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高緻密無粘結相型碳化鎢

硬質合金是由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝製成的一種合金材料。硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能，因而被譽為“工業牙 齒”。

在眾多硬質合金中，碳化鎢（WC）材料以其優異的高硬度、高耐磨、高化學穩定性、耐高溫等綜合性能成為目前應用領域最廣、應用量最大的機械加工工具材料，被廣泛地應用于車、刨、銑、鉸、鏜、鑽、磨削工具和各種模具。硬質合金碳化鎢的製備方法主要是以碳化鎢的微米級粉末為主要材料，以鈷（Co）或鎳（Ni）、鉬（Mo）為粘結相，在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的，粘結相的主要作用是將難熔的碳化物顆粒粘結在一起，促進燒結緻密化，提高材料的強度。但是額外添加粘結相，不僅降低了材料的硬度、耐腐蝕性、耐氧化性等，還會因為碳化鎢和粘結相的熱膨脹係數不同，而在材料內部產生熱應力。

因此，人們開始嘗試製造高緻密無粘結相型碳化鎢。現有技術中，通常採用熱壓燒結法（HP）或是放電等離子體熱壓燒結法 （SPS）製備無粘結相的碳化鎢，但上述方法相對複雜，對設備要求較高。有研究人員提出了一種工藝相對簡單的無粘結相碳化鎢硬質合金及其製備方法，其過程步驟包括：

首先將細微性為0.5μm，純度為99.5%的鎢粉以及細微性為0.5μm，純度為99.5%的碳粉按摩爾比為1：1.01進行混合，並控制總品質為30克。

然後在氬氣氣氛的保護下，將上述混合後的粉末裝入球磨罐中，再放入高能球磨機中，在球磨機 頻率為900轉/分的條件下進行球磨，球磨6小時後了，得到細微性為50nm的混合物。

再在氬氣氣氛的保護下，將上述步驟得到的混合物在200MPa的壓力下進行冷壓壓制，得到混合物坯體。將上述混合物坯體裝入石墨模具中，在燒結爐中進行反應燒結，燒結溫度為1600 ℃，燒結壓力為20GPa，反應燒結150分鐘後，得到無粘結相碳化鎢硬質合金。

將製備得到的無粘結相碳化鎢硬質合金進行性能檢測，參照國家標準《GB/T3850-1983緻密燒結金屬材料與硬質合金密度測定方法》進行檢測，結果表明，製備的碳化鎢硬質合金的相對密度為99.0%，顯微硬度為21±1.5GPa，彎曲強度為1204±19MPa，不含粘結劑Co，而且具有較好的合金性能。

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