眾所周知,過(guò)渡金屬鈷(Co)是一種具有鐵磁性的元素。作為金屬鈷的一種典型產(chǎn)品,硬質(zhì)合金在燒結(jié)收縮過(guò)程中,由于鈷粉與基體碳化鎢(WC)粉末的熱膨脹系數(shù)不同,導(dǎo)致合金產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,進(jìn)而阻礙疇壁運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生矯頑磁力(矯頑力)。
矯頑磁力是硬質(zhì)合金質(zhì)量控制十分重要的指標(biāo)之一,亦是硬質(zhì)合金產(chǎn)品重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一。而影響硬質(zhì)合金矯頑磁力的因素包括化學(xué)成分(如WC粉末、Co粉等)、原料配比、碳化物粒度和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)等。
研究表明,鎢鈷類(lèi)(YG類(lèi))硬質(zhì)合金在WC粉末晶粒度一定和鈷含量小于10%時(shí),隨著鈷含量的增加,矯頑磁力會(huì)下降,且降幅較大;在 WC粉末晶粒度一定和鈷含量大于10%時(shí),隨著鈷含量的增加,合金的矯頑磁力下降幅度會(huì)減緩;當(dāng)WC粉末晶粒度一定時(shí),鈷含量越高,粘結(jié)相的平均自由程越大(鈷層厚度越大),合金的矯頑磁力越小,反之鈷含量越低,矯頑磁力越大;當(dāng)鈷含量一定時(shí),WC粉末晶粒度越小,合金的矯頑磁力越大,反之WC粉末晶粒度越大,矯頑磁力越小,這也就說(shuō)明了細(xì)晶粒合金的矯頑力大于粗晶粒合金的矯頑力。
在鎢鈦鈷類(lèi)(YT類(lèi))硬質(zhì)合金中,其矯頑磁力除了受鈷含量和WC粉末晶粒度的影響之外,還受鈦相的晶粒度影響。與鈷含量及碳化物相晶粒度相同的YG類(lèi)合金相比,YT類(lèi)硬質(zhì)合金的矯頑力更高,主要是歸因于TiC(碳化鈦)密度較小,鈷所占的體積分?jǐn)?shù)較小,分散程度較高。例如,YT30的合金矯頑力大于YG合金的矯頑力。
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程,影響碳化鎢粒度的因素都會(huì)改變合金矯頑磁力的大小,比如WC粉末的純度、原始顆粒大小和濕磨時(shí)間,燒結(jié)溫度和時(shí)間等。一般來(lái)說(shuō),濕磨時(shí)間越長(zhǎng),WC粉末越細(xì),合金的矯頑力越高;合金欠燒,矯頑力較高;合金過(guò)燒,矯頑力較低;燒結(jié)時(shí)冷卻速度越大,合金的矯頑力越高;合金中出現(xiàn)滲碳,矯頑力較低;合金中出現(xiàn)脫碳,矯頑力較高。
注:內(nèi)應(yīng)力(Interior Stress)是指當(dāng)外部荷載去掉以后,仍殘存在物體內(nèi)部的應(yīng)力,是由于材料內(nèi)部宏觀或微觀的組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的。
疇壁(Domain Wall)是為減少交換能的增加,相鄰磁疇之間的原子磁矩經(jīng)過(guò)一個(gè)磁矩方向逐漸變化的過(guò)渡區(qū)域。
平均自由程(The Mean Free Path Of A Particle):在一定的條件下,一個(gè)氣體分子在連續(xù)兩次碰撞之間可能通過(guò)的各段自由程的平均值,微粒的平均自由程是指微粒與其他微粒碰撞所通過(guò)的平均距離。