一文看懂氣氛爐硬質合金工藝及應用

硬質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、硬度以及優良的耐磨性和抗氧化性，被廣發應用于機械加工、石油采礦、模具成型和結構耐磨件等領域。硬質合金生產中燒結是重要的一道工序，即使壓坯相同，采用不同的燒結工藝，對燒結產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中逐漸形成了多種燒結方法，較為傳統的包括：真空燒結、氣壓燒結、熱壓燒結、等靜壓燒結等。自80年代納米級硬質合金問世以來，又逐漸形成了新型燒結方法，如微波燒結、場輔助燒結（如放電等離子體燒結、等離子體活化燒結）、二階段燒結、選擇性激光燒結等。

一、燒結工藝（氣壓燒結）

氣壓燒結是在低于常規熱等靜壓的壓力（大約6MPa）下對工件同時進行類熱等靜壓和燒結的工藝。自1984年德國Degussa公司設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合金廠家所采用。它將產品的成型劑脫除、燒結和類熱等靜壓合并在同一設備中進行，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℃進行真空燒結一段時間，接著在同一爐內進行類熱等靜壓，采用氬氣作為壓力介質，壓制壓力為6MPa左右，再保溫一定時間，然后進行冷卻。

       該工藝有很多優點：由于燒結-類熱等靜壓工藝是在真空燒結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，還能避免常規類熱等靜壓處理后易于出現的“粗晶”等組織缺陷；與真空燒結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，節省了大量設備投資，其加工處理費用比真空燒結后再類熱等靜壓工藝低一倍，可大幅提高產品使用壽命。

二、硬質合金的應用

1、刀具材料

硬質合金用做刀具材料的數量大，可制作車刀、銑刀、刨刀、鉆頭等。其中鎢鈷類硬質合金適于黑色金屬、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。通用類硬質合金對于不銹鋼等難加工材料的加工壽命較其他硬質合金長得多。

2、模具材料

硬質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。