包覆鈷粉強化超細晶硬質合金

碳化鎢/鈷系硬質合金因具有高硬度與高耐磨性，被廣泛用作切削刀具與模具材料。通過降低合金中的WC晶粒尺寸至超細晶級(1um～100nm)甚至納米級(＜100nm)，得到的碳化鎢/鈷系硬質合金的強度與耐磨性能能得到明顯提高。但在傳統液相無壓燒結過程中，超細晶WC顆粒易於發生異常長大現象是令人頭疼的問題。

如何控制WC的長大成為製備超細晶硬質合金的關鍵技術之一，目前，普遍採用超細晶甚至納米晶碳化鎢粉和超細鈷粉球磨混合得到複合粉，然後通過燒結方法，來獲得超細晶碳化鎢/鈷系硬質合金。但超細鈷粉的價格昂貴，而且在球磨過程中，超細鈷粉易於發生氧化，使得球磨後的超細碳化鎢/鈷系複合粉存在不同程度的氧化問題，降低了燒結後合金的力學性能。儘管採用充氣保護球磨的方法可減少氧化現象，但由於採用的是機械球磨，超細鈷粉難以混合均勻，使得鈷粉產生局部富集現象，最終燒結完成後，合金中出現鈷池現象，從而使合金的斷裂韌性降低。

中南大學宋旼等人提出了一種可以防止鈷粉氧化從而提升硬度合金性能的方案，其主要內容是在現有的超細晶碳化鎢粉的基礎上，通過在其表面包覆一層鈷鹽膠體，再通過預燒和氫氣還原，最終獲得表面包覆納米晶鈷粉的超細碳化鎢/鈷系複合粉，可適合於工業化生產。

提供的超細晶碳化鎢/鈷系複合粉的製備方法，包括下述步驟：

(1)、將可溶性鈷鹽（硝酸鈷、乙酸鈷或醋酸鈷）溶解於甲醇溶液中，充分攪拌，加入三乙醇胺，攪拌的同時加入蔗糖，並將溶液加熱直到蔗糖溶解，三乙醇胺的加入量為每摩爾鈷加入0.2-0.5摩爾三乙醇胺，蔗糖的加入量為每摩爾鈷加入0.01-0.05摩爾蔗糖，加熱溫度為30-50℃；

(2)、待蔗糖完全溶解後，緩慢加入超細碳化鎢粉並攪拌，同時將溫度升至50-80℃並保溫處理得到膠體；

(3)、將膠體在乾燥箱中於80-120℃乾燥處理得到面狀膠泥；

(4)、將面狀膠泥於高溫爐中在500-800℃預燒分解，燒結完成後冷卻並研磨過100目篩，得初始複合粉；

(5)、初始複合粉於氫氣爐中通氫氣在700-1100℃還原處理1-3h，還原後爐冷得到超細碳化鎢/鈷系複合粉。

與現有技術相比，通過在其表面包覆鈷膠體、然後預燒分解並氫氣還原處理，使得所獲得的超細碳化鎢/鈷複合粉中的鈷粉分佈均勻，顆粒細小，而超細晶碳化鎢顆粒的尺寸基本保持不變，從而避免了球磨中鈷粉分佈不均勻與氧化現象，同時也降低了其它工藝流程過長的問題，降低了生產成本與能耗，減少了尾氣中CO的污染問題。

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