ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕХАНОАКТИВАЦИИ НА МОРФОЛОГИЮ И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ WC-FE ПОРОШКОВ

Аннотация

Настоящая работа посвящена комплексному исследованию влияния механоактивации (МА) на морфологические и фазовые характеристики порошков WC-Fe, предназначенных для получения твёрдосплавных композитов нового поколения. В условиях устойчивого развития и необходимости замещения кобальта как токсичного и дефицитного связующего, система WC-Fe рассматривается как перспективная альтернатива традиционным WC-Co материалам. Экспериментальная часть включает анализ двух композиций — 88 мас.% WC-12 мас.% Fe и 95 мас.% WC-5 мас.% Fe, подвергнутых высокоэнергетической МА в планетарной мельнице (500 об/мин) на протяжении 1, 2 и 4 часов. Морфология порошков исследовалась методом СЭМ, фазовый состав  методом рентгеновской дифракции, а распределение по размерам  с помощью лазерной дифракции. Результаты показали, что уже на ранних стадиях МА (1-2 ч) наблюдается значительное снижение размеров кристаллитов (до ~220 Å), увеличение плотности дислокаций и формирование аморфизованных участков. В системе с повышенным содержанием Fe установлено образование вторичной фазы W₂C, отражающее интенсификацию твердофазных реакций. Повышенное содержание железа способствует лучшей диспергируемости и снижению склонности к агломерации, тогда как смеси с 95 мас.% WC характеризуются высоким уровнем агрегации и частичным спеканием при длительном измельчении. Оптимальный баланс между фрагментацией и агломерацией достигается при 1-2 часах МА. Дальнейшее увеличение времени обработки приводит к росту вторичной агрегации и ухудшению технологических характеристик порошков. Полученные данные демонстрируют критическую зависимость фазовой эволюции и морфологической однородности от стехиометрии системы и продолжительности МА. Эти результаты могут быть использованы для рационализации параметров предварительной подготовки порошков WC-Fe, ориентированной на разработку кобальт-свободных износостойких материалов с заданными структурно-механическими свойствами.