不同形貌碳化钨对合金磨损性能的影响

顾金宝，廖 军，菅豫梅，王 可，邱 勇，刁椿珉

(自贡硬质合金有限责任公司，四川 自贡 643011)

1 引言

WC-Co硬质合金具有优良的机械性能，尤其是其较高硬度和良好韧性的结合，使得其广泛应用于地质工程中的矿山开采、油气钻探、隧道掘进等工程领域。硬质合金在凿岩领域中主要以硬质合金齿的形式出现，合金齿通过镶嵌在钢结构的钎头体上制作成钻头(或钎头)，形成各式各样的凿岩工具，这些凿岩工具的服役条件一般比较恶劣，常常需要承受循环载荷、冷热交替的温度变化以及腐蚀性的工作环境。疲劳失效是造成凿岩工具失效的一种主要形式，疲劳种类一般有机械疲劳、热疲劳和腐蚀疲劳，在硬质合金实际使用中，几种疲劳方式共同作用，相互促进[1]。目前关于实验室合金性能检测的报道大部分是关于静载荷的，主要包括强度、硬度、断裂韧性等，也有文章报到过动载荷状态下合金的冲击疲劳研究[2-4]。关于实验室模拟冲击回转式凿岩工具的工况，对合金施加一定动载荷的冲击，同时可以设定转速进行磨损的实验研究的报道较少。硬质合金中碳化钨为其主要成分，合金的耐磨性依赖于硬质相，碳化钨粉末的常规分析能确定其纯度和粒度；但由于不同厂家提供的碳化钨，在化学成分和粒度十分相近的情况下仍然表现出力学性能及其他性能的差异[5]。以下就市售的三家相同规格的碳化钨，费氏粒度20-25 μm，在相同工艺参数下制作成相同成分、合金平均晶粒度4-5 μm的材质，研究三个厂家的碳化钨制成的合金在相同动载荷冲击回旋式磨损实验条件下磨损情况的差异性。……