無粘結相碳化鎢硬質合金

鎢鈷硬質合金，是一種常見的、重要的硬質合金種類，廣泛地應用于現代刀具材料、耐磨、耐腐蝕和耐高溫材料領域，有現代工業的牙齒之稱。純碳化鎢材料很難燒結緻密，即使燒結緻密，燒結溫度也往往在2000℃ 以上，如此高的燒結溫度對設備本身也是一種損害，並且燒結後斷裂韌性只有～4MPa•m1/2。

鈷作為碳化鎢燒結時的一種粘結相，對WC有非常好的潤濕性，同時能使WC燒結溫度降低到～1400℃，燒結時Co成為液相，大大增加WC 顆粒擴散速率，使燒結緻密，燒結後碳化鎢複合材料通常斷裂韌性為～12 MPa•m1/2。

陶瓷材料由於具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等優良性能而受到重視，但是由於脆性問題(韌性、塑性低，強度不高，性能穩定性和可控性差)使其應用相當受限，因此利用陶瓷相顆粒/纖維，或者相變來改善強韌性，是選擇陶瓷相的一個重要標準，近來，有學者利用工藝找到一種綜合性能優異的無粘結相碳化鎢複合材料。該方包括以下步驟：

(1)將WC、ZrO₂(3Y)、Al₂O₃原料粉末置於有機溶劑或無機溶劑中進 行濕式球磨，制得混合漿料；或將原料粉末直接進行幹式球磨；

(2)將濕磨完以後的混合漿料進行乾燥，直至溶劑殘餘量≤1％，碾碎、 過篩，獲得顆粒尺寸≤150μm的濕磨複合粉末；幹磨後的粉末不需烘乾直接碾碎、過篩，獲得顆粒尺寸≤150μm的幹磨複合粉末；

(3)採用放電等離子燒結技術對複合粉末進行固化成型和燒結，得到無 粘結相碳化鎢複合材料。

該工藝製備的WC複合材料不含有Co，與傳統碳化鎢鈷硬質合金相比， 它不僅可以降低成本，還可以戰略性的鈷資源不足的情景。更為重要的是，新工藝所使用的Al₂O₃和ZrO₂陶瓷易於制取，來源廣泛，價格便宜，相較於添加其他無Co類碳化鎢複合材料，成本更低。

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