硬质合金球一般是在恶劣的环境中工作。硬质合金球具有很高的硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及耐高温等，因此主要应用于抽油泵、火电厂水除灰排渣系统、流体密封用旋转球等配件中。

硬质合金球在1440℃气压烧结60min后再于1400℃经过不同时间渗碳处理，在同样的制备工艺下，随着碳含量的减少梯度硬质合金的横向断裂强度明显降低，碳含量为5.5%左右的原料粉末制备出的梯度硬质合金横向断裂强度，远远高于其他两种碳含量的原料粉末制备出的梯度硬质合金横向断裂强度。其原因在于碳含量影响合金的致密化和液相出现温度等。缺碳程度过高，液相出现温度升高，相当于降低了烧结温度，因此在相同的烧结条件下，其渗碳前躯体的致密化程度不高，存在较多的孔隙。此外，提高碳含量会增大W和C在钻相中的固溶度，部分强化了Co，有利于提高其断裂强度。




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在制作硬质合金球过程中，在各渗碳温度下，硬质合金球的梯度层厚度均随渗碳时间的增加而增加，这可以理解为由渗碳气氛中扩散进来的总碳量随时间延长而增大，可以分解更多的几相，梯度层厚度也就自然地增加了。但是，硬质合金球表层的WC晶粒因碳含量的增加和渗碳时间的延长而长大，以及表层钴相含量的减少，会引起合金的扩散通道减少，单位时间内向内部扩散的碳原子数量减少，相当于减慢了几相的分解速度。因此，随渗碳时间延长，硬质合金球梯度层厚度的增幅会减缓。

短时渗碳时由于碳扩散量有限，仅使表层较窄范围内的几相发生分解，因此富钴区钴浓度不高。随着渗碳时间延长，碳扩散使得合金一定厚度处的几相分解，析出的CO相由于液相迁移而聚集在两相区与三相区之间，时间越长富钴层离表层越远，即梯度层厚度增大，且钴浓度越高。因此，对于不同尺寸的合金块体，随着渗碳时间的增加，最后可能会出现几相完全消失的现象。因此，控制工艺适当，可以制取少或无几相的钴呈梯度分布的硬质合金，表层Co含量低，芯部Co含量高，这样其表层硬度高、耐磨性好，而芯部强度大、冲击韧性好，使硬质合金球的强度与韧性得到了很好的协调。




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脱碳硬质合金球经过渗碳处理以后，在其表层和次表层形成成分和组织梯度分布的特征区域。渗碳处理过程中，硬质合金球置于通有流动氢气的碳黑中，形成了一个具有渗碳能力的气氛。升温过程中，氢气首先与填料中的碳黑反应生产甲烷气体，然后甲烷气体裂解生产活性的碳原子，然后通过合金的表面向合金的内部扩散。活性碳原子向合金表面层扩散，使得表层的碳含量高于内部，而硬质合金球的碳含量的升高会降低合金的液相形成温度，故硬质合金球的表层先于内部出现液相；溶解在液相中的碳原子借助液相向内扩散，与几相接触发生几相分解反应，使得反应区的几相消失而形成札和钴相，液相含量随之增大。

同时，为了降低体系的自由能，在表层液相中碳浓度梯度的作用下，几相分解出的W原子借助于液相向表层迁移而与溶解于液相中的C原子结合形成WC，使得表层的W含量增加，并遵循硬质合金球液相烧结的溶解一析出规律而在试样表层颗粒较粗的WC上析出，导致表面的WC晶粒长大。W向外层迁移的结果是反应区形成了体积缺陷。




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对于W1来说不允许有任何氧化反应，污染，以及严重过度熔化，鼓泡，分层和裂纹。弧形不能超过10毫米。

对于W2，W3来说不允许有过度熔化，气泡，污染，裂缝，表面结晶块或者过度熔化和污染。碎片的长度不超过8毫米，宽度不超过3毫米，深度不超过1毫米。机械凹陷的直径不得多于1毫米，深度不得多于0.5毫米。弧度不得多于4毫米。

对于W4不允许任何氧化反应和污染。




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