿命，发现在低载荷频率下疲劳寿命更长。
三、研究内容和方法本研究将采用疲劳试验的方法，对WC-Co硬质合金在不同应力比条件下的疲劳寿命进行测试，并运用断口形貌观察和金相分析等方法探究WC-Co硬质合金不同应力比下的疲劳断口特征和微观机理。
另外，本研究还将利用有限元模拟方法来研究WC-Co硬质合金在不同应力比条件下的应力分布和残余应力等相关参数。
四、预期结果和意义本研究旨在探究不同应力比对于WC-Co硬质合金疲劳性能的影响，并揭示不同应力比下其微观机理和断口特征，从而为推进WC-Co硬质合金的疲劳研究和应用提供更为可靠的理论基础和实验参考。
同时，本研究对于提高WC-Co硬质合金的工程使用寿命，优化其设计和制备技术具有重要的现实意义。
WC-Co梯度硬质合金的设计、制备及其性能研究的开题报告
WC-Co梯度硬质合金的设计、制备及其性能研究的开题报告一、研究背景随着工业化进程的不断加快，工业制造对于高性能材料的需求日益增强，而硬质合金是一种具有优异性能的重要材料。
传统的WC-Co硬质合金由于其全硬相的本质，具备高硬度、高强度、高耐磨等特点。
但由于其存在脆性、易断裂等问题，使得其在高负荷、高强度、以及极端工况下的应用受到了限制。
为了提高硬质合金的全方位性能，近年来开始出现了许多新型硬质合金材料，梯度硬质合金便是其中的一种。
梯度硬质合金采用WC-Co硬质合金为基础材料，通过表面改性、成分调整等方法，在硬质合金材料内部形成硬度、韧性、强度等方面的梯度分布，避免了全硬相的脆性缺陷，弥补了传统硬质合金的不足，具有在极端工况下的优异表现的良好应用前景。
二、研究内容1.硬质合金的设计：通过分析WC-Co硬质合金在不同应用场合的需求，制定出合理、可行的梯度分布方案。
2.硬质合金的制备：采用常规的粉末冶金工艺，通过调节压力、温度、压力等参数，制备出具有梯度分布的硬质合金坯料。
3.硬质合金的性能研究：对合成的硬质合金进行力学性能、物理性能、化学性能等多方面的测试，探究其在实际应用中的表现。
4.结构及微观性能分析：采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等先进的材料表征手段，对制备出的硬质合金进行微观结构与组织性质分析，以期探究梯度结构对其性能的影响机制。
三、研究意义本研究的主要目的是研发一种具有优异性能的新型硬质合金，具有以下几点显著的意义：1.提高硬质合金在高负荷工况下的全方位性能。
2.为高性能材料在工业制造应用中提供了新的选择。
3.深入探究梯度结构的设计、组织性质对材料性能的影响机制。
4.为我国硬质合金材料的研究提供了新的思路和方法。
超粗晶WC-Co硬质合金的制备方法与机理及性能研究
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第 ３１卷第 ４期 ２０１６年 ８月
中圈钨毋
Ｃｈｉｎａ＂Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖ０１．３１，Ｎｏ．４ Ａｕｇ．０１６
ＤＯＩ．１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００９—０６２２．２０１６．０４．０１０
超粗晶 Ｗ Ｃ—Ｃｏ硬质合金的制备方法 与机理及 性 能研 究
收稿 日期 ：２０１６—０４—０５ 资助项 目：国家重大科技专项子课题 （２０１２Ｘ０４０１２０２１—０１） 作者简介 ：聂洪波 （１９７９一），男 ，河南新乡人 ，博士，高级工程师，主要从事硬质合金 的开发和应用 。
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第 ４期
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毕业设计开题报告
学生姓名：张腾飞学号：************
专业：金属材料工程
设计题目：WC-Co硬质合金的制备与性能改进
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2014年2月25日
1．本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势
本课题的研究意义：
WC-Co硬质合金作为一种工具材料,它是以难熔金属化合物(WC)为基体,以过渡族金属(Co)为粘结相,采用粉末冶金的方法,即通过压制、成形、烧结以及后处理等基本工艺制备的金属陶瓷工具材料。由硬质的碳化物和软质的粘结金属组成的硬质合金,碳化物为合金提供承受负荷的能力和耐磨性,粘结金属则因其室温下的塑性变形而赋予硬质合金耐冲击的韧性。它结合了高硬度的难熔金属碳化物和延展性较好的粘结金属的优点,因而具有强度和硬度高、耐磨性好、红硬性好、热膨胀系数小、弹性模量高以及化学稳定性好等一系列优良性能，被誉为“工业的牙齿”。用于制造切削工具、刀具、钴具和耐磨零部件，广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域，伴随下游产业的发展，硬质合金市场需求不断加大。并且未来高新技术武器装备制造、尖端科学技术的进步以及核能源的快速发展，将大力提高对高技术含量和高质量稳定性的硬质合金产品的需求。
国内外研究现状、水平和发展趋势：
几十年来，WC-Co硬质合金始终占据着硬质合金产品的领导地位，源于它所具有的优异的综合性能。从国外看，纳米晶硬质合金最早由美国Rurgers大学于1989年研制结构硬质合金及其工艺并于同年申请了专利。美国Nanodyne公司在该技术基础上用喷雾转化合成法工业规模生产出纳米WC-CO硬质合金复合粉末，其WC晶粒达到40nm。该公司已实现了纳米WC-Co粉末的工业化生产。美国RTW公司在含钴7%的合金中加0.3%VC，获得的纳米硬质合金晶粒尺寸在20~50nm范围内。该公司用纳米WC-CO复合粉制造加工印刷电路板的钻头，与标准型硬质合金钻孔对比，在同样钻孔500h后，标准型钻头的磨损为0．0017 rnn2，而该公司钻头仅磨损0．0009 mm。此后，日本、瑞典等国的大公司分别开发和研制了纳米结构的超细硬质合金，例如日本学者Tamotsu等用0．2 tan的WC粉，同时加入抑制剂进行实验研究，制备出了抗弯强度达4500 MPa的硬质合金。瑞典在1997年就推出了T002超细硬质合金，其硬度为93．8 HRA，强度为4300 MPa，继而开发了晶粒度为0．2 tan的WC合金微型钻头。从国内看，我国株洲硬质合金有限责任公司和自贡硬质合金有限责任公司等在2O世纪7O年代中期也开始了纳米硬质合金的研制，现已分别推出了自己接近纳米级的硬质合金。如株洲硬质合金有限责任公司采用低温真空烧结、气压烧结及热等静压烧结工艺，成功地研制出硬度HP>900，抗弯强度为3000 MPa，晶粒度约为0．4 m的系列超细硬质合金。武汉工业大学独立研究开发了喷雾干燥一流化床连续还原碳化工艺，以WC-0．5VC-8Co纳米晶复合粉末为原料，采用真空烧结和热等静压工艺，制得了高强度(3210 MPa)、高硬度(92．0 MPa)的超细硬质合金样品。吉林大学将10-15nm的铁、钴、镍粉末应用于碳化钨硬质合金，使烧结温度由原来的1400℃降低到1100℃。虽然WC-Co硬质合金发展迅速，但目前这些工艺方法还不成熟，有待进一步挖掘和探讨。
预计可能遇到的困难
第一，在搜集关于WC-Co硬质合金的制备与性能改进的信息时，由于搜集资料范围及方法有限，可能信息不全。
第二，WC-Co硬质合金的制备方法与工艺十分繁多，肯定介绍会出现以偏概全的可能性。
第三，在自己得出结论，提出预测时会由于自身知识水平有限，专业知识不够扎实等原因，出现偏成熟。
第四，第一次写学术性论文肯定速度慢，耗费大量精力时间。
毕业设计开题报告
2．本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施
本课题的基本内容
本文主要介绍了WC-Co硬质合金的制备与性能改进。论文主要分为五个章节。第一章是综述论，主要对硬质合金定义、分类及研究现状进行介绍。第二章是对WC-Co硬质合金的性能进行说明。第三章是对当前WC-Co硬质合金的制备及工艺方法进行介绍。第四章则重点对WC-Co硬质合金的制备工艺方法和性能之间的关系进行分析对比，提出新的改进方法。第五章得出论文的结论，说明WC-Co硬质合金的制备与性能改进思想，提出合理的预测。
3．本课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析
本课题拟采用的研究手段
可行性分析
首先，
其次，
再次，
综上所述，本课题具有可行性。
毕业论文开题报告
指导教师意见：
（对本课题的深度、广度及工作量的意见）
指导教师：
年月日
教研室审查意见：
教研室负责人：
年月日
提出解决问题的方法和措施
第一，尽可能多的在写论文前，补充自己的专业知识，复习已学知识。
第二，多去收集资料并认真阅读，多了解其他学者的意见。通过“中国知网”“维普资源网”等数据库、期刊网下载四，与指导老师和同学保持好关系，有问题及时请教，在指导老师的帮助下对论文初稿反复修改、校正，不断完善。