《硬质合金的烧结》PPT课件.ppt

硬质合金的烧结是一种复杂的过程，涉及到物理和化学变化，尤其在多元系液相烧结的情况下。烧结过程主要包括四个关键步骤：致密化、粘结相成分变化、碳化物晶粒长大以及合金组织结构的形成。液相烧结指的是在烧结温度高于粉末体系中低熔点组分或共晶温度时发生的烧结过程，通常伴随液相的出现。 烧结温度的升高会降低固液界面的润湿角，这是因为烧结时间延长以及添加剂的作用。添加剂如Mo可以促进固相与液相之间的溶解和化学反应，改善润湿性。固相颗粒的表面状态也会影响润湿过程，粗糙的颗粒表面更容易促进液固润湿。此外，烧结气氛也至关重要，氧化膜的形成可能降低润湿性。 烧结的微观过程包括沿颗粒晶界优先形成液相，液相随后流动并重新分布，导致颗粒重排，从而实现致密化。WC-Co硬质合金是液相烧结的一个典型例子，Co对WC完全润湿，烧结过程中WC在Co中部分溶解，而Co在WC中不溶解。WC-Co合金的烧结经历脱除成形剂及预烧阶段、固相烧结阶段、液相烧结阶段和冷却阶段。在预烧阶段，成形剂去除，粉末表面氧化物被还原，颗粒开始表面扩散，提高压块强度。固相烧结阶段，颗粒间的扩散加速，烧结体收缩。液相烧结阶段，随着液相的出现，收缩快速完成，碳化物晶粒长大，形成合金的基本组织。冷却阶段，组织和粘结相成分随冷却条件改变。 平衡烧结状态下，如WC-Co合金，升温至共晶温度时开始出现液相，冷却过程中发生固相转变，析出不同形态的WC。而在不平衡烧结中，由于热滞后和升温速度较快，液相的形成时间和成分分布不均，冷却后合金组织可能与平衡状态有所不同。 实际的烧结过程中，如WC+Co+C混合料，会在相对较低的温度下形成WC+γ+C三元共晶溶体，如果碳含量过剩，可能会形成石墨。而WC+Co+W2C混合料，若缺碳，会先形成η相，其三元共晶温度较高，影响烧结液相的出现。 硬质合金的烧结涉及多个变量，如温度、添加剂、固相颗粒特性、烧结气氛等，这些因素共同决定了合金的最终组织结构和性能。理解这些过程对于优化烧结工艺，制造出具有特定性能的硬质合金至关重要。