WC-Co硬质合金烧结保温及冷却阶段的成分变化

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。

 
WC-Co伪二元相图
WC-Co伪二元相图
 
(1)烧结保温阶段
保温过程中,WC继续溶解到液相中,使液相平均成分由b向c点变化,这时一直未溶解完的WC颗粒才与c点的液相达到真正的平衡。之后延长保温只发送WC通过液相的溶解和再析出过程,WC晶粒逐渐长大,而两相的成分和比例都维持不变。保温时,液相数量随钴含量的增高而增加。
 
(2)冷却至共晶温度
从液相中析出WC(沿cd线),液相数量减少,当冷却至共晶温度时,液相成分又回到共晶温度点,发生共晶反应,同时析出γ相(以Co为基的WC固溶体)和WC。
 
(3)低于共晶温度冷却
共晶中γ相的成分沿γ相固溶线由a’向a''变化,不断地析出WC晶体,这些析出的WC晶体有些会在原料的WC晶粒上析出。当温度降到室温后,合金的组织由原始未溶解的WC晶体再加上从液相和γ相中析出的WC晶体所组成。此时的合金仍然为WC+γ两相组织。因此也有人将原始的WC颗粒称为α相,冷却结晶析出的WC晶体称为α1相。
 
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