硬质合金生坯预烧结温度会对密度产生直接影响，随温度提高，预烧结生坯的密度总体呈增大趋势，但在不同温度段上又有所不同，低温时生坯密度的变化主要取决于成型剂的挥发；高温时则主要取决于原子的扩散开始加剧。

 

预烧结密度变化趋势

预烧结温度对预烧结生坯密度的影响如下图所示。A曲线为生坯样品在不同温度下烧结后的密度，B曲线为生坯样品的初始压制密度。从图中可以看出，随着烧结温度的升高，预烧结生坯的密度总体呈增大趋势。在790℃以下时，预烧结生坯的密度小于初始压坯的密度，在790℃～900℃区间，预烧结生坯的密度略高于压制压坯的密度，密度呈现先增大后降低的趋势，当烧结温度超过900℃以后，预烧结生坯密度的增加率大幅提高。

 

预烧结温度与密度关系图片

 

预烧结机理

根据硬质合金的烧结机理分析，在700℃～950℃温度区间内烧结属于低温固相烧结。在700℃～820℃预烧结坯的密度呈现先降低后升高的趋势，可能是由于在低温时成型剂的挥发导致密度下降，另一方面，由于成型剂的挥发，粉末颗粒与颗粒之间的接触应力逐渐消除，粘结金属粉末开始产生回复和再结晶，而原来成型剂挥发所产生的孔洞并未消除，使得压坯产生膨胀，压坯膨胀也导致密度的下降。当温度达到720℃后成型剂已分解完全，因此密度降到最低值为8.34g/cm³。表面原子的扩散在400℃时已经开始发生，但原子的扩散速率很低，因此在低温烧结时压坯密度的变化主要取决于成型剂的挥发。当温度高于720℃后，表面原子的扩散开始加剧，压坯的密度开始上升，当温度为790℃时，预烧结坯密度与初始压坯密度相当。随着温度的继续升高，钴粉颗粒与颗粒之间开始发生“焊接”现象，压坯开始产生一定的收缩，烧结坯的收缩导致密度升高，因此预烧结温度在720℃～850℃区间内，预烧结生坯的密度一直处于上升趋势。在850℃～900℃温度区间内，预烧结坯的密度再次呈现先降低后升高的趋势，可能一方面与原始压坯有关，另一方面与预烧结坯的膨胀有关。膨胀-再收缩可能是由于原子间的扩散，由于温度的升高，原子间的互扩散加剧，钴原子扩散到WC颗粒的间隙，而原来钴粉存在的地方留下了一些微孔，故预烧结坯出现膨胀，当温度进一步升高，部分钴粉颗粒开始熔解填充了这些微孔，烧结坯开始产生收缩。当温度高于900℃后，密度的增长加快，表明扩散进一步加剧，预烧结坯密度和强度都有显著提高。