硬質合金燒結時潤濕性對緻密化、合金組織與性能影響極大，而體現液相和固體顆粒潤濕性的是潤濕角。液相只有具備完全或部分潤濕的條件，即潤濕角為0°<θ<90°，才能滲入顆粒的微孔和裂隙甚至晶粒間。而影響潤濕角的因素有很多，如燒結溫度，接觸時間，添加劑，燒結氣氛等。

 

溫度與潤濕角的關係圖片

 

1.溫度與時間的影響

升高溫度或延長液-固接觸時間均能減小θ角，但時間的作用是有限的。基於介面化學反應的潤濕熱力學理論，升高溫度有利於介面反應，從而改善潤濕性。升高溫度對系統自由能降低有利，故γsl降低，而溫度對γs和γl的影響卻不大。潤濕是一種動態平衡過程，延長時間有利於通過介面反應建立平衡。

 

2.表面活性物質的影響

如在TiC-Ni硬質合金中，鎳中添加少量鉬可使鎳對TiC的潤濕角由30°降至0°，二面角由45°降至0°。表面活性元素的作用並不表現為降低γl，只有減少γsl才能使潤濕性改善。添加劑能促使固相與液相間的物理溶解和輕微的化學反應。

 

3.粉末表面狀態的影響

粉末表面吸附氣體、雜質或有氧化膜、油污存在，均將降低液體對粉末的潤濕性。固體顆粒表面吸附了其它物質後的表面能γs總是低於真空時的表面張力γ0，因為吸附本身就降低了表面自由能。考慮固相表面存在吸附膜的影響後，潤濕角公式為

cosθ=[(γ0-π)-γsl]/γl （1）

 

4.氣氛的影響

氣氛會影響θ的大小，原因不完全清楚，可以從粉末的表面狀態因氣氛不同而變化來考慮。多數情況下，粉末有氧化膜存在，氫和真空對消除氧化膜有利，故可改善潤濕性；但是，無氧化膜存在時，真空不一定比惰性氣氛對潤濕性更有利。