碳化鎢基硬質合金快速燒結技術

硬質合金是由高硬度難熔的金屬碳化物粉末(WC、TiC、TaC、NbC等)為主相，以過渡族金屬鈷、鎳等作為粘結相，通過粉末煉金工藝製成的一種合金材料。具有高硬度、高強度、高韌性、耐磨損、耐高溫和膨脹係數小等優良性能，故而被廣泛地應用於切削、 鑽孔、採礦、工具成形及耐磨零件等領域。

在現有技術中，生產碳化鎢基硬質合金時，碳化鎢晶粒在液相燒結的過程中，由於長時間的高溫燒結，晶粒通常會過快地生長或不規則生長，導致硬質合金的性能下降。針對這一問題，可以採用一些新的快速燒結技術，如放電等離子燒結技術(SPS)、高頻感應加熱燒結技術(HFIHS)或熱等靜壓技術(HIP) 來降低碳化鎢晶粒的尺寸，但這必將增加硬質合金的生產成本。

為了實現性能和成本的平衡，研究人員採用以下快速燒結技術方案：

碳化鎢基硬質合金由複合原料製成，所述複合原料包括鉬粉、碳化釩、碳化鉻、碳化鈦、碳化矽和氧化釔中的至少五種組成，粘結劑為鈷粉。

一、研磨：分別稱取各組分並混合在一起，得複合原料；向複合原料中加入石蠟，然後在50-70℃下研磨複合原料36-72h，接著真空乾燥1-2h。

二、過篩：複合原料經過大於或等於100目的篩，得過篩混合物。

三、預燒結：將過篩混合物製成坯體，然後加熱坯體使其逐漸升溫至600-800℃，然後保溫70-90min，接著將坯體冷卻至室溫。

四、燒結：在氮氣和/或惰性氣體保護下或真空條件下，加熱坯體使其逐漸升溫至 1350-1430℃，然後保溫50-70min，接著將坯體冷卻至室溫。所述的真空條件的真空度為 0.1-10Pa。

工藝加入由鉬粉、碳化釩、碳化鉻、碳化鈦、 碳化矽、氧化釔中的至少五種按一定比例組成增益劑，可抑制碳化鎢晶粒過快或不規則生長，使碳化鎢基硬質合金具有更高的強度、韌性和塑性；尤其是以最佳的比例使用時，可使碳化鎢基硬質合金具有更好的綜合力學性能，效果更好，具有高硬度和 高韌性，硬度為15-25GPa，斷裂韌性為4-8MPa•m1/2，還可以減少物料的 研磨時間，縮短生產週期，降低生產成本。

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