硬質合金生坯預燒結溫度會對密度產生直接影響，隨溫度提高，預燒結生坯的密度總體呈增大趨勢，但在不同溫度段上又有所不同，低溫時生坯密度的變化主要取決於成型劑的揮發；高溫時則主要取決於原子的擴散開始加劇。

 

預燒結密度變化趨勢

預燒結溫度對預燒結生坯密度的影響如下圖所示。A曲線為生坯樣品在不同溫度下燒結後的密度，B曲線為生坯樣品的初始壓制密度。從圖中可以看出，隨著燒結溫度的升高，預燒結生坯的密度總體呈增大趨勢。在790℃以下時，預燒結生坯的密度小於初始壓坯的密度，在790℃～900℃區間，預燒結生坯的密度略高於壓制壓坯的密度，密度呈現先增大後降低的趨勢，當燒結溫度超過900℃以後，預燒結生坯密度的增加率大幅提高。

 

預燒結溫度與密度關係圖片

 

預燒結機理

根據硬質合金的燒結機理分析，在700℃～950℃溫度區間內燒結屬於低溫固相燒結。在700℃～820℃預燒結坯的密度呈現先降低後升高的趨勢，可能是由於在低溫時成型劑的揮發導致密度下降，另一方面，由於成型劑的揮發，粉末顆粒與顆粒之間的接觸應力逐漸消除，粘結金屬粉末開始產生回復和再結晶，而原來成型劑揮發所產生的孔洞並未消除，使得壓坯產生膨脹，壓坯膨脹也導致密度的下降。當溫度達到720℃後成型劑已分解完全，因此密度降到最低值為8.34g/cm³。表面原子的擴散在400℃時已經開始發生，但原子的擴散速率很低，因此在低溫燒結時壓坯密度的變化主要取決於成型劑的揮發。當溫度高於720℃後，表面原子的擴散開始加劇，壓坯的密度開始上升，當溫度為790℃時，預燒結坯密度與初始壓坯密度相當。隨著溫度的繼續升高，鈷粉顆粒與顆粒之間開始發生“焊接”現象，壓坯開始產生一定的收縮，燒結坯的收縮導致密度升高，因此預燒結溫度在720℃～850℃區間內，預燒結生坯的密度一直處於上升趨勢。在850℃～900℃溫度區間內，預燒結坯的密度再次呈現先降低後升高的趨勢，可能一方面與原始壓坯有關，另一方面與預燒結坯的膨脹有關。膨脹-再收縮可能是由於原子間的擴散，由於溫度的升高，原子間的互擴散加劇，鈷原子擴散到WC顆粒的間隙，而原來鈷粉存在的地方留下了一些微孔，故預燒結坯出現膨脹，當溫度進一步升高，部分鈷粉顆粒開始熔解填充了這些微孔，燒結坯開始產生收縮。當溫度高於900℃後，密度的增長加快，表明擴散進一步加劇，預燒結坯密度和強度都有顯著提高。