俄罗斯远东联邦大学和俄罗斯科学院远东分院哈巴罗夫斯克联邦研究中心的专家们开发了一种创新技术,用于生产高耐磨碳化钨。俄罗斯教育和科学部网站报道了这一消息。
这种新材料的强度比工业中使用的传统硬质合金高出26倍。这一发现将使钻头、机床和其他机械设备无需更换部件即可运行更长时间。
一百多年来,人们一直使用以钴为粘结剂的碳化钨基硬质合金来制造高强度工具。这种粘结剂赋予工具韧性,但硬度低于磨料颗粒,在使用过程中会降解,削弱对碳化物晶粒的支撑,导致晶粒崩裂,从而造成工具快速磨损。
来自俄罗斯远东地区的研究人员开发了一种创新方法,摒弃了钴粘结剂,转而使用固态碳化钨。为了制备整体材料,他们采用了放电等离子烧结(SPS)技术。该方法能够将比头发丝细1000倍的纳米粉末颗粒压缩成致密产品,碳化钨含量高达99.94%。烧结温度为2000摄氏度。
科学家们对这项新技术进行了测试,对比了三种钴含量不同的工业合金和三种纯碳化钨样品。测试包括使用不同粒径和硬度的研磨膏进行微磨损试验。
新样品的磨损率显著低于工业同类产品,并且与传统合金相比,其耐久性提高了26倍。
研究人员表示,这种新材料非常适合极端环境:钻井设备、模具、精密轴承和用于输送磨蚀性液体的泵。此外,这项新技术无需使用钴。
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