高性能非均匀结构硬质合金的制备及其形成机理研究

徐 伟，陈玉柏，汤昌仁，胡梦云，梁 瑜

（江西江钨硬质合金有限公司，江西 靖安 330699）

0 引言

矿用合金是硬质合金产品的一个重要应用领域，广泛应用于矿业资源开采、交通道路建设、水电施工、城市建设等项目施工。目前，矿用合金领域对合金的耐磨性、强度、韧性等提出了更高的要求。因此，进一步提高硬质合金的性能，生产出硬度和韧性匹配良好的硬质合金具有十分重要的意义[1-6]。硬质合金作为脆性材料存在韧性与硬度的固有矛盾，其硬度越高韧性越低，而韧性越高硬度越低。在成分相同的钨钴类硬质合金中，WC晶粒越细，硬质合金的硬度越高，耐磨性越好；WC晶粒越粗冲击韧性越好，而硬度与耐磨性下降[7]。解决硬质合金的韧性和硬度之间的矛盾，使其有机结合起来一直是“难熔金属与硬质材料”领域的重要研究内容。

传统的超粗或特粗硬质合金采用单一的粗颗粒制备，压制时粗颗粒紧密地连接在一起，在烧结的过程容易形成晶粒之间的邻接，而WC晶粒之间邻接界面的应力集中是弱化力学性能的主要机制[8]，从而降低了合金的强度和韧性。研究采用按一定比例配比的超粗、中、纳米颗粒3种WC原料，制备新型非均匀硬质合金，有效地降低了WC晶粒之间的邻接，同时超粗颗粒提升了合金的韧性，中颗粒提升了合金的硬度。采取这种配料方式制备的硬质合金具有高硬度、高韧性、高抗弯强度，能够显著提高合金的综合性能。

1 试验

采用进口WC粉末为原料，以超粗、中、纳米3种不同粒度的WC颗粒粉末，具体参数如表1所示，扫描电镜形貌如图1所示，按一定的质量比例进行配比，同时加入相应比例的Co粉。……