WC-Co硬质合金烧结保温及冷却阶段的成分变化

WC-Co伪二元相图

WC-Co硬质合金由于工艺成熟,被广泛应用。WC-Co硬质合金在烧结时由于温度的变化,其中的成分也会随着发生变化。对于WC-Co硬质合金的烧结而言,保温阶段和冷却阶段对硬质合金的性能影响巨大,需要对保温及冷却阶段中的成分变化进行深入了解。一般的研究过程需要借助WC-Co伪二元相图,如下图所示。

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WC-Co硬质合金中的γ相

 WC-Co硬质合金SEM图片

WC-Co硬质合金应用最为广泛的硬质合金类型,工业上一般是采用低压烧结等粉末冶金烧结方式进行合金化。在WC-Co硬质合金烧结过程中,会经历液相烧结过程,此时WC会部分溶解于钴中,形成Co基的Co-W-C的固溶体,固溶体相即为γ相。γ相的存在使得WC晶粒得以重排和再生长,利于晶粒的均化。

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WC-Co硬质合金η相成核机制和长大机制

WC-Co硬质合金η相图片

通常来讲,WC-Co硬质合金η相是合金中的有害相,它会降低合金的物理力学性能。η相的成核机制主要在于γ相中[W]/[C]比超过稳定值造成的,并随烧结温度的升高,会有所长大,达到热力学平衡后,则η相停止长大。

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影响WC-Co硬质合金η相的因素

WC-Co硬质合金SEM图片

WC-Co硬质合金η相成核与长大受合金γ相成分和数量制约,因而合金的碳含量和钴配量增加以及WC晶粒细化可导致η相集中分布和尺寸粗化,烧结温度提高和冷速增加有降低η相数量和尺寸的趋势

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WC-Co硬质合金η相形态

 WC-Co硬质合金η相形态图片

 

WC-Co硬质合金是一种优良的材料,应用广泛。在WC-Co硬质合金烧结过程中,由于两相(WC+γ)区的碳含量波动宽度很窄,同时,因工艺失控造成原料缺碳或烧结介质的脱碳作用,使得很难获得(WC+γ)两相合金。缺碳相η相就是其中常见的一种物相。

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