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硬度、矯頑磁力及抗折力

 

分布,同時因為鈷的β→α相變化是一種遲緩的(extremely slugglish) 麻田散相變化(matensitic transformation),在冷速快的時候會有殘留常溫β鈷,這些殘留常溫β鈷如果于使中進(jìn)行相變化造成鈷相收縮,則鈷相拉應(yīng)力情形更加嚴(yán)重,不利于使用壽命。

將超硬合金深冷處理,可以將超硬合金的內(nèi)部應(yīng)力逆向調(diào)整,即是減少鈷中的拉伸應(yīng)力,甚至調(diào)整至適當(dāng)?shù)膲嚎s應(yīng)力,如此可以減少裂紋的起始,提升耐疲勞強(qiáng)度,增加裂紋成長的阻力,提高韌性,并增加鈷對碳化鎢的結(jié)合性,減少碳化物剝離,提升對黏著磨耗的耐力,同時減少殘留β鈷,避免使用中的β→α相變化。

一般評估超硬合金的性能,可以用硬度、矯頑磁力及抗折力等方法,本研究為了將超硬合金性質(zhì)上微小的變化加以定量化處理,采用帕姆奎司特法分析[5],即是以鉆石針頭對試片施以不同的荷重,記錄壓痕之裂紋長度合之變化,再由荷重對裂紋長度關(guān)系圖可以得到裂紋趨勢斜率,因為此斜率與破裂韌性有關(guān)[6],所以用此斜率作為超硬合金深冷處理后的性能變化的參數(shù)。

二、實驗結(jié)果與與討論

選取國內(nèi)外知名的四家超硬合金制造廠出品之12種常用超硬合金材料,進(jìn)行深冷處理實驗,并用帕姆奎司特法分析其效益,圖1A組試片之深冷處理前后之荷重與裂紋長關(guān)系圖,依此圖可求得裂紋長與荷重線性關(guān)系斜率,簡稱為裂紋趨勢斜率;由圖1可以看出深冷處理后超硬合金的裂紋趨勢斜率有降低的現(xiàn)象,表示藉由材料內(nèi)部的應(yīng)力調(diào)整,破裂韌性得以提升。利用此法可以求出不同的材料深冷處理前后裂紋趨勢斜率變化,如表1所示,雖然不同廠家的產(chǎn)品,其受到深冷處理的影響,會因為制程、成份及碳化物顆粒大小的不同,而有差異,例如C組試片幾乎不受處理過程的影響,但整體而言,可以看出鈷含量較高或硬度較低的超硬合金,受到深冷處理提升性能的效益越顯著 ,如將表1之結(jié)果整理作圖,可得不同材料之裂紋趨勢斜率與硬度關(guān)系圖,如圖2所示,可以明顯看出對硬度越低的超硬合金,裂紋趨勢斜率降低的越多。