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摘要
WC-Co硬质合金因高硬、耐磨而在切削、釆矿和耐磨零件等领域广泛应用。研究发现,当WC晶粒尺寸小于0.5μm时(即超细、纳米晶WC-Co硬质合金),与普通硬质合金相比,材料的硬度和强度显著提高,其韧性也同样会有所提升。因此,晶粒细化有助于改善硬质合金的力学性能,从而延长其使用寿命。长期以来,有关硬质合金性能改善方面的研究多关注于从粉体出发,即通过采用超细纳米粉体和合理烧结工艺来实现超细晶和纳米结构硬质合金的制备。然而,在合金制备过程中其致密性与晶粒长大之间往往存在较为复杂的交互作用,如何保证在烧结过程中致密化的同时抑制WC晶粒长大是提高合金性能以及保证合金质量稳定性的关键技术问题之一。本文主要阐述了高温液相烧结制备超细、纳米晶WC-Co硬质合金过程中有关致密化和晶粒长大机制之间的关联性,从烧结工艺与添加剂两方面介绍了近年来国内外的研究现状。烧结工艺具体分为常规烧结工艺(主要包括氢气烧结、真空烧结和热等静压烧结等)和快速烧结工艺(主要包括微波烧结、放电等离子烧结、高频感应热烧结等),对比了上述烧结工艺之间的不同以及总结了不同烧结工艺的优缺点。在添加剂方面,重点介绍了过渡族碳化物和稀土元素对硬质合金烧结过程中晶粒生长的抑制作用,并在此基础上阐述了超细、纳米晶WC-Co硬质合金烧结技术的未来发展趋势。
