鑭系稀土對硬質合金再強化

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～300nm)，WC/Co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，超細晶碳化鎢顆粒易於發生異常長大現象。如何控制WC的長大成為製備超細晶WC/Co系硬質合金的關鍵技術之一。

為了抑制WC顆粒的長大，可以採用特殊的燒結方法，如熱等靜壓、等離子燒結、微波燒結等。通過外力與輔助外場等方法，來實現抑制WC顆粒的長大，但這些方法都存在著生產工藝複雜及成本較高等缺點，無法實現工業化生產。另外一種控制超細WC顆粒長大的方法是通過添加晶粒抑制劑，如碳化釩VC、碳化鈮NbC、碳化鉻Cr2C3等，但同樣存在著晶粒異常長大現象，而且WC晶粒尺寸分佈不均勻。唉，做人真做鎢更難，這也不行那也不行，元芳你怎麼看？

為了克服現有的超細晶WC/Co系硬質合金的技術存在的不足和缺陷，有學者肖代紅等人提出一種組分配比合理，生產工藝簡單的解決方案，通過摻雜0.1～2％的稀土鑭，有效降低合金中WC晶粒尺寸和提高合金硬度與斷裂韌性，使合金的性能超過現有的超細晶WC/Co系硬質合金。其製造步驟如下：

1、將按合金成分：將超細級的REB₆：0.1～2％，Cr₃C₂：0.1～0.6％，VC：0.1～0.4％，Co：5～15％配比，同時添加成型劑，球磨混合均勻。球磨工序，在氬氣或氮氣保護氣氛中進行，球磨機轉速為：250～500轉/分鐘；球磨後過-100目篩。

2、將球磨後的合金粉末在室溫下模壓成型坯料；將所得坯料在氫氣爐中脫脂，脫脂溫度為400～600℃；

3、將脫脂坯料置於燒結爐中燒結，燒結溫度為1400～1500℃，爐內壓力為1MPa～5MPa，燒結時間為1～4h。

與現有技術相比，使用稀土鑭摻雜法可以在不改變傳統的超細晶WC/Co系硬質合金製備工藝和設備的情況下，使超細晶WC/Co系複合粉末顆粒之間的粘結性能提高，減小壓坯過程中粉末的摩擦力，最終來改善生坯的成型性能，進而提高燒結體合金的緻密度。同時在燒結過程中，稀土勻鑭發生分解，生成鎢鈷硼化合物及硼酸稀土化合物，淨化WC顆粒晶界，降低WC在Co中的溶解析出，最終使燒結合金中WC晶粒的尺寸減小，從而得到綜合性能較為優良的超細晶WC/Co系硬質合金，硬質合金總體性能較高，可滿足實際工業生產的要求。

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