硬質(zhì)合金基礎(chǔ)知識(shí)

1、硬質(zhì)合金基礎(chǔ)知識(shí)硬質(zhì)合金基礎(chǔ)知識(shí) 硬質(zhì)合金分類(lèi)及用途硬質(zhì)合金分類(lèi)及用途 一、什么是硬質(zhì)合金一、什么是硬質(zhì)合金?它有什么特點(diǎn)它有什么特點(diǎn)? 1 1、定義：、定義：硬質(zhì)合金是用粉末冶金方法生產(chǎn)的、由難熔 金屬化合物（硬質(zhì)相）和粘接金屬（粘接相）所構(gòu)成的組合 材料。 2 2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 硬度高、耐磨性高； 抗壓強(qiáng)度高（可達(dá)6000MPa）； 穩(wěn)定性好； 脆性較大。 3 3、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)：與工具鋼比較，硬質(zhì)合金的優(yōu)點(diǎn)是： 大大提高工具壽命，幾倍到幾十倍； 提高了切削速度和勞動(dòng)效率； 提高了工件的精度和光潔度。 二、硬質(zhì)合金和混凝土的比較二、硬質(zhì)合金和混凝土的比較 2 2、工藝流程：、工藝流程：混料

2、 壓制 燒結(jié) 1 1、成分、成分 3 3、組織結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu) 二、硬質(zhì)合金的成分、結(jié)構(gòu)與性能二、硬質(zhì)合金的成分、結(jié)構(gòu)與性能 成分：成分：硬質(zhì)合金的主要成分有WC、Co和TiC，次要成分有 TiN、Ni、Mo、TaC、NbC、VC、Cr3C2等。其中WC （包括TiC在內(nèi)）占80%以上，Co占20%以下。其余成分 比例很小。 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：鎢鈷合金的正常結(jié)構(gòu)為WC相和Co相的兩相組織。前 者也稱為硬質(zhì)相或相，后者為粘接相或相。鎢鈦鈷合 金的正常結(jié)構(gòu)有兩種，一種是（Ti、W）C+Co兩相組織， 一種是（Ti、W）+WC+Co三相組織。 性能：性能：硬質(zhì)合金的主要性能指標(biāo)有密度、抗彎強(qiáng)度、硬度、 矯頑

3、磁力、鈷磁等等。密度是硬質(zhì)合金質(zhì)量最基本的指標(biāo)， 它是其他各項(xiàng)性能的基礎(chǔ)。硬度與抗彎強(qiáng)度是硬質(zhì)合金兩 項(xiàng)主要機(jī)械性能指標(biāo)，直接影響合金的使用效果。這三項(xiàng) 性能就基本決定了硬質(zhì)合金的綜合品質(zhì)，是產(chǎn)品出廠的考 核指標(biāo)，也是用戶最關(guān)注的指標(biāo)，合理選用硬質(zhì)合金的重 要依據(jù)。 三、刀具材料中常用的幾種物質(zhì)的作用三、刀具材料中常用的幾種物質(zhì)的作用： WCWC耐磨相，刀具材料的主成分； CoCo韌性相，隨著Co含量的增加，合金的強(qiáng)韌性增加而硬度降 低； TiCTiC硬質(zhì)相，隨著TiC含量的增加，合金的抗月牙洼磨損能力 增強(qiáng)，但合金的強(qiáng)韌性降低，合金的脆性增大； TaCTaC、NbCNbC硬質(zhì)相，能明顯提高合

4、金的高溫性能和耐磨性，加 有TaC、NbC的合金通用性好； CrC、VC抑制劑，抑制WC晶粒的長(zhǎng)大。 四、硬質(zhì)合金分類(lèi)四、硬質(zhì)合金分類(lèi) 1. 1. 根據(jù)成分不同，可將硬質(zhì)合金分為根據(jù)成分不同，可將硬質(zhì)合金分為5 5大類(lèi)。大類(lèi)。 碳化鎢基硬質(zhì)合金：碳化鎢基硬質(zhì)合金：包括WC-Co、WC-TiC-Co、WC- TaC-Co、WC-TiC-TaC（NbC）-Co等。 這些合金均以 WC為主成分。 碳化鈦基或碳氮化鈦基硬質(zhì)合金：碳化鈦基或碳氮化鈦基硬質(zhì)合金：通常以TiC或Ti（C、 N）為基本成分，以Ni-Mo作粘結(jié)劑而組成的一種硬質(zhì) 合金。 如TiC-Mo-Ni、TiC-WC-TaC（NbC）-Mo

5、-Ni、 Ti（C、N）-Mo-Co-Ni等。 涂層硬質(zhì)合金：涂層硬質(zhì)合金：在合金表面上沉積一層TiC、TiN、 TiB2、ZrN、CrN、AI2O3、TiCN、B4C、SiC、BN、 TiAIN、金剛石等物質(zhì)，使工具的使用性能成倍提高。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金：鋼結(jié)硬質(zhì)合金：主要成分是鋼，而以TiC或WC作硬質(zhì) 相組成的一類(lèi)硬質(zhì)合金。其顯著特點(diǎn)是可熱處理與機(jī) 加工，是界于工具鋼和硬質(zhì)合金之間的一類(lèi)中間合金。 其他硬質(zhì)合金：其他硬質(zhì)合金：如Cr3C2基硬質(zhì)合金，以Cr3C2為主成 分，以Ni或Ni-W等作粘結(jié)劑所組成的硬質(zhì)合金，通常 用作耐磨耐腐蝕零件。 此外還有兩類(lèi)重要的刀具材料，一類(lèi)是陶瓷材料， 包

6、括氧化鋁系（白陶）、氮化硅系和賽隆陶瓷 （Si3N4/Al2O3）。另一類(lèi)是超硬材料，聚晶金剛石 （PCD）和聚晶立方氮化硼PCBN。 2、按用途分類(lèi)、按用途分類(lèi) 硬質(zhì)合金具有一系列優(yōu)良性能，用途十分廣泛，隨著時(shí)間推移 用途還在不斷擴(kuò)大，主要用途分述如下： n切削工具：切削工具：硬質(zhì)合金可用作各種各樣的切削工具。我國(guó)切削 工具的硬質(zhì)合金用量約占整個(gè)硬質(zhì)合金產(chǎn)量的三分之一(約 3000噸左右)，其中用于焊接刀具的占78%左右，用于可轉(zhuǎn)位刀 具的占22%左右。而數(shù)控刀具用硬質(zhì)合金僅占可轉(zhuǎn)位刀具用硬 質(zhì)合金的20%左右，此外還有整體硬質(zhì)合金鉆頭，整體硬質(zhì)合 金小園鋸片，硬質(zhì)合金微鉆等切削工具。 地質(zhì)

7、礦山工具：地質(zhì)礦山工具：地質(zhì)礦山工具同樣是硬質(zhì)合金的一大用途。 我國(guó)地礦用硬質(zhì)合金約占硬質(zhì)合金生產(chǎn)總量的25%，主要用 于沖擊鑿巖用釬頭，地質(zhì)勘探用鉆頭、礦山油田用潛孔鉆、 牙輪鉆以及截煤機(jī)截齒、建材工業(yè)沖擊鉆等。 模具：模具：用作各類(lèi)模具的硬質(zhì)合金約占硬質(zhì)合金生產(chǎn)總量的 8%，有拉絲模、冷鐓模、冷擠壓模、熱擠壓模、熱鍛模、 成形沖模以及拉拔管芯棒，如長(zhǎng)芯棒、球狀蕊棒、浮動(dòng)蕊 棒等，近十幾年軋制線材用各類(lèi)硬質(zhì)合金軋輥用量增速很 快，我國(guó)軋輥用硬質(zhì)合金已占硬質(zhì)合金生產(chǎn)總量的3%。 結(jié)構(gòu)零件：結(jié)構(gòu)零件：硬質(zhì)合金用來(lái)作結(jié)構(gòu)零件的制品很多，如旋轉(zhuǎn) 密封環(huán)、壓縮機(jī)活塞、車(chē)床夾頭、磨床心軸、軸承軸頸等。

8、耐磨零件：耐磨零件：用硬質(zhì)合金制成的耐磨零件有噴嘴、導(dǎo)軌、柱 塞、球、輪胎防滑釘、鏟雪機(jī)板等舉不勝舉。 耐高壓高溫用腔體：耐高壓高溫用腔體：最重要的用途就是生產(chǎn)合成金剛石用 的頂錘、壓缸等制品，頂錘、壓缸用硬質(zhì)合金已占我國(guó)硬 質(zhì)合金生產(chǎn)總量的9%。 其他用途：其他用途：硬質(zhì)合金用途越來(lái)越廣，近幾年已在民用領(lǐng)域 不斷擴(kuò)展，如表鏈、表殼、高級(jí)箱包的拉鏈頭、硬質(zhì)合金 商標(biāo)等。 五、被加工材料分類(lèi)及工具材料選擇五、被加工材料分類(lèi)及工具材料選擇 P P類(lèi)：類(lèi)：鋼、鋼鑄件。如普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（代碼如Q235-A.F）、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu) 鋼（如45鋼、50錳、20G等）、碳素工具鋼（如T7、T7A、T8、T8A、

9、T13、 T13A等），切削牌號(hào)一般選擇WCo Ti類(lèi)合金，如YT5、YT14、YT15、 YT15R、YT05、YT30、YC101、YC201、YC301、YC45等； MM類(lèi)：類(lèi)：奧氏體/鐵素體/馬氏體不銹鋼（如1Cr18Ni9Ti、0Cr19Ni、1Cr17Mo、 0Cr13Al、3Cr13、7Cr17、1Cr18Ni11Si4AlTi、0Cr26Ni5Mo2）、鑄鋼、錳 鋼（40Mn18Cr3、50Mn18Cr4等）、合金鋼（含有Ni、Si、Co、Al、Cr、 W、Mo、V、Ti、Nb等合金元素的碳素鋼）、合金鑄鐵、可鍛鑄鐵、易切 鋼（Y12、Y15、Y30、Y40Mn等），切削牌號(hào)

10、選擇WCoTiTa（Nb） 類(lèi)合金，如YW1、YW2、YW3、YS8、YS25、YM101、YM201、YM301、 YC201等； K K類(lèi)：類(lèi)：普通鑄鐵、難加工鑄鐵（冷硬鑄鐵、高鉻鑄鐵、高硅鑄鐵）、短屑可 鍛鑄鐵，一般選用WCo類(lèi)合金，如YG3X、YG3、YG6X、YG6、YG6A、 YG8、YG8N、YD101、YD201、YD301等； NN類(lèi)：類(lèi)：有色金屬和無(wú)機(jī)材料（鋁、鎂、銅、黃銅、塑料等），一般選用 WCo類(lèi)合金和金屬陶瓷，WCo類(lèi)合金多采用細(xì)晶和超細(xì)晶合金， YG6X、YF06、YM201、YD201等； S S類(lèi)：類(lèi)：耐熱優(yōu)質(zhì)合金即高溫合金（Fe基、FeNi基、Ni基、Co基

11、、Ti基合金， 如GH1015、GH2036、GH3128、GH4033、K211、K406、K640、TA2、 TA8、TB1、TB2、TC1TC6等），除Ti基高溫合金外，一般可選用W CoTiTa（Nb）類(lèi)或WCo類(lèi)合金，如YS8、YM201、YM301、YG6X、 YG8、YW2、YW3、YD201等；而Ti基高溫合金應(yīng)選用不含Ti的WCo類(lèi) 合金，如YG8、YG6X、YG8N、YG6A，理想情況是采用超細(xì)晶合金牌號(hào)。 H H類(lèi)：類(lèi)：淬硬材料（GCr15淬火鋼、Cr12、T12A等），傳統(tǒng)牌號(hào)宜選用YM101、 YM201、YS8、YG8N、YNG151等，最好是用立方氮化硼刀片。 對(duì)

12、不同的被加工材料選擇了各類(lèi)別的合金后，還要根據(jù) 加工參數(shù)來(lái)選擇牌號(hào)，一般來(lái)說(shuō)，精加工考慮工件的表面質(zhì) 量，即表面精度，加工時(shí)切削速度快，吃刀深度小，走刀量 小，振動(dòng)小，沖擊小，要求合金耐磨性好，硬度高，強(qiáng)度韌 性次之，就應(yīng)選擇晶粒細(xì)、鈦含量高、鈷含量低的合金；半 精加工耐磨性和強(qiáng)韌性適中，選用中顆粒碳化鎢、Ti含量中 等、Co含量中等的合金；粗加工吃刀深度大，走刀量大， 切削速度慢，振動(dòng)大，沖擊大，就強(qiáng)調(diào)刀片的抗沖擊性能要 好，耐磨性次之，應(yīng)選用粗顆粒碳化鎢、Ti含量低、Co含量 高的合金。 新的命名法則是根據(jù)牌號(hào)的加工范圍來(lái)命名的，所以，牌號(hào) 的選擇相對(duì)簡(jiǎn)單，如P類(lèi)加工，用YC10、YC10

13、1、YC201、 YC301、YC35、YC45等，字母Y表示硬質(zhì)合金，C表示長(zhǎng)切屑， 數(shù)字表示加工范圍，一般以前面兩位數(shù)字表示，“10”表示精 加工，“20”表示半精加工，“30”表示粗加工，“35”“45” 重載粗加工。M類(lèi)加工，用YM101、YM201、YM301命名，K類(lèi) 加工，用YD101、YD201、YD301命名，其字母和數(shù)字表示的意 義同P類(lèi)牌號(hào)的命名。 對(duì)WCoTi類(lèi)合金，YT5、YT14、YT15、YT30、YT05等， 牌號(hào)中的數(shù)字表示Ti的大致含量。YT5，Ti含量為5%；YT14， Ti含量11.3；YT15，Ti含量12.7；YT30，Ti含量22.5。WCo 類(lèi)合

14、金，YG3、YG3X、YG6、YG6X、YG6A、YG8、YG8N等， 數(shù)字表示Co含量，YG3，Co是3%，其余類(lèi)推，X表示細(xì)顆粒， A表示加了TaC，N表示加了NbC。對(duì)WCoTiTa（Nb） 類(lèi)合金，YW1、YW2、YW3、YS25、YS8等，這些牌號(hào)沒(méi)有規(guī) 律可循，只能靠記憶。 牌號(hào)是根據(jù)切削要求來(lái)設(shè)計(jì)的，不同的被加工材料， 其切削加工性不一樣，碳素鋼，塑性、韌性較好，切屑 不易折斷，切屑從前刀面排出，對(duì)前刀面產(chǎn)生強(qiáng)烈的月 牙洼磨損，因此，鋼材的切削，要選擇抗月牙洼磨損的 硬質(zhì)合金，TiC、TaC（NbC）具有很好的抗月牙洼磨損 作用，所以切削鋼材的牌號(hào)都含有TiC，TaC（NbC）由

15、 于成本增加較多，切削碳素鋼，一般不選用含TaC（NbC） 的牌號(hào)。TaC（NbC）不僅抗月牙洼磨損，還能改善合金 的抗熱沖擊性能，由此含TaC（NbC）的合金高溫性能好， 加工M類(lèi)合金，由于加工硬化嚴(yán)重，切削抗力大，切削 溫度高，就應(yīng)選擇含TaC（NbC）的合金；鑄鐵等脆性材 料，切屑呈崩碎或粉末狀，對(duì)前刀面磨損不大，主要是 后刀面磨損，脆性材料的加工特點(diǎn)是切削力和切削熱集 中在切削刃附近，使刀具刃口負(fù)荷很重，容易產(chǎn)生磨損 和崩刃，一般選用鎢鈷類(lèi)合金，因?yàn)楹蠺iC的合金比較 脆，所以，WCo類(lèi)合金比WCoTi類(lèi)合金強(qiáng)韌性要好。 七、七、SANDVIK生產(chǎn)工藝發(fā)展歷程生產(chǎn)工藝發(fā)展歷程 197

16、6年以前，Sandvik硬質(zhì)合金生產(chǎn)與我們老系 統(tǒng)的生產(chǎn)工藝差不多，直到1976年，噴霧干燥工藝在 混合料制備中的應(yīng)用及DMK240脫膠-燒結(jié)一體爐的研 制成功，使Sandvik硬質(zhì)合金毛坯生產(chǎn)發(fā)生了重大變革， 下面列出Sandvik變革前后的工藝控制模式： 項(xiàng)目 變革前 變革后 1、混合料制備 濕磨機(jī)和經(jīng)典的干 可傾式濕蘑機(jī)和 設(shè)備 燥、制粒設(shè)備 噴霧干燥 工藝控制 WC總碳、粒度（Fsss） WC總碳、粒度（Fsss） 球磨實(shí)驗(yàn) Bctot、HCP 成型擠 石蠟 PEG 2、壓制 壓制工序主要強(qiáng)調(diào)對(duì)毛刺的控制，他們通過(guò)10年的努力，使壓制毛刺從45um降 到25um。 3、燒結(jié) 設(shè)備和工藝

17、 兩階段燒結(jié) 一階段脫膠燒結(jié) 脫蠟：三種脫蠟工藝H2、N2、 H2脫膠，脫膠過(guò)程采用 真空脫膠 反復(fù)進(jìn)行的抽空充 N2的 真空燒結(jié)或推進(jìn)式H2燒結(jié) Torvac過(guò)程接著真空燒結(jié) 從上述Sandvik的生產(chǎn)工藝過(guò)程控制知道，該公司質(zhì)量控 制主要在“四度”：控碳精度、晶粒度、尺寸精度及孔隙 度。工藝方法注重“三性”：穩(wěn)定性、實(shí)用性和可靠性。 工藝管理講究科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)。 公司刀片生產(chǎn)基本流程公司刀片生產(chǎn)基本流程 刀片生產(chǎn)走的是Sandvik生產(chǎn)工藝路線，基本流程是： 原料標(biāo)準(zhǔn)制定球磨試驗(yàn)配料計(jì)算濕磨噴霧干燥 混合料鑒定 壓制燒結(jié)研磨鈍化清洗涂層包裝 成型劑是硬質(zhì)合金制造過(guò)程中最重要、研究最多 的工藝材

18、料。由于成型方法多、成型劑原理不同，要 求不同，種類(lèi)也很多。擠壓成型劑、注射成型劑、粉 漿澆注成型劑等文獻(xiàn)資料報(bào)導(dǎo)不少，但主要是關(guān)于原 理和特性方面的陳述，真實(shí)的成份和組份幾乎沒(méi)有公 開(kāi)的。模壓成型劑相對(duì)簡(jiǎn)單一些，成熟一些，公開(kāi)的 程度也大一些。目前最常用的模壓成型劑大致分為三 大類(lèi)，即橡膠、石蠟和聚乙二醇。 橡膠的優(yōu)點(diǎn)是成型壓力低，壓坯強(qiáng)度高，可以用 于復(fù)雜制品成型。缺點(diǎn)是雜質(zhì)含量高，易于老化，不 適合噴霧干燥，不宜于真空脫除，通常殘留碳量高達(dá) （0.2.3）。目前只有中國(guó)、俄羅斯等用于生產(chǎn)中 低檔產(chǎn)品和形狀復(fù)雜產(chǎn)品。丁鈉橡膠、丁苯橡膠、順 丁橡膠是目前橡膠成型劑中應(yīng)用比較多的。 八、常用的

19、成型劑類(lèi)型八、常用的成型劑類(lèi)型 石蠟的優(yōu)點(diǎn)是既適于噴霧干燥，也適于一般混 合器摻蠟制粒。石蠟純度高，易于脫除，殘留碳非 常低（0.1以下），粒料不易老化。缺點(diǎn)是混合料 松裝密度小，壓縮比大，壓制壓力大，壓坯強(qiáng)度低， 復(fù)雜形狀產(chǎn)品難成型，混合料的壓制性能受溫度影 響較大。 聚乙二醇的優(yōu)點(diǎn)是溶于酒精和水，特別適合于噴 霧干燥。它純度高，易脫除，殘留碳與石蠟相當(dāng)， 且成型性能好，壓坯強(qiáng)度也高。其缺點(diǎn)是有吸水性， 對(duì)環(huán)境的溫度和濕度要求高。 九、硬質(zhì)合金生產(chǎn)工藝流程九、硬質(zhì)合金生產(chǎn)工藝流程 濕磨 噴霧干燥 壓制 燒結(jié) 成品 酒 精 WC粉 Co粉 固熔體粉 成型劑 第二章第二章 混合料制備混合料制備

20、混合料制備是硬質(zhì)合金生產(chǎn)的第一道工序，也是最重要的 生產(chǎn)工序之一；混合料質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到硬質(zhì)合金產(chǎn)品的 內(nèi)部材質(zhì)與外觀質(zhì)量。 一、概一、概 念念 混合料制備是將各種難熔金屬的碳化物和粘結(jié)金屬及少量的抑制 劑等粉末通過(guò)配料計(jì)算、球磨、干燥等工序過(guò)程制備成有準(zhǔn)確成 份、配料組分均勻分布、粒度一定的粒狀混合物的生產(chǎn)工藝過(guò)程。 混合料制備中通常使用的有各類(lèi)難熔金屬碳化物、粘結(jié)金屬與 少量抑制晶粒長(zhǎng)粗的添加劑。 輔助工藝材料包括成型劑聚乙二醇與石臘，濕磨介質(zhì)酒精。 二、混合料兩種生產(chǎn)工藝對(duì)比二、混合料兩種生產(chǎn)工藝對(duì)比 在傳統(tǒng)混合料生產(chǎn)工藝中一般選用橡膠作成型劑；人們習(xí) 慣稱之為橡膠工藝?；旌狭系纳a(chǎn)

21、分為兩步：第一步是用酒 精作介質(zhì)，采用180立升滾筒式球磨機(jī)磨料；再用通蒸汽的振 動(dòng)干燥器生產(chǎn)不含成型劑的粉末混合料。然后在混合料中加 入橡膠汽油溶液經(jīng)螺旋攪拌皿攪拌混合均勻后，經(jīng)蒸汽干 燥柜進(jìn)行干燥，最后擦碎過(guò)篩、制粒，變成可供壓制的混 合料。 傳統(tǒng)的混合料生產(chǎn)工藝因?yàn)槠渖a(chǎn)工藝流程較長(zhǎng)，人為影 響因素較多，生產(chǎn)過(guò)程不易控制，因而生產(chǎn)的混合料質(zhì)量較 差，是一種逐步被淘汰的生產(chǎn)方法。 現(xiàn)代混合料生產(chǎn)工藝是一種生產(chǎn)工藝流程短、生產(chǎn)設(shè)備與 生產(chǎn)工藝相互配套的科學(xué)合理的生產(chǎn)工藝。 現(xiàn)代混合料生產(chǎn)工藝流程： 配料計(jì)算配料濕磨噴霧干燥混合料鑒定 現(xiàn)代混合料生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)： 生產(chǎn)工藝流程短；生產(chǎn)工藝技術(shù)與

22、生產(chǎn)設(shè)備合理配套； 主要的生產(chǎn)過(guò)程均在密閉的系統(tǒng)中進(jìn)行；各個(gè)工藝參數(shù)都 能進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)控是現(xiàn)代混合料生產(chǎn)的主要特征。生產(chǎn)出 來(lái)的混合料質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，適合于生產(chǎn)高精度的數(shù)控刀 片壓坯的原料。 三、三、 配料與濕磨配料與濕磨 1 1、 濕磨的作用：濕磨的作用： 濕磨主要作用是將配制成固定成份的粉末原料通過(guò)該工藝 過(guò)程使其具備有一定顆粒度，各組元均勻分布的混合料 漿，濕磨過(guò)程對(duì)混合料所起的作用表現(xiàn)在下述四個(gè)方面。 混合作用混合作用：混合料通常是由多種組份組成；而且各組分自 身的密度、粒度也不盡相同；但要制得優(yōu)質(zhì)的硬質(zhì)合金 產(chǎn)品使用的原料混合料各組份必須均勻分布。通常 是通過(guò)濕磨方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 破碎作

23、用破碎作用：混合料生產(chǎn)中所使用的原料粒度規(guī)格不相同。特 別是其中的主要原料WC存在不少的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。同時(shí)粒 度的大小也不相同。這不利于生產(chǎn)高質(zhì)量的合金，濕磨就 能起到物料的破碎與粒度均化之作用。 增氧作用增氧作用：混合料在濕磨過(guò)程中與研磨體、球磨筒體相互之 間激烈的碰撞與磨擦作用較易發(fā)生氧化作用。此外，濕磨 過(guò)程中酒精中存在的水也間接的強(qiáng)化了這種增氧趨勢(shì)。 防止?jié)衲ミ^(guò)程的增氧作用方法有兩個(gè)：一是冷卻；二是選擇 恰當(dāng)?shù)纳a(chǎn)工藝。 濕磨過(guò)程的增氧不管采用什么防止措施增氧總是發(fā)生的， 只不過(guò)是程度有所差別而已。300立升可傾斜式球磨機(jī)在正 常 運(yùn) 行 狀 態(tài) 下 單 位 小 時(shí) 的 增 氧 量 導(dǎo) 至

24、 碳 損 失 約 為 0.003%(wt%)。 活化作用活化作用：球磨過(guò)程中由于球體、物料與筒體之間存在激 烈的撞碰與磨擦，極易使粉末的晶格發(fā)生扭曲、畸變；粉 末體內(nèi)能增加；這種現(xiàn)象在強(qiáng)化球磨與攪拌球磨過(guò)程表現(xiàn) 得尤為明顯。球磨過(guò)程中出現(xiàn)的活化現(xiàn)象有兩種不同的看 法：傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為它對(duì)燒結(jié)的收縮、致密化過(guò)程有利， 稱之為“活化燒結(jié)”；但在引進(jìn)技術(shù)中認(rèn)為這種“活化現(xiàn) 象”對(duì)合金生產(chǎn)不利，它極易引起“夾粗”現(xiàn)象的發(fā)生， 因而一般均不主張采用強(qiáng)化球磨與超時(shí)球磨的工藝方法生 產(chǎn)混合料。 2. 2. 球磨筒轉(zhuǎn)速球磨筒轉(zhuǎn)速 球磨過(guò)程使組元分布均勻和組元粒度細(xì)化，是通過(guò)研磨體 之間相對(duì)碰撞和摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)的，選

25、擇適當(dāng)?shù)耐搀w轉(zhuǎn)速可 將研磨體碰撞與摩擦控制在最佳狀態(tài)，此時(shí)的研磨效果 也是最好的。 傳統(tǒng)的球磨理論認(rèn)為：筒體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將研磨體帶到一 定的高度后，研磨體自由滾動(dòng)落下產(chǎn)生滾動(dòng)研磨；筒體 轉(zhuǎn)速太高，研磨體附在筒體內(nèi)壁上處于相對(duì)“靜止”狀 態(tài)，此時(shí)研磨體之間的碰撞與磨擦作用都較弱，研磨效 果不好；而筒體轉(zhuǎn)速太低時(shí)，研磨體與筒壁處在相對(duì)滑 動(dòng)的狀態(tài)，研磨體之間相對(duì)碰撞作用大為削弱，研磨效 果主要體現(xiàn)在研磨體與混合料之間的摩擦作用，其效果 相對(duì)也很低。如何介定球磨筒的轉(zhuǎn)速，一般都采用臨界 轉(zhuǎn)速這一概念。 臨界轉(zhuǎn)速是使研磨體在球磨筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，緊貼筒壁旋轉(zhuǎn)的 最低速度，可由下面公式計(jì)算確定： 臨界=42.4

26、/ 式中D球磨筒直徑（米）。假設(shè)D=0.5m時(shí)，則臨界 轉(zhuǎn)速計(jì)算得60轉(zhuǎn)/分鐘；通常在球磨機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)定中取 其臨界轉(zhuǎn)速的75%左右為宜；采用轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的 75%左右，則球被帶到較高的位置往下落，這種研磨主 要靠沖擊作用而發(fā)生，稱之為沖擊研磨，這種研磨速度 不適宜于硬質(zhì)合金粉末原料的研磨，合金粉末本身粒度 較小，材質(zhì)硬而碎，不需有多大的動(dòng)靜即可將物料磨碎， 因而在濕磨工藝中通常采用臨界轉(zhuǎn)速的60%左右的轉(zhuǎn)速 作為筒體的實(shí)際轉(zhuǎn)速。180立升球磨機(jī)與300L可傾斜式 球磨機(jī)均采用0.6左右的臨界轉(zhuǎn)速為實(shí)際球磨機(jī)轉(zhuǎn)速，約 為36轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速；而600L可傾斜式球磨機(jī)則采用33轉(zhuǎn)/ 分的筒體轉(zhuǎn)速。

27、3. 研磨體形狀、規(guī)格、與裝機(jī)總量影響 300L可傾斜式球磨機(jī)一改傳統(tǒng)球狀硬質(zhì)合金研磨體為圓柱狀硬質(zhì)合 金研磨體，這一改變對(duì)混合料研磨過(guò)程起到良性變化。從理論上來(lái) 講，球與球相互碰撞接觸為一個(gè)“點(diǎn)”；柱體之間相互接觸則為一 條“線”；作為研磨刃口而言，“點(diǎn)”與“線”是有相當(dāng)區(qū)別的； 首先“線”是由若干“點(diǎn)”集合而成；就研磨效率而言，柱狀體研 磨體明顯高于球狀研磨體；同時(shí)，柱狀研磨體研磨刃口為一條線， 在研磨過(guò)程中，有若干粉末個(gè)體被研磨，但最先研磨到的必然是那 些粒度粗的個(gè)體，這樣一來(lái)粗顆粒物料被研磨的機(jī)率大大高于細(xì)顆 粒物料；這明顯有利于研磨效率的提高和粒度的均勻細(xì)化。反過(guò)來(lái) 用球型研磨體，研

28、磨刃口為一“點(diǎn)”，與前者比較起來(lái)，點(diǎn)研磨刃 口少得多；因而研磨效率相應(yīng)的要低得多；此外球與球相接觸，接 觸點(diǎn)處的粉末“粗”與“細(xì)”是隨機(jī)選擇。碰到什么就研磨什么， 而不像柱與柱接觸處，粒度粗的物料優(yōu)先研磨。圖三與圖四分別表 示兩種不同形狀的研磨體間接觸示意圖。 圖三 球狀研磨體接觸示意圖 圖四 柱狀研磨體接觸示意圖 研磨體規(guī)格 標(biāo)準(zhǔn)裝量百分?jǐn)?shù)與重量數(shù) 裝球百分?jǐn)?shù) （%） 300L(kg)600L（kg） A5.514.415.5%186kg372kg B7.315.616.0%192kg384kg C8.516.332.5%390kg780kg D9.516.733.0%396kg792kg

29、E10.517.003.0%36kg72kg 100%1200kg2400kg 300L球磨機(jī)裝球量為1200公斤/臺(tái)；球/料比按裝料量來(lái)進(jìn) 行調(diào)節(jié)；研磨體由五種不同的規(guī)格所組成；300L球磨機(jī)所 使用的研磨體規(guī)格與實(shí)際裝量見(jiàn)表4.2。 表4.2 300L/600L球磨棒工藝指令 球磨設(shè)備 研磨體裝量 （kg） 酒精加量（L）球磨時(shí)間 300L球磨機(jī)15005015 研磨體的補(bǔ)充按配料指令與混合料一起進(jìn)行。補(bǔ)充的研 磨體采用E類(lèi)、1017.0mm標(biāo)準(zhǔn)新研磨體；補(bǔ)充前新 球一定要按指令進(jìn)行球磨。 表4.3新球磨體研磨工藝指令 研磨體在使用一段時(shí)間內(nèi)，按指令半年規(guī)定進(jìn)行稱量 與選球。 研磨體的補(bǔ)充

30、：定期稱量與篩選所有這一切都是確保 球磨機(jī)在長(zhǎng)期運(yùn)行中研磨效率的穩(wěn)定性，這也是確?；?合料與合金的粒度的穩(wěn)定關(guān)鍵之一。 4. 酒精加量 混合料在球磨過(guò)程中，濕磨介質(zhì)的加量如何選擇使球磨 效率達(dá)到最佳水準(zhǔn)同時(shí)又確保相關(guān)工藝能順利進(jìn)行，這 是一個(gè)相當(dāng)重要的工藝問(wèn)題。 傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝主要按混合料使用的WC原料粗、中、細(xì)等 不同規(guī)格，結(jié)合混合料鈷金屬含量的高低，分段進(jìn)行相 應(yīng)的規(guī)定，無(wú)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)指令，酒精加入時(shí)無(wú)精確記量 設(shè)備。 現(xiàn)代硬質(zhì)合金生產(chǎn)則以每公斤混合料加多少酒精為標(biāo)準(zhǔn)； 它是以混合料的比表面積或松裝密度的大小來(lái)確定的； 一般是細(xì)顆粒合金、高鈷合金標(biāo)準(zhǔn)取值大；而粗晶粒合 金、低鈷合金標(biāo)準(zhǔn)取值小。

31、現(xiàn)有合金牌號(hào)酒精加量標(biāo)準(zhǔn) 在0.180.47L/公斤混合料范圍內(nèi)波動(dòng)。 值得特別指出的是酒精標(biāo)準(zhǔn)加量值不能隨便變更，否則 會(huì)使料漿的粘度不合格，嚴(yán)重影響后續(xù)工序噴霧干燥工 藝過(guò)程的順利進(jìn)行，最終影響到混合料的物理力學(xué) 性能。 5. 5. 球磨時(shí)間及球磨時(shí)間因子球磨時(shí)間及球磨時(shí)間因子 混合料在球磨過(guò)程中混合的均勻性和粒度的細(xì)化均與球磨時(shí)間密切相關(guān)； 球磨時(shí)間越長(zhǎng)混合越均勻，粉末的粒度也越細(xì)，但這僅僅是在某一時(shí) 段區(qū)域內(nèi)需遵循這一規(guī)律；無(wú)限延長(zhǎng)球磨時(shí)間對(duì)合金性能將產(chǎn)生負(fù)面 影響。 300L球磨機(jī)如果僅僅是要求混合料各組元分布均勻，濕磨12小時(shí)即可； 而要使合金的晶粒度達(dá)到某一取值范圍則必須制定出相

32、應(yīng)的科學(xué)合理 的球磨工藝制度；現(xiàn)代硬質(zhì)合金生產(chǎn)技術(shù)引入了“HCP”這一概念， 它是目前為止最為準(zhǔn)確衡量“WC”粒度的物理量，為硬質(zhì)合金生產(chǎn) 中粒度控制提供了先決條件。對(duì)某一具體合金牌號(hào)而言，其混合料球 磨時(shí)間單有WC原料和HCP值還是不夠的，還必須要有一個(gè)混合料球 磨單位時(shí)間（小時(shí)），合金矯頑磁力的增加值這物理量，這就是“球 磨時(shí)間子”，不同合金牌號(hào)球磨時(shí)間因子是不同的；300L球磨機(jī)正常 工藝條件下生產(chǎn)混合料其球磨時(shí)間因子取值范圍在0.050.2KA/m之 間，球磨時(shí)間因子是一個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用的球磨機(jī)、球磨工藝參數(shù)不 同，所得到的球磨因子也不同。球磨時(shí)間因子在混合料球磨時(shí)間的確 定、新牌號(hào)合

33、金的開(kāi)發(fā)、球磨時(shí)間取樣與返回料處理中運(yùn)用廣泛。 6.濕磨機(jī)清理濕磨機(jī)清理 濕磨機(jī)清理一般可分為簡(jiǎn)單清理與復(fù)雜清理兩種方式。 簡(jiǎn)單清理：濕磨機(jī)卸料后，如果接下來(lái)裝料為相同合金 牌號(hào)的混合料（包括141牌號(hào)）即采用簡(jiǎn)單清理程序?qū)η?磨機(jī)進(jìn)行清理即可。也就是采用球磨用酒精進(jìn)行4L6 次清理。這一簡(jiǎn)易的清理在濕磨卸料過(guò)程已經(jīng)完成。也 就是說(shuō)，接下來(lái)如果是球磨相同牌號(hào)的混合料，球磨機(jī) 可以不進(jìn)行單獨(dú)的清理過(guò)程而直接裝料。 復(fù)雜清理：球磨機(jī)卸料后，如果需球磨其它牌號(hào)的混合 料則需進(jìn)行復(fù)雜清理程序。程序內(nèi)容包括：50立升水球 磨35分鐘；重復(fù)清洗三次；6立升酒精，清洗一次。 注：粗顆粒牌號(hào)轉(zhuǎn)換為球磨超細(xì)混合

34、料，清理過(guò)程應(yīng)該 給以特別關(guān)注。 7 、噴霧干燥、噴霧干燥 混合料料漿干燥的目的是將濕磨料漿中液體介質(zhì)與混合 料分離并回收其介質(zhì)，使干燥后的混合料達(dá)到一定的物 理力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)，符合后續(xù)工序壓制成型對(duì)混 合料的性能要求?；旌狭系母稍锓绞胶芏啵话愀鶕?jù)生 產(chǎn)工藝需要，生產(chǎn)規(guī)模與設(shè)備投資情況來(lái)定。但國(guó)內(nèi)較 為廣泛采用的仍為蒸汽加熱的振動(dòng)干燥器，而規(guī)模較大、 生產(chǎn)高精產(chǎn)品的廠家逐步在采用現(xiàn)代化的噴霧干燥。 噴霧干燥的最大特點(diǎn)是在封閉的循環(huán)系統(tǒng)中用氮?dú)膺M(jìn)行 保護(hù)下的干燥。噴霧干燥制得的粒狀混合料性能穩(wěn)定； 流動(dòng)性極好；特別適宜于高精度數(shù)控刀片壓制毛坯的生 產(chǎn)。此外，濕磨介質(zhì)酒精有一個(gè)獨(dú)立的回收系統(tǒng)， 回

35、收酒精質(zhì)量好、回收率高。 8、 混合料質(zhì)量檢查與質(zhì)量評(píng)價(jià)混合料質(zhì)量檢查與質(zhì)量評(píng)價(jià) 干燥好的混合料在投入下道工序生產(chǎn)之前，必須對(duì)混合 料的質(zhì)量作出檢查與評(píng)價(jià)，這一過(guò)程通常稱之為混合料 鑒定。 傳統(tǒng)硬質(zhì)合金生產(chǎn)中混合料鑒定稱之為“一公斤鑒定”， 具體包括化學(xué)分析與試探性檢驗(yàn)兩個(gè)部分；化學(xué)分析通 常對(duì)混合料各主要組成進(jìn)行分析，而試探性檢驗(yàn)是將不 含成型劑的混合料約1kg加入橡膠汽油溶液制成含成 型 劑 的 混 合 料 ， 壓 制 成 5 5 3 0 毫 米 的 長(zhǎng) 條 與 A115/K040B燒結(jié)成抗彎強(qiáng)度與組織結(jié)構(gòu)分析試樣。長(zhǎng)條 進(jìn)行強(qiáng)度檢查，而刀片與釬片分別進(jìn)行斷口檢查、物理 力學(xué)性能檢查，組織

36、結(jié)構(gòu)及金相檢查等。 現(xiàn)代硬質(zhì)合金生產(chǎn)中混合料鑒定同樣是由兩部分組成； 物理力學(xué)性能檢查與PS21長(zhǎng)條性能檢查，它既含介了傳 統(tǒng)“一公斤混合料鑒定”內(nèi)容，又為壓制成型工序提供 必要的混合料物理力學(xué)性能，從而確保了壓坯幾何尺寸 與外觀精度；這種鑒定方式與傳統(tǒng)方法相比較顯得更科 學(xué)、更合理。 混合料生產(chǎn)中總碳控制混合料生產(chǎn)中總碳控制 日本學(xué)者林木素等認(rèn)為，合金兩相區(qū)的碳含量上、下限為： 碳含量上限=6.13%-0.058Co(重量)% 碳含量下限=6.13%-0.079Co(重量)% 而國(guó)內(nèi)學(xué)者一般認(rèn)為兩相區(qū)碳含量上限與WC中的理論碳 含量6.128%吻合；而碳含量的下限與Co量有關(guān)； 碳含量下限=

37、6.125%-0.0737Co(重量)% 根據(jù)上述公式粗略的計(jì)算，通常生產(chǎn)的YG8的合金，其碳 含量允許波動(dòng)范圍約為0.177%與0.299%，碳的控制范 圍相對(duì)還是較寬的。 傳統(tǒng)硬質(zhì)合金生產(chǎn)中總碳的調(diào)控一般采用控制原料WC總 碳與所使用的成型劑添加量。這種控制方式較粗糙，不 可控因素很多。因而生產(chǎn)的合金滲/脫碳現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。 9、 混合料鑒定混合料鑒定 混合料物理力學(xué)性能檢查：檢查項(xiàng)目包括流動(dòng)性、 松裝密度、粒度分布以及物料外觀形貌檢查。 混合料PS21檢查：檢查項(xiàng)目包括C1、C2值測(cè)量，抗彎 強(qiáng)度、硬度、密度、鈷磁與矯頑磁力等；金相組織結(jié)構(gòu) 包括孔隙度、宏觀孔隙以及滲/脫碳等項(xiàng)目。 1.混

38、合料物理力學(xué)性能檢查也可以認(rèn)為是噴霧干燥 法生產(chǎn)混合料的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)控的一種方式。采用隨機(jī)取樣、 對(duì)混合料的霍爾流量、松裝密度、粒度分布及混合料形 貌進(jìn)行測(cè)量與觀察；判定噴霧干燥系統(tǒng)是否正常，混合 料質(zhì)量是否達(dá)到其標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)系統(tǒng)不正常，或者混合料性 能不合格時(shí)應(yīng)該及時(shí)調(diào)整干燥工藝參數(shù)。 對(duì)混合料物理力學(xué)性能檢查另一種方式是實(shí)驗(yàn)室檢查， 檢查評(píng)定的結(jié)果是后續(xù)工序參數(shù)確定之依據(jù)，混合料取 樣規(guī)則，每桶100kg/桶取樣一份約100g，做下列檢查。 霍爾流量測(cè)定：用25cm3混合料通過(guò)霍爾流量計(jì)，記錄 所用的時(shí)間；含成型劑的粒狀混合料霍爾流量標(biāo)準(zhǔn)為 3245秒/25cm3混合料。 松裝密度測(cè)定：采用霍爾流量

39、的混合料25cm3即可用 來(lái)測(cè)量松裝密度，25cm3混合料稱重后除以體積數(shù)即為 松裝密度，其標(biāo)準(zhǔn)范圍約為合金燒結(jié)密度的0.250.21； 桶與桶之間波動(dòng)不得超過(guò)1.5%。 粒度分布測(cè)定：采用標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)進(jìn)行測(cè)定，要求 0.0625mm（相當(dāng)于250目60目之間）粒度的粉末 占85%以上；而粒度小于250目以上的習(xí)慣稱之粉末的物 料百分量小于15%。此外還可用30倍放大鏡在50mm距離 內(nèi)對(duì)置于玻璃板上的物料進(jìn)行觀察，用以判定混合料料 粒外觀形貌（主要指粒子圓度；“半邊”及“實(shí)心”粒 子等）。 PS21長(zhǎng)條制作 混合料鑒定中為了檢測(cè)混合料材質(zhì)性能必須將被測(cè)混合 料制成一定規(guī)格的合金成品，才能進(jìn)行各項(xiàng)

40、性能的檢測(cè)； 目前國(guó)際通用的檢測(cè)產(chǎn)品規(guī)格為 （5.25+0.25）（6.5+0.25）（20+1.0）的合金長(zhǎng)條。 按操作卡片每批混合料壓制10根，作好標(biāo)記，測(cè)量好相 關(guān)數(shù)據(jù)；（其中壓制壓力是一重要數(shù)據(jù)，一般在 40140MPa/mm2）。 按操作指令燒結(jié)成合金成品。 將PS21長(zhǎng)條經(jīng)噴砂處理，測(cè)量好相應(yīng)數(shù)據(jù)并作好數(shù)據(jù)記 錄。 PS21性能檢測(cè)： C1與C2值的測(cè)定； C1值是指合金燒結(jié)過(guò)程中重量損失百分?jǐn)?shù)（%），這種 損失主要是指成型劑的揮發(fā)和氧化物的還原等造成的失 重。一般取值在1.52.5%之間。 C2值是指產(chǎn)品高度與寬度之間收縮比差異，主要取決于 合金的牌號(hào)與混合料的批次等，該值有正、

41、負(fù)值之分： C1=100 式中：mp表示壓制塊重量（g） ms表示燒結(jié)塊重量（g） C1值用于壓制毛坯壓制單重的計(jì)算 C2=（ ）100% 式中：bp表示壓制品寬度尺寸（mm） bs表示燒結(jié)品寬度尺寸（mm） hp表示壓制品高度尺寸（mm） hs表示燒結(jié)品高度尺寸（mm） C2值用于壓制毛坯高度計(jì)算。 物理力學(xué)性能檢查：檢查的范圍包括密度、磁力、鈷磁、 抗變強(qiáng)度；這些檢查均在68根PS21長(zhǎng)條試樣上進(jìn)行。 金相組織及結(jié)構(gòu)檢查：檢查的范圍包括孔隙度，宏觀孔 隙（缺陷），晶粒狀態(tài)，滲碳/脫碳，夾細(xì)/夾粗/混料及 其它缺陷。 4.6.2混合料生產(chǎn)中粒度控制混合料生產(chǎn)中粒度控制 硬質(zhì)合金合金生產(chǎn)中粒度

42、控制一般是指合金在生產(chǎn)中對(duì) 碳化鎢晶粒度的控制。合金的晶粒度直接影響合金的耐 磨性、韌性（包括斷裂韌性、沖擊韌性、抗彎強(qiáng)度與抗 壓強(qiáng)度等），它與合金的碳含量一樣是影響合金綜合性 能的關(guān)鍵因素。 合金的晶粒度它包含兩層意思：一是指合金的平均晶粒 度；二是指合金的粒度分布，是否存在通常稱之為的夾 粗/夾細(xì)，晶粒分布是否均勻等。影響合金晶粒度的主要 因素：原始WC粒度、球磨時(shí)間與燒結(jié)工藝等三個(gè)。下 面僅就前兩個(gè)進(jìn)行論述，至于燒結(jié)工藝影響后面有專門(mén) 章節(jié)論述。 傳統(tǒng)硬質(zhì)合金生產(chǎn)中矯頑磁力并沒(méi)有納入合金產(chǎn)品性能 考核的質(zhì)量指標(biāo)，只是作為合金組織結(jié)構(gòu)、合金粒度的 參考指標(biāo)；而在現(xiàn)代硬質(zhì)合金生產(chǎn)技術(shù)中，矯頑

43、磁力是 硬質(zhì)合金粒度的關(guān)鍵指標(biāo)。 矯頑磁力（Hc） 硬質(zhì)合金生產(chǎn)中通常采用鈷金屬作粘結(jié)金屬，鈷是鐵磁 性物質(zhì)。硬質(zhì)合金的矯頑磁力由鈷的平均自由程即鈷層 厚度所決定。而鈷層厚度又由合金的鈷含量和碳化鎢晶 粒的大小所決定；在鈷含量相同的情況下，碳化鎢晶粒 的大小決定了矯頑磁力（Hc）值。因而，硬質(zhì)合金碳化 鎢晶粒度大小通?？捎煤辖鸬某C頑磁力Hc值來(lái)評(píng)價(jià)。 Wc-Co合金Hc值與碳化鎢晶粒度尺寸可用下面的關(guān)系式表述： Hc=2.5+ 式中 Hc合金矯頑磁力（KA/m） Com合金的磁飽和值（%） 合金WC平均晶粒度（m） comd cw 143 cw d 當(dāng)合金出現(xiàn)非磁性的1相時(shí)，合金中磁性鈷的相對(duì)

44、數(shù) 量減少，鈷層相應(yīng)減??；因而矯頑磁力比正常組織結(jié)構(gòu) 的為高；從公式中可以看出，合金的粒度隨合金的碳含 量降低（即Com降低）碳化鎢的晶粒相應(yīng)變細(xì)；矯頑磁 力相應(yīng)增大。當(dāng)合金處在狀態(tài)圖缺碳一側(cè)時(shí)，這種趨勢(shì) 更明顯。 當(dāng)合金組織結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)石墨相時(shí)，即合金中碳處于飽和 狀態(tài)，Com值等于合金的鈷含量。合金在燒結(jié)過(guò)程中出 現(xiàn)液相的溫度偏低，液相數(shù)量偏多；使WC長(zhǎng)大的機(jī)率 與趨勢(shì)增加；合金的粒度變粗，矯頑磁力變小。在這一 關(guān)系式利用矯頑磁力來(lái)判定合金的晶粒度；因?yàn)镠c與 Com一樣是可以直接測(cè)量出的；既直觀又快捷。 從以上的關(guān)系式中，合金的晶粒度不僅與Hc有關(guān)，同 時(shí)還與Com值密切相關(guān)；也就是該合金

45、的粒度與合金的 碳量密切相關(guān)。 硬質(zhì)合金粒度控制 硬質(zhì)合金生產(chǎn)中粒度控制起主要作用的是對(duì)生產(chǎn)所使用 原料（WC）粒度的控制。即采用粗顆粒WC原料，生產(chǎn) 出來(lái)的合金為粗晶粒合金，反之用細(xì)顆粒WC原粒，生 產(chǎn)出來(lái)的合金為細(xì)顆粒合金。當(dāng)然從理論上來(lái)說(shuō)，采用 特殊的方法與工藝手段不排除用一種規(guī)格的原料 （WC），生產(chǎn)粒度規(guī)格不同的產(chǎn)品，但生產(chǎn)工藝不是 很科學(xué)合理；產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)品制造成本等也無(wú)法形成批 量生產(chǎn)。 原始WC的粒度測(cè)量的方法比較多，如天秤沉降法、甲 醇吸附法、金相顯微法、Fsss等。但由于碳化鎢粉末幾 乎都是顆粒聚合體；而上述方法大多數(shù)是測(cè)量粉末的表 面積，再換算成平均晶粒尺寸。由于粉末多數(shù)

46、為顆粒的 聚集體，所以計(jì)算出粉末表面積是一種假像，并不反映 出粉末的真實(shí)表面積。因而，計(jì)算出來(lái)的平均晶粒度尺 寸也不準(zhǔn)確，使用費(fèi)氏粒度相同的原料也很難生產(chǎn)出晶 粒度相同、性能一致的合金。因?yàn)橛蒙厦娼榻B的粒度測(cè) 量方法不能反映出被測(cè)物質(zhì)的真實(shí)粒度，現(xiàn)代硬質(zhì)合金 生產(chǎn)中采用了一種稱之為球磨試驗(yàn)法來(lái)檢測(cè)碳化鎢的粒 度，具體試驗(yàn)過(guò)程前面已經(jīng)做過(guò)詳細(xì)論述。球磨試驗(yàn)后 的粒度用HCP值表示，是經(jīng)過(guò)校正調(diào)整的矯頑磁力作為 原始WC的粒度衡量值。 硬質(zhì)合金生產(chǎn)中當(dāng)生產(chǎn)工藝技術(shù)、生產(chǎn)主體工藝設(shè)備確 定之后，影響合金晶粒度的主要因素是原始WC的粒度。 此外球磨時(shí)間的長(zhǎng)短，在生產(chǎn)超細(xì)晶粒合金中抑制劑加 量的多少也是

47、影響合金粒度不可忽略的原因。至于燒結(jié) 溫度與燒結(jié)氣氛對(duì)合金晶粒的影響，后面相關(guān)部分將詳 細(xì)論述。 混合料生產(chǎn)過(guò)程對(duì)于某一合金牌號(hào)而言生產(chǎn)工藝參數(shù)都 是固定的，特別是原料HCP、Bc-tot及濕磨工藝參數(shù)均 固定不變。但根據(jù)需要球磨時(shí)間是唯一可調(diào)控的因素。 混合料生產(chǎn)中選用某一粒度標(biāo)準(zhǔn)（HCP）的原料WC， 雖然HCP取值是合格的，但HCP有一波動(dòng)范圍。例如 Fsss為6mm的WC，HCP值范圍在6.88.0KA/m，如何生 產(chǎn)出粒度符合標(biāo)準(zhǔn)的合金；也就是該采用合格的wc原料， 但粗、細(xì)（HCP）不同的原料要生產(chǎn)出晶粒度相同的合 金來(lái)，這就靠調(diào)整球磨時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)實(shí)現(xiàn)。 此外，可供粒度調(diào)整的另一物理因素，即球磨時(shí)間因子， 根據(jù)某一合金牌號(hào)的球磨時(shí)間因子延長(zhǎng)或