Изучение особенностей консолидации фрагментарно наноструктурированных твердосплавных композитов

Результаты экспериментальных исследований в сочетании с методами моделирования и прогнозирования свойств твердосплавных композитов показывают, что модифицирование с помощью добавок керамических наночастиц и композиционных порошков (WC-Co) позволяет управлять параметрами микроструктуры и обеспечивает повышение прочности связующего и уровня физико-механических свойств твердого сплава в целом. Одновременное комплексное применение субмикрокристаллических карбидов WC, покрытых слоем связки Co, и легирующих добавок наночастиц Аl2O3 - ингибиторов роста зерна основной фазы, можно рас- сматривать как наиболее перспективное направление производства наноструктурированных твердых сплавов с повышенной твердостью, прочностью и трещиностойкостью. Покрытие карбидных частиц слоем связки является эффективным стартовым методом, позволяющим получать объемные заготовки с сохранением уни- кальных свойств исходных нанопорошков, и обеспечивает равномерное распределение фаз (WC, Co, Аl2O3). Такой многофазный фрагментарно наноструктурированный композит характеризуется дополнительной гетероген- ностью, определяемой различиями размеров и упругих свойств фаз. Комбинируя размеры и свойства фазовых составляющих в таком гетерогенном композите, можно обеспечить увеличение энергии разрушения, т. е. трещиностойкости, по Палмквисту до 16-18 МПа м1/2 (за счет торможения на включениях наночастиц, релаксации напряжений и изменения траектории интеркристаллитной трещины, уменьшения ее длины). На основе предложенных стереологических моделей и экспериментальнo установленных взаимосвязей между составом и параметрами микроструктуры были определены требуемые объемные концентрации добавок наночастиц и композитных порошков (WC-Co).