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硬质合金整个烧结过程大致可以分为三个阶段

硬质合金整个烧结过程大致可以分为三个阶段:
一、低温烧结阶段 通常指1000℃以下的烧结过程。在此阶段中碳化钨于钴中的溶解度应当小于4%,因此,碳化钨向钴中的扩散过程还不活跃,
只进行表面扩散。此时在钴粉颗粒之间的接触区域产生某些“焊接”,而彼此接触的碳化钨颗粒间亦可产生很微弱的连接。烧结体在此温度下的线收缩为0.8%左右,强度增加不大,仅可满足机械加工的需要。 实际生产中,有时也将这一阶段作为一个单独的过程。此时通常叫做“预烧”。 这阶段的其它作用是:随着温度的升高,成型剂逐渐被排除,粉末颗粒表面的氧化物被逐渐还原,粉末颗粒之间的接触应力逐渐消除,以及从气氛中吸收碳(如果气氛中有碳的话)等。
 二、高温烧结阶段 从1000℃到烧结温度。含碳化钨70%以上的工业合金,属于过共晶合金。当烧结温度为1400℃时,烧结体在此温度区间将发
生如下的变化:随着温度的升高,碳化钨继续溶于固态钴中,所形成的固溶体的成分应该沿a″a′线变化。当达到共晶温度(1340℃)且固溶体的成分达到a′点时,烧结体内开始出现共晶成分(d点)的液相。然而烧结体的原始组成是不平衡的。因此,只有在此温度下保持足够的时间才能达到平衡状态,即全部固γ溶体的成分达到a′点。稍高于共晶温度时,则固γ溶体全部进入相当于共晶成分(d点)的液相。继续升温时,液相的成分沿dc线变化。当液相成分达到c点后,系统达到新的平衡状态,此时烧结体由成分为c点的液相和剩余的碳化钨相所组成。在烧结温度(1400℃)下继续保温时,除碳化钨晶粒长大外,按状态图来说,不会发生成分和相的变化。 随着碳化钨向固相钴中扩散,以及钴相颗粒间焊接作用的加强,烧结体在此阶段发生激烈的收缩,并在液相出现之后由于粘性流动的加强,收缩过程迅速完成。 然而实际的烧结过程要复杂得多。 三、冷却阶段 从烧结温度到室温。如果整个冷却过程处于平衡状态的话,则成分符合烧结体冷却时,应该首先从液相中析出碳化钨,并在降到共晶温度后形成WC+γ二元共晶。因此,合金的组织应该是:原始WC+从液相中析出的WC+共晶(WC+γ)。实际合金的组织总是WC+γ,,而与冷却速度无关。然而冷却速度可能影响到合金中γ相的成分(与烧结体的最终含碳量有关),从而影响到合金的性能。

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