如何制备二氧化硅包覆钨钛钽钴硬质合金

硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。

这其中，钨钛钽钴合金又称通用硬质合金或万能硬质合金，具有较高的硬度、强度和韧性。

传统烧结钨钴硬质合金的制备方法一般是将WC-TiC的复式碳化物与WC粉、Co粉经配料、球磨、干燥、掺成型剂、压制成型和烧结，该方法制备的钨钴钛硬质合金，合金的韧性和抗弯强度都得到提高，但是材料的致密度和硬度较低，耐高温性能较差，不能作为高速切削刀具，只能作为粗加工或半精加工的刀具。

针对传统技术的缺陷，有学者提出一种二氧化硅包覆的钨钛钽钴硬质合金的制备方法，其过程主要是采用高温碳化法和化学气相沉积技术，首先将WC、钴粉和钛及钽的氧化物进行高温碳化，再将碳化之后的混合材料研磨至粉体，最对粉体进行二氧化硅包覆，包覆之后的混合粉体经高温煅烧之后形成硬质合金材料。其具体操作步骤如下：

(1)根据含量比例称取碳化钨、二氧化钛、氧化钽和超细钴粉，混合均匀；

(2)将混合料放入高温碳化炉中进行碳化，温度1800℃-2300℃，时间1-3h；

(3)碳化结束后，待冷却至室温，将混合料取出，研磨至粉料，平均粒径为1-5um；

(4)将粉料放入化学气相沉积反应室，抽真空，预热至600-800℃，以二氧化硅前驱体为原料，控制原料的蒸发温度为90-120℃，通入氩气，反应室旋转速率为30-60r/min，反应时间20-60min，反应结束后，待冷却至室温，取出；

(5)收集包覆后的粉体，混合均匀后放入模具进行高温煅烧，温度1150-1600℃，时间1-3h，待冷却至室温，取出，即得到二氧化硅包覆的钨钛钽钴硬质合金。

经包覆后的钨钛钽钴合金硬质合金材料具有较高的 致密度及硬度，强度和韧性也得到提升，耐高温性能更为理想，作为高速切削刀具，其切削速度得到提高，并且有效的延长了刀具的使用寿命。

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