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 隨著超細(xì)及納米粉末制備技術(shù)的成熟和工業(yè)化應(yīng)用，其燒結(jié)致密化已經(jīng)成為制備超細(xì)晶硬質(zhì)合金研究的重點(diǎn)。納米粉體存在巨大的表面能或晶格畸變能，易于快速燒結(jié)致密化，同時(shí)WC晶粒長(zhǎng)大十分嚴(yán)重，顯著影響材料的最終使用性能。在保證致密化的前提下，如何有效控制WC晶粒長(zhǎng)大已經(jīng)成為超細(xì)硬質(zhì)合金制備的難點(diǎn)。新型燒結(jié)方法與晶粒長(zhǎng)大抑制劑復(fù)合應(yīng)用為超細(xì)晶硬質(zhì)合金的制備提供了切實(shí)可行的途徑。

   適用于超細(xì)硬質(zhì)合金燒結(jié)致密化的新方法包括壓力燒結(jié)，微波燒結(jié)，電場(chǎng)輔助燒結(jié)等。

   1.壓力燒結(jié)

   壓力燒結(jié)不同于普通的真空燒結(jié)，也不同于熱等靜壓(HIP)，它是普通真空燒結(jié)與熱等靜壓的有機(jī)結(jié)合，也叫做燒結(jié)熱等靜壓(SHIP)，由于施加的壓力比熱等靜壓低很多，也叫做低壓燒結(jié)。它在燒結(jié)的同時(shí)，通過加壓促進(jìn)液相燒結(jié)時(shí)的顆粒重排，消除孔隙，快速實(shí)現(xiàn)致密化，并能起到細(xì)化晶粒的作用。

    硬質(zhì)合金生產(chǎn)中，一般采用低壓燒結(jié)，其壓力在2-6MPa范圍，含鈷量小于10%的硬質(zhì)合金取上限，含鈷量大于10%的硬質(zhì)合金取下限。利用低壓燒結(jié)可實(shí)現(xiàn)成型劑脫除、真空燒結(jié)、加壓燒結(jié)在同一設(shè)備中一次完成。以液相為包套的液相加壓燒結(jié)可以有效地消除孔隙、鈷池等缺陷。低壓燒結(jié)硬質(zhì)合金工藝過程為：先將壓坯在爐內(nèi)脫除成形劑，待成形劑脫除完畢后，抽真空升溫?zé)Y(jié)，在燒結(jié)保溫結(jié)束前向爐內(nèi)充入一定壓力的Ar或其他惰性氣體，保壓一定時(shí)間再斷電降溫。由于燒結(jié)過程中施加了一定的壓力，致密化過程變得快速容易，低壓燒結(jié)可以顯著降低燒結(jié)溫度，縮短燒結(jié)時(shí)間，在保證致密化的前提下能有效控制晶粒長(zhǎng)大。

   2.微波燒結(jié)

   微波燒結(jié)是制備超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金的新型燒結(jié)技術(shù)。不同于常規(guī)的加熱方式。微波以光速傳播，只要打開微波源，就立刻穿透燒結(jié)并加熱；只要關(guān)閉電源，加熱過程立即終止。由于壓坯本身為發(fā)熱源，微波燒結(jié)可以對(duì)整爐的所有產(chǎn)品產(chǎn)生直接的，同時(shí)的加熱效果，因此不需要較長(zhǎng)的加熱、均衡和冷卻程度。微波加熱時(shí)，熱量由內(nèi)到外同時(shí)傳遞到材料的各個(gè)部位，幾乎所有的能量均轉(zhuǎn)化為熱量。在微波燒結(jié)過程中，硬質(zhì)合金坯體材料將吸收的微波能轉(zhuǎn)化為內(nèi)部分子的動(dòng)能和勢(shì)能，使分子和離子的動(dòng)能提高，燒結(jié)活化能降低，大幅縮短燒結(jié)時(shí)間，為10-15min時(shí)間就能使材料達(dá)到完全致密化，在如此短的時(shí)間內(nèi)，晶粒來不及長(zhǎng)大，對(duì)于抑制晶粒長(zhǎng)大具有十分重要的作用。

   微波燒結(jié)硬質(zhì)合金產(chǎn)品較之普通燒結(jié)產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)；一是孔隙少，二是微波無壓燒結(jié)的產(chǎn)品具有更細(xì)和更均勻的顯微結(jié)構(gòu)；三是微波燒結(jié)產(chǎn)品的密度提高0.1g/cm³左右，硬度提高10%，磁飽和矯頑磁力值的波動(dòng)幅度減小10倍以上；四是微波燒結(jié)產(chǎn)品的使用壽命提高。

   3.放電等離子燒結(jié)

   放電等離子燒結(jié)(SPS)也稱脈沖放電燒結(jié)、電火花燒結(jié)，由于在放電過程中顆粒之間產(chǎn)生等離子體弧，故稱為放電等離子燒結(jié)或等離子體活化燒結(jié)。它是熱壓的一種形式，類似于微波燒結(jié)，也是一種利用粉末內(nèi)部產(chǎn)生的熱量來實(shí)現(xiàn)快速致密化的方法。這種方法由于自動(dòng)加熱而使粉末快速加熱，并在極短的時(shí)間內(nèi)被完全燒結(jié)。這是因?yàn)樵陬w粒之間發(fā)生的火花放電會(huì)促進(jìn)擴(kuò)散并活化顆粒表面。目前，電場(chǎng)輔助燒結(jié)設(shè)備在真空條件下，在粉末兩端可以施加約200MPa的壓力，并同時(shí)施加3000-8000A的直流脈沖，在粉末顆粒之間產(chǎn)生等離子體，對(duì)粉末進(jìn)行活化加熱。

   硬質(zhì)合金燒結(jié)致密化過程是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳a(chǎn)程序，這對(duì)超細(xì)及納米硬質(zhì)合金產(chǎn)品的性能關(guān)系影響密切。立足品質(zhì)，專注品牌，株洲三鑫硬質(zhì)合金生產(chǎn)有限公司依托株洲60年硬質(zhì)合金軍工生產(chǎn)技術(shù)為基礎(chǔ)，以株洲硬質(zhì)合金行業(yè)堅(jiān)實(shí)力量為后盾，為工業(yè)生產(chǎn)提供高性能硬質(zhì)合金產(chǎn)品。

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