硬质合金生产工艺中发生脏化的原因及分析

除了外界物质所引入的脏化，硬质合金生产工艺中所发生的脏化也是其中一个重要原因。这里我们着重介绍成型剂脏化和烧结工艺的脏化。根据成型剂种类的不同，成型剂脏化还可分为橡胶成型剂脏化和石蜡成型剂脏化。而橡胶成型剂的脏化原因主要有两个方面，其一是橡胶溶解于汽油中由于溶解度较低形成的凝胶带来的脏化。凝胶分子通常较小，塑性较高，压制时所受压力不足，无法充分变形，烧结收缩后容易形成孔洞；其二橡胶生产工艺中使用的无机盐类填料残留在成型剂体系中所引入的金属杂质。因此需选用硫酸钙含量较低的橡胶或适当添加热塑性单体和高分子树脂以减少橡胶的使用量。石蜡成型剂在烧结过程中由于熔点较低可直接挥发，在硬质合金的生产中使用十分广泛。但是在实际应用中，石蜡容易从乙烷中析出形成乳浊液。其对硬质合金粉末的包覆性较差，在烧结收缩后就形成孔洞。针对这种情况，研究人员通过有机相对硬质合金粉末进行包覆促使粉末表面发生改质，如硬脂酸、树脂酸等，以促进整个体系的相容性。

在烧结工艺方面，随着烧结温度的升高，粘结相Co会处于熔融状态，在冷却过程中由于收缩程度的不同，Co相可能在收缩过程中发生聚集，在硬质合金钨骨架中出现孔洞。针对这一现象，相关研究人员采用改进真空烧结工艺的方法，将烧结和加压在同一设备中进行，使得其不容易造成产品的氧化和脱碳。另外，还有通过一些新型工艺如辅助场烧结工艺、梯度烧结工艺、激光烧结工艺等，通过减少钴池数量、提高粉末表面质量使基体结合更加紧密。