基于不含氮原料制备的脱β层梯度硬质合金的形成机理与生长动力学研究

项目名称： 基于不含氮原料制备的脱β层梯度硬质合金的形成机理与生长动力学研究

项目编号： No.51404084

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 矿业工程

项目作者： 史留勇

作者单位： 海南大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 通常脱β层梯度硬质合金的制备需在原料中预先添加硬、脆的含氮相，容易降低合金的致密度及力学性能。本项目基于不含氮的硬质合金原料，在烧结过程中通过控制烧结气氛的变化，使压坯表层先后发生适当程度地氮化、脱氮反应，成功制备脱β层梯度硬质合金。为揭示梯度结构的形成机制，控制梯度层的生长速率，研究制备工艺参数对梯度结构及合金性能的影响规律；通过打断烧结急速冷却的方法，制备不同烧结阶段下的梯度硬质合金，分析烧结过程中合金微观组织、相组成的动态变化及各元素的动态迁移规律，揭示梯度层的形成机理；分别基于氮向外扩散、钛向内扩散及氮钛耦合扩散机制建立脱β层形成的物理模型及生长动力学方程；分析合金表层立方碳化物相的氮化反应过程，建立氮化反应模型，推导氮化反应的平衡条件与反应动力学计算方程。本项目的成功实施为基于不含氮原料制备脱β层梯度硬质合金提供理论指导，对于进一步提高脱β层梯度硬质合金的性能具有重要意义。

中文关键词： 数控涂层刀片；梯度硬质合金；脱β层；形成机理；生长动力学

英文摘要： The graded cemented carbide with cubic carbide free layer(CCFL) was prepared usually by employing raw material powders containing hard and brittle cubic nitrides or carbonitrides, which may weaken the compactness and mechanical property of the graded allo

英文关键词： numerical control coating insert；graded cemented carbide；cubic carbide free layer(CCFL)；formation mechanism；growth kinetic