镧系稀土对硬质合金再强化

钨钴系硬质合金因具有高硬度与高耐磨性，被广泛用作切削刀具与模具材料。通过降低合金中的WC晶粒尺寸至超细晶级(1um～300nm)，WC/Co系硬质合金的强度与耐磨性能能得到明显提高。但在传统液相无压烧结过程中，超细晶碳化钨颗粒易于发生异常长大现象。如何控制WC的长大成为制备超细晶WC/Co系硬质合金的关键技术之一。

为了抑制WC颗粒的长大，可以采用特殊的烧结方法，如热等静压、等离子烧结、微波烧结等。通过外力与辅助外场等方法，来实现抑制WC颗粒的长大，但这些方法都存在着生产工艺复杂及成本较高等缺点，无法实现工业化生产。另外一种控制超细WC颗粒长大的方法是通过添加晶粒抑制剂，如碳化钒VC、碳化铌NbC、碳化铬Cr2C3等，但同样存在着晶粒异常长大现象，而且WC晶粒尺寸分布不均匀。唉，做人真做钨更难，这也不行那也不行，元芳你怎么看？

为了克服现有的超细晶WC/Co系硬质合金的技术存在的不足和缺陷，有学者肖代红等人提出一种组分配比合理，生产工艺简单的解决方案，通过掺杂0.1～2％的稀土镧，有效降低合金中WC晶粒尺寸和提高合金硬度与断裂韧性，使合金的性能超过现有的超细晶WC/Co系硬质合金。其制造步骤如下：

1、将按合金成分：将超细级的REB₆：0.1～2％，Cr₃C₂：0.1～0.6％，VC：0.1～0.4％，Co：5～15％配比，同时添加成型剂，球磨混合均匀。球磨工序，在氩气或氮气保护气氛中进行，球磨机转速为：250～500转/分钟；球磨后过-100目筛。

2、将球磨后的合金粉末在室温下模压成型坯料；将所得坯料在氢气炉中脱脂，脱脂温度为400～600℃；

3、将脱脂坯料置于烧结炉中烧结，烧结温度为1400～1500℃，炉内压力为1MPa～5MPa，烧结时间为1～4h。

与现有技术相比，使用稀土镧掺杂法可以在不改变传统的超细晶WC/Co系硬质合金制备工艺和设备的情况下，使超细晶WC/Co系复合粉末颗粒之间的粘结性能提高，减小压坯过程中粉末的摩擦力，最终来改善生坯的成型性能，进而提高烧结体合金的致密度。同时在烧结过程中，稀土匀镧发生分解，生成钨钴硼化合物及硼酸稀土化合物，净化WC颗粒晶界，降低WC在Co中的溶解析出，最终使烧结合金中WC晶粒的尺寸减小，从而得到综合性能较为优良的超细晶WC/Co系硬质合金，硬质合金总体性能较高，可满足实际工业生产的要求。

• < 前へ
• 次へ >