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研究了用多聚钒酸铵加炭粉混合压制成型，在一定的温度下进行烧结，通氨气保护制取碳化钒的新工艺。考察了多聚钒酸铵及炭粉质量、炭粉粒度、配碳比、烧结温度、氮气流量、恒温时间等对碳化钒质量的影响。在实验室获得了合格的碳化钒产品。采用不同的钾盐复合变质剂(含B钾盐、含Ti钾盐、含Zr钾盐)对高钒高速钢进行变质处理。试验结果表明,在高钒高速钢中加入含B钾盐、含Ti钾盐复合变质剂,能使初生VC的数量有所增加,形态更为圆整,分布均匀。加入含Zr钾盐复合变质剂,初生VC数量变化不大,但形态有所改变,共晶碳化钒断开,更加细化。
本文研究了界面、覆层厚度和残余应力对碳化钒覆层附着力的影响。研究结果表明,碳化钒覆层附着力比CVD法形成的陶瓷覆层高一个数量级;随着VC覆层厚度增加,临界载荷增加,同时覆层中的残余压应力也增加。临界载荷随残余压应力的增加而降低。而在临界覆层厚度以下,临界载荷随覆层厚度的增加而增加。概述了碳化钒粉末的优良性能和国内外的研究进展。详细介绍了目前制备纳米碳化钒粉末的4种主要方法:碳热还原法、气相还原法、前驱体法和机械合金化法,同时阐述了每种制备方法的优缺点及研究进展。后,对纳米碳化钒粉末的发展前景进行了展望。
采用稀土硅镁铁合金对高钒高速钢进行变质处理,金相分析表明,碳化钒的颗粒数目增多、变细,形态趋于规整,尺寸相对均匀,分布趋向均匀。稀土硅镁铁合金变质处理后,初生碳化钒颗粒内的白色异质晶核为镁、钾等活性元素的氧化物和硫化物。采用形状系数因子K、当量直径D、周长/面积比B等参数判定碳化物形态和大小,自编分析软件,能使金相图片上的视觉形象得到量化,得出比仅凭视觉判断的结论。
以偏钒酸铵和纳米碳黑为原料,先将原料制成前驱体粉末,再在真空碳管炉中进行碳热还原反应,在一定条件下制备纳米碳化钒粉体。偏钒酸铵在150℃左右分解为五氧化二钒、氨气和水,使碳和钒氧化物得到充分混合,因而扩散距离缩短,碳化温度降低,反应时间缩短,晶粒尺寸得到有效控制。主要采用了XRD、SEM等分析手段研究了在不同工艺条件(反应温度、保温时间、配碳量)下对制备纳米碳化钒的影响,通过研究得到以下结论:以纳米碳黑和偏钒酸铵为原料可在1 100℃时制备相成分单一的V_8C_7粉体,粉末颗粒的形貌较规则,粉末粒度较小,呈球形或类球形,粉末颗粒的平均粒度小于100nm。当保温时间达到或接近值(本实验为60min)时,反应才能进行,颗粒的形貌较规则,且形貌细小。当碳含量为28%时,主相为V_8C_7,不含其它杂质相,并且晶格常数接近理论值。
