鎢粉進(jìn)行滲碳處理從而獲得碳化鎢粉。碳化鎢粉的特性主要取決於原料鎢粉的粒度以及滲碳的時間和溫度?;瘜W(xué)控制也至關(guān)重要,碳含量必須保持恒定。為了通過後續(xù)工序來控制粉體粒度,可以在滲碳處理之前添加少量的釩和鉻。硬質(zhì)合金制粉工藝如下。
將碳化鎢粉與金屬結(jié)合劑一起混合碾磨以生產(chǎn)不同牌號的硬質(zhì)合金粉料時,可選擇不同的組合方式。最常用的鈷含量為3%-25%,而在需要增強(qiáng)硬質(zhì)合金抗腐蝕性的情況下,則需要加入鎳和鉻。此外,還可通過添加其他合金,進(jìn)一步改良金屬結(jié)合劑。例如在WC-Co硬質(zhì)合金中添加釕,可在不降低其硬度的前提下顯著提高其韌性。增加結(jié)合劑的含量能提高硬質(zhì)合金的韌性,但是硬度卻會降低。
減小碳化鎢顆粒的尺寸能提高材料的硬度,但是在燒結(jié)工藝中,碳化鎢的粒度必須保持不變。燒結(jié)時,碳化鎢顆粒通過溶解再析出的過程結(jié)合和長大。在實(shí)際燒結(jié)過程中,為了形成一種完全密實(shí)的材料,金屬結(jié)合劑要變成液態(tài)。通過添加其他過渡金屬碳化物,包括碳化釩、碳化鉻、碳化鈦、碳化鉭以及碳化鈮,可以控制碳化鎢顆粒的生長速度。這些金屬碳化物一般在碳化鎢粉與金屬結(jié)合劑一起混合碾磨時加入。
廢舊硬質(zhì)合金材料能生產(chǎn)牌號碳化鎢粉料,助於降低材料成本以及節(jié)約自然資源和避免對廢棄材料進(jìn)行無害化處置。廢舊硬質(zhì)合金可通過APT工藝以及鋅回收工藝或通過粉碎後進(jìn)行再利用。這種碳化鎢粉表面積比直接通過鎢滲碳工藝製成的碳化鎢粉更小,因此具有可預(yù)測的緻密性。
碳化鎢粉與金屬結(jié)合劑混合碾磨的加工條件也同樣重要。兩種最常用的碾磨技術(shù)是球磨和超微碾磨。這兩種工藝都能使碾磨的粉料均勻混合,並能減小顆粒尺寸。為使以後壓制的工件具有足夠的強(qiáng)度,能保持工件形狀,並使操作者或機(jī)械手能拿起工件進(jìn)行操作,在碾磨時通常還需要添加一種有機(jī)結(jié)合劑。這種結(jié)合劑的化學(xué)成分可以影響壓制成工件的密度和強(qiáng)度。為了有利於操作,最好添加高強(qiáng)度的結(jié)合劑,但這樣會導(dǎo)致壓制密度較低,並可能會產(chǎn)生硬塊,造成在最後硬質(zhì)合金成品中存在缺陷。
完成碾磨後,通常會對粉料進(jìn)行噴霧乾燥,產(chǎn)生由有機(jī)結(jié)合劑凝聚在一起的自由流動團(tuán)塊。通過調(diào)整有機(jī)結(jié)合劑的成分,可以根據(jù)需要定制這些團(tuán)塊的流動性和裝料密度。通過篩選出較粗或較細(xì)的顆粒,還可以進(jìn)一步定制團(tuán)塊的粒度分佈,以確保其在裝入模腔時具有良好的流動性。