一文看懂氣氛爐硬質(zhì)合金工藝及應用

硬質(zhì)合金是以一種或幾種難熔碳化物（碳化鎢、碳化鈦等）的粉末為主要成分，加入作為粘接劑的金屬粉末（鈷、鎳等），經(jīng)粉末冶金法而制得的合金。由于其*的性能，如高強度、硬度以及優(yōu)良的耐磨性和抗氧化性，被廣發(fā)應用于機械加工、石油采礦、模具成型和結(jié)構(gòu)耐磨件等領(lǐng)域。硬質(zhì)合金生產(chǎn)中燒結(jié)是重要的一道工序，即使壓坯相同，采用不同的燒結(jié)工藝，對燒結(jié)產(chǎn)品的性能有著不同的影響。

長期以來，各國科工作者在實際生產(chǎn)中逐漸形成了多種燒結(jié)方法，較為傳統(tǒng)的包括：真空燒結(jié)、氣壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、等靜壓燒結(jié)等。自80年代納米級硬質(zhì)合金問世以來，又逐漸形成了新型燒結(jié)方法，如微波燒結(jié)、場輔助燒結(jié)（如放電等離子體燒結(jié)、等離子體活化燒結(jié)）、二階段燒結(jié)、選擇性激光燒結(jié)等。

一、燒結(jié)工藝（氣壓燒結(jié)）

氣壓燒結(jié)是在低于常規(guī)熱等靜壓的壓力（大約6MPa）下對工件同時進行類熱等靜壓和燒結(jié)的工藝。自1984年德國Degussa公司設(shè)計和制造出臺類熱等靜壓爐以來，這一工藝已逐漸為很多硬質(zhì)合金廠家所采用。它將產(chǎn)品的成型劑脫除、燒結(jié)和類熱等靜壓合并在同一設(shè)備中進行，即將工件裝入類熱等靜壓爐中，在較低溫度下低壓載氣（如氫氣等）脫蠟后，在1350~1450℃進行真空燒結(jié)一段時間，接著在同一爐內(nèi)進行類熱等靜壓，采用氬氣作為壓力介質(zhì)，壓制壓力為6MPa左右，再保溫一定時間，然后進行冷卻。

       該工藝有很多優(yōu)點：由于燒結(jié)-類熱等靜壓工藝是在真空燒結(jié)溫度下直接加壓保壓，有利于提高液相金屬的流動性、消除空隙，還能避免常規(guī)類熱等靜壓處理后易于出現(xiàn)的“粗晶”等組織缺陷；與真空燒結(jié)相比碳平衡容易控制，可校正壓制品中缺碳或碳過剩的問題，減少合金內(nèi)部孔隙，對其強度、硬度等性能指標有一定的提高；該工藝在同一爐體中進行，節(jié)省了大量設(shè)備投資，其加工處理費用比真空燒結(jié)后再類熱等靜壓工藝低一倍，可大幅提高產(chǎn)品使用壽命。

二、硬質(zhì)合金的應用

1、刀具材料

硬質(zhì)合金用做刀具材料的數(shù)量大，可制作車刀、銑刀、刨刀、鉆頭等。其中鎢鈷類硬質(zhì)合金適于黑色金屬、有色金屬的短切屑加工和非金屬材料的加工，如鑄鐵、鑄造黃銅、膠木等；鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金適于鋼等黑色金屬的長切屑加工。在同類合金中，鈷含量較多的適于粗加工，鈷含量少的適于精加工。通用類硬質(zhì)合金對于不銹鋼等難加工材料的加工壽命較其他硬質(zhì)合金長得多。

2、模具材料

硬質(zhì)合金主要用做冷拉模、冷沖模、冷擠模、冷墩模等冷作模具。

3、量具和耐磨零件

硬質(zhì)合金用于量具的易磨損表面鑲嵌和零件、磨床精密軸承、無心磨床導板和導桿、車床等耐磨件。