无粘结相碳化钨硬质合金

钨钴硬质合金，是一种常见的、重要的硬质合金种类，广泛地应用于现代刀具材料、耐磨、耐腐蚀和耐高温材料领域，有现代工业的牙齿之称。纯碳化钨材料很难烧结致密，即使烧结致密，烧结温度也往往在2000℃ 以上，如此高的烧结温度对设备本身也是一种损害，并且烧结后断裂韧性只有～4MPa•m1/2。

钴作为碳化钨烧结时的一种粘结相，对WC有非常好的润湿性，同时能使WC烧结温度降低到～1400℃，烧结时Co成为液相，大大增加WC 颗粒扩散速率，使烧结致密，烧结后碳化钨复合材料通常断裂韧性为～12 MPa•m1/2。

陶瓷材料由于具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等优良性能而受到重视，但是由于脆性问题(韧性、塑性低，强度不高，性能稳定性和可控性差)使其应用相当受限，因此利用陶瓷相颗粒/纤维，或者相变来改善强韧性，是选择陶瓷相的一个重要标准，近来，有学者利用工艺找到一种综合性能优异的无粘结相碳化钨复合材料。该方包括以下步骤：

(1)将WC、ZrO₂(3Y)、Al₂O₃原料粉末置于有机溶剂或无机溶剂中进 行湿式球磨，制得混合浆料；或将原料粉末直接进行干式球磨；

(2)将湿磨完以后的混合浆料进行干燥，直至溶剂残余量≤1％，碾碎、 过筛，获得颗粒尺寸≤150μm的湿磨复合粉末；干磨后的粉末不需烘干直接碾碎、过筛，获得颗粒尺寸≤150μm的干磨复合粉末；

(3)采用放电等离子烧结技术对复合粉末进行固化成型和烧结，得到无 粘结相碳化钨复合材料。

该工艺制备的WC复合材料不含有Co，与传统碳化钨钴硬质合金相比， 它不仅可以降低成本，还可以战略性的钴资源不足的情景。更为重要的是，新工艺所使用的Al₂O₃和ZrO₂陶瓷易于制取，来源广泛，价格便宜，相较于添加其他无Co类碳化钨复合材料，成本更低。

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