深冷处理对硬质合金材料的影响

首先，从微观组织形貌上看，深冷处理工艺并未引起硬质合金WC晶粒度、邻接度以及γ相平均自由程的明显变化。未经深冷处理的硬质合金中只含有极少量的η脆性相，与未经过深冷处理的硬质合金材料相比，深冷处理后由于硬质合金长期暴露在极端温度下而η相增多。还有研究发现深冷处理后，硬质合金中的碳化物分布更为均匀，粘结相Co对硬质相WC的粘结更为牢固，使得硬质合金的总体耐磨性得到提升。从物相结构上看，深冷处理时温度的降低提供了更大的两相自由能差（高温相α-Co(fcc结构)、低温相Σ-Co(hcp结构)），在低温下降低了原子扩散能力使得这种转变以无扩散型相变方式进行。在YW硬质合金刀片的深冷处理研究中发现，未经深冷处理的刀片中既有Σ-Co相也有α-Co相，而深冷处理后的刀片中只含有Σ-Co相。这说明经过深冷处理后，YW中的金属Co发生了较为完全的马氏体转变。总的来说，深冷处理能够促进硬质合金粘结相Co从面心立方向密排六方转变。

由于硬质合金的WC相和Co粘结相二者的热膨胀系数和线膨胀系数相差较大，因而在烧结冷却之后，在硬质合金内部存在很大的热应力。其中WC相所受到的是压应力，Co相受到的是拉应力。通过深冷处理可以使硬质合金两相热应力得到松弛，从而提高硬质合金刀具的强度。另外，在机械性能方面，对硬质合金刀具进行深冷处理后，硬度有着较大的提高（可从HRA90提高至HRA92,、HV1764提高至HV2263.7）。而对YG6X、YG8、YG10C、YT14四个牌号进行深冷处理后，各牌号的合金矫顽磁力得到了明显的提高、比饱和磁化强度明显降低、硬度有所提升、密度基本不变而抗弯强度大幅提升。

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