5 硬质合金生产过程中碳势的控制
一、碳含量对合金性能的影响 理论C含量：6.125% 低于理论含量：η-W3Co3C、η- W6Co6C 高于理论含量：游离石墨 导致C%产生变化的过程：烧结 真空烧控制
二、氢气烧结过程中碳含量的控制 氢气烧结过程中的增碳效应： 1．气体渗碳： CH4→C+2H2 2CO→CO2+C 2．成形剂增碳：游离C残于烧结体 氢气烧结过程中的脱碳效应： 1．WC+H2O→W+H2+CO 2．WC+2H2→W+CH4
5 硬质合金生产过程中碳势的控制
二、氢气烧结过程中碳含量的控制 控制措施 1.填料：一般用Al2O3+（0.1~0.7%）C 2. 氢气纯度：-40℃ H2 3. 升温速度： 4. 其他：氢气流量、成形剂加入量
6 涂层硬质合金
一、 概述 定义： 背景：普通硬质合金不足以满足难加工材料 的切削，涂层很好解决了该问题。 分类： 单涂层：基体+TiC（TiN，Al2O3） 双涂层：基体+TiC+TiN（+TiC+TiCN） 多涂层：基体+TiC+TiN+TiCN 基体+TiN+TiC+TiN等
4 硬质合金生产过程中粒度的控制
一、钨粉颗粒尺寸的控制 氢还原过程中颗粒长大机理： 升华沉积机理： 氧化-还原机理：
4 硬质合金生产过程中粒度的控制
一、钨粉颗粒尺寸的控制 氢还原过程中颗粒长大影响因素： 1． 温度： 2． 氢气湿度、流量： 3． 推舟速度、装舟量： 4． 原料粉粒度： 5． 杂质： 6． 通氢方向： 顺氢、逆氢
2 混合、成形
四、模压成形 1． 压制方式：自动、手动 2． 单重控制：容量法、称量法 3． 存在问题：密度分布不均匀 4． 改进措施：双向压制、浮动压制、CIP 5． 其他成形：挤压成形、注射成形
3 脱胶、预烧、烧结
一、脱胶 二、预烧 三、半检加工 四、烧结
4 硬质合金生产过程中粒度的控制
一、钨粉颗粒尺寸的控制 氢还原过程中颗粒的粒度变化： 低温：0.37（WO3）→0.62(WO3）→0.78(W) 中温：0.37(WO3）→1.545(WO3）→1.89(W) 高温：0.37(WO3）→51.45(W）
6 涂层硬质合金
二、制造工艺 主要有：化学气相沉积法、物理气相沉积法、 等离子体化学气相沉积等。 化学气相沉积（CVD）： 1． 原理：加热合金基体→送入化合物蒸气和 反应气体→反应生成涂层物并沉积
6 涂层硬质合金
二、制造工艺 2． 涂层过程： 刀片韧磨强化处理→装网、刀片呈层状放置
→入钟罩炉→在常压或负压下通纯净的碳氢化 →加热至（1000~1050℃） →刀片上形成TiC、TiN等涂层
1400℃ TiO2碳化→1600℃ ，已形成的WC 周围形成TiC及（W，Ti）C→1800~2000℃ ，WC 周围形成断面呈环状的（W，Ti）C固溶体。
2 混合、成形
一、 湿磨 1． 目的： 2． 方式：一般采用湿磨，防氧化、释热，均匀程
度好，省时 3． 介质：
要求：与物料无作用、 沸点低、 易挥发、 表 面张力小（大影响匀）、 成本低
6 涂层硬质合金
二、制造工艺 3．分类：依沉积温度高低分为三类 （1） 低温CVD：一般在650℃ （2）中温CVD：一般在700~900℃ （3） 高温CVD：温度1000~1050℃
6 涂层硬质合金
二、制造工艺 4． 影响因素：
（1） 硬质合金基体 （2） 刀片表现处理 （3） 气体纯度 （4） 反应气体的浓度 （5） 涂层系统压力 （6） 涂层温度和时间
常用介质：酒精、丙酮、汽油 4． 影响因素：转速、研磨时间、球料比、球径、
球磨体形状、装球量
2 混合、成形
二、干燥 1． 目的：把混合料浆中的液体（温磨介质）分离
并回收 2．方法：电热烘烤、蒸汽干燥、蒸汽振动干燥、
喷雾干燥、真空干燥 3． 比较：蒸汽振动干燥与喷雾干燥
2 混合、成形
三、掺胶（蜡）制粒 1． 加成形剂的目的： 2． 选择原则： 3． 成形剂的选择： 4． 制粒： 5 ．过程：掺胶（蜡）→ 干燥→ 擦筛制粒
1 原料粉末的制备
六、 碳化钨的制取 1．碳化机理：反应式 W+C→WC 、氢气的作用 2．碳化设备：碳管炉（管式、感应式），
温度 1300℃ 3. 工艺： W+C→混合→碳化→破碎→过筛
→合批→过筛→制品
1 原料粉末的制备
七、复式碳化物的制取 1． 制取方法：反应物不同分为四种 2． 基本反应： TiO2+WC +C → TiC -WC +CO2 3． 形成过程：
4 硬质合金生产过程中粒度的控制
二、钨的碳化物的粒度控制（含复式碳化物） 钨粉粒度的影响： 温度的影响： 时间的影响：
4 硬质合金生产过程中粒度的控制
三、 烧结过程中WC晶粒的长大 WC晶粒长大机理 1．聚集再结晶： 2．液相重结晶： 影响烧结过程中WC长大的因素 1． 液相量： 2． 混合料状态： 3． 添加剂：
硬质合金的生产
1 原料粉末的制备 2 混合、压制 3 脱胶、预烧、烧结 4 硬质合金生产过程中粒度的控制 5 硬质合金生产过程中碳势的控制 6 涂层硬质合金
1 原料粉末的制备 一、 钨精矿的分解（碱法）
FeWO4（MnWO4）+NaCO3+O2→ Na2WO4+Fe2O3（Mn3O4）+CO2
二、除杂：↑氧化物纯度；↑钨的回收率 用铵镁盐去Si、P、As；Na2S去钼
三、仲钨酸铵的制取（APT） 四、钨的氧化物的制取
WO3、 WO2.72、 WO2、 W
1 原料粉末的制备
五、氢还原制取钨粉 1． 还原机理： "吸附催化"机制 2． 工艺：称重→装舟→还原→钨粉→检查合格→
合批（与混合）→过筛→检查→装桶 3． 还原过程质量控制：
还原不完全/表面料层重新氧化/粒度不稳定