成型剂是混合料压制成型的关键因素，它的添加方式是混合料成型质量控制的关键环节，应使成型剂充分溶解在溶剂中，均匀分布在混合料颗粒上，不产生局部富集现象，目前主要有两种添加方式：

1、湿磨过程添加（前加）

以能溶解成型剂的溶剂做湿磨介质，在湿磨过程中添加成型剂。例如：采用丙酮做湿磨介质，在湿磨结束前3小时添加石蜡到球磨机磨筒内，到湿磨终点时，石蜡完全溶解在湿磨介质中。经真空干燥或喷雾干燥后，石蜡均匀地分布在混合料中。也可在卸料后，将预制的石蜡丙酮溶液加入湿磨干燥后的混合料中，经均匀拌和干燥，回收溶剂。

采用不能溶解成型剂的液体做湿磨介质时，在湿磨时加入成型剂的方式，通过适当的工艺处理可制备成型剂均匀分布的混合料。如，以酒精作湿磨介质，PEG为成型剂，可在湿磨介质中加入5%-10%的纯水（PEG在水中溶解度大于酒精）；又如，以酒精作为湿磨介质，石蜡作成型剂，在湿磨机中添加成型剂的工艺过程为：将石蜡在热水（或汽油）中加热溶解→利用装入研磨体的球磨机进行研磨→加入原料、湿磨介质开始湿磨。

2、混合料干燥后添加（后添加）

将成型剂与溶液配制成溶液（如橡胶汽油溶液、石蜡丙酮等）加入湿磨干燥后的混合料中，经均匀拌和后干燥，回收溶剂。

成型剂前加方式的粉末均匀性要好于后加方式，下图a）为PEG前加时粉末电镜图，图b）为后加，明显看出，前加的粉末均匀性要优于后加方式。

 

硬质合金合金混合料生产中粒度控制一般是指在生产中对碳化钨晶粒度的控制。合金的晶粒度直接影响合金的耐磨性、韧性（包括断裂韧性、冲击韧性、抗弯强度与抗压强度等），它与合金的碳含量一样是影响合金综合性能的关键因素，而合金的晶粒度很大程度继承于混合料的晶粒度。合金的晶粒度它包含两层意思：一是指合金的平均晶粒度；二是指合金的粒度分布，是否存在通常称之为的夹粗/夹细，晶粒分布是否均匀等。影响合金晶粒度的主要因素：原始WC粒度、球磨时间与烧结工艺等三个。而能在混合料生产过中控制的因素只有球磨时间。现代硬质合金生产中采用了一种称之为球磨试验法来检测碳化钨的粒度。球磨试验后的粒度用HCP值表示，是经过校正调整的矫顽磁力作为原始WC的粒度衡量值。

 

湿磨过程中引起WC粒度的变化，有二种不同的粉碎形式，一种叫破碎，使大颗粒WC破裂成小颗粒WC；一种叫磨耗，使边角磨损，产生微小粉末。球磨初期，首先沿着边界破坏为单晶为主的粉碎过程，使其粉末粒度的平均尺寸迅速下降，随着球磨时间增加，多晶颗粒越来越少，一旦晶界逐渐消失，破坏形式则以磨耗为主，随球磨时间增加，粉末粒度变细，组成范围变宽，增加粉末的不均匀性。另外随着粉末粒度的降低, 体系中粉末的比表面积与表面能不断增加，粉末产生团聚的倾向也随之增大，易导致烧结后合金晶粒部分变粗，影响合金性能。故需精确控制球磨时间。

混合料的总碳量是影响混合料质量好坏因素之一, 因为对于WC-Co-其他碳化物的三元合金, 两相区范围内合金中碳含量的允许波动范围非常窄, 而合金中一旦出现第三相, 即脱碳相(η相)或渗碳相(石墨相), 合金性能将会急剧降低。故严格控制混合料的化学成分十分重要, 必须通过科学的配料计算及选择恰当的“碳平衡系数”来加以控制。根据原料(钴粉、WC粉)的含氧量情况及其在湿磨、干燥、存放过程中的增氧情况以及合金的不同用途, 来调整原料的总碳量，故氧含量的控制对硬质合金的生产十分重要。

 

混合料中的氧既有原料粉末带入的，也有在混合料制备过程和粉末储存运输过程中增加的，粉末中有化合态氧和表面吸附的氧。混合料的氧含量控制包括原料控制和工艺过程控制两个方面：

1、原料控制

钴等金属粉末粒度细，表面积大，吸附氧和水分，容易氧化。细颗粒碳化物也容易增氧。除了按技术条件控制粉末的含氧量外，还应对其包装、储存和防护加以控制，防止增氧。原料库应采取降温除湿措施。PEG成型剂的混合料氧含量高于石蜡混合料，且晶粒越细，差距越大。

2、工艺控制

湿磨过程是一个增氧过程。研磨时间长，湿磨过程中料浆温度升高，增氧更加明显。实际生产中，除了尽可能缩短湿磨时间外，使湿磨机冷却是降低混合料氧含量的重要措施。干燥过程是氧含量控制的关键环节。喷雾干燥系统的密闭性，氮气的露点高低，卸料口的温度等参数都是影响混合料含氧量的重要因素。对真空干燥而言，系统的密闭性和出料温度高低则是影响氧含量的重要因素。

压制过程中由垂直压力所引起的模壁施加于压坯的侧面压力称为侧压力。

（一）侧压力与压制压力的关系

为研究侧压力与压制压力的关系，可取一个简化的立方体压坯在压模中受力的情况来分析。

假定：1、阴模不发生变形；2、不考虑粉末体的塑形变形，即压坯是理想弹性体。

推导过程：

1、在压力作用下

压坯在X轴方向产生膨胀应变ξx1

  ξx1=vp/E                      （2-1）

式中，E为正弹性模量，V为泊松比

2、在Y 方向的侧压力P1y作用下

压坯在X轴方向产生膨胀应变ξx2

ξx2=vp1y/E                       （2-2） 

3、在X方向的侧压力P1x作用下

压坯在X轴方向产生压缩应变ξx3

ξx3=-vp1x/E                      （2-3）

由于受到压模的限制，立方体实际上不能在侧向膨胀，即X轴方向不发生变形。有：

ξx1+ξx2+ξx3=0                 （2-4）

由于对称性：

P1y=P1x=P1

联立（2-1）、（2-2）、（2-3）、（2-4）得

p1/p=v/(1-v)= ξ                 （2-5）

为侧压系数，即侧压力与压制压力的比值。同理，沿Y轴方向也可以推得相应的公式，其结果与（2-5）一样。

在实际压制中，横向膨胀并非在弹性范围内，还有颗粒的位移和塑性变形等，故公式（2-5）给出的侧压系数只能作参考。

 

侧压系数与压坯密度的关系

研究得出，粉末体的侧压系数和压坯密度有如下关系：

侧压系数随侧压力的增加而增加。当侧压力沿着压坯高度逐渐减少时，侧压系数也随之减少。即压坯密度越高，侧压系数越大。

压制过程中的压力分布：引起压力分布不匀的主要原因是粉末颗粒之间以及粉末与模壁之间的摩擦力。压块高度越高，压力分布越不均匀。实行双向加压或增大压坯直径，能减少压力分布的不均匀性。