硬質合金生產工藝中發生髒化的原因及分析

除了外界物質所引入的髒化，硬質合金生產工藝中所發生的髒化也是其中一個重要原因。這裏我們著重介紹成型劑髒化和燒結工藝的髒化。根據成型劑種類的不同，成型劑髒化還可分為橡膠成型劑髒化和石蠟成型劑髒化。而橡膠成型劑的髒化原因主要有兩個方面，其一是橡膠溶解於汽油中由於溶解度較低形成的凝膠帶來的髒化。凝膠分子通常較小，塑性較高，壓制時所受壓力不足，無法充分變形，燒結收縮後容易形成孔洞；其二橡膠生產工藝中使用的無機鹽類填料殘留在成型劑體系中所引入的金屬雜質。因此需選用硫酸鈣含量較低的橡膠或適當添加熱塑性單體和高分子樹脂以減少橡膠的使用量。石蠟成型劑在燒結過程中由於熔點較低可直接揮發，在硬質合金的生產中使用十分廣泛。但是在實際應用中，石蠟容易從乙烷中析出形成乳濁液。其對硬質合金粉末的包覆性較差，在燒結收縮後就形成孔洞。針對這種情況，研究人員通過有機相對硬質合金粉末進行包覆促使粉末表面發生改質，如硬脂酸、樹脂酸等，以促進整個體系的相容性。

在燒結工藝方面，隨著燒結溫度的升高，粘結相Co會處於熔融狀態，在冷卻過程中由於收縮程度的不同，Co相可能在收縮過程中發生聚集，在硬質合金鎢骨架中出現孔洞。針對這一現象，相關研究人員採用改進真空燒結工藝的方法，將燒結和加壓在同一設備中進行，使得其不容易造成產品的氧化和脫碳。另外，還有通過一些新型工藝如輔助場燒結工藝、梯度燒結工藝、鐳射燒結工藝等，通過減少鈷池數量、提高粉末表面品質使基體結合更加緊密。