微波燒結技術製備高性能硬質合金

在各種燒結技術中,微波加熱具有加熱速度快、整體加熱、選擇性加熱以及非熱效應等傳統熱傳導加熱方式所不具備的特點。硬質合金(WC-Co)粉末壓坯對微波具有良好的耦合吸收作用,微波在混合料壓坯中的穿透深度很大,所以,用微波燒結技術製備硬質合金具有傳統熱傳導加熱製備

方式無法比擬的優勢。這些優勢表現在以下幾個方面:1,微高性能波加熱的快速性、整體性不僅能夠大幅度地縮短製備週期和降低燒結溫度,簡化工藝過程,而且可以製備出顯微組織均勻、晶粒細小的材料。2,由於微波的能量利用率高及其環境友好特性,所以能夠以更低的成本和更少的環境污染創造出更大的經濟價值。3,微波加熱的特點非常有利於研發納米超細晶硬質合金、梯度硬質合金、硬質合金塗層等新型高性能硬質合金。這些優勢使得硬質合金的發展與微波燒結技術相結合成為一個必然趨勢。

美國賓州大學用微波燒結方法成功製備了WC-Co高性能硬質合金。相比於傳統燒結方式,微波燒結可以在較低的燒結溫度和較短的保溫時間得到相同的收縮程度,燒結試樣在3個維度方向上的收縮程度一致,而傳統燒結方式在垂直方向上的收縮更為顯著;另外,微波燒結試樣具有比傳統燒結試樣更為細小的WC晶粒和更為均勻的Co相分佈;硬度更高,化學腐蝕性能更好。此外,還發現微波燒結試樣的粘結相中幾乎不含W原子,這與傳統燒結試樣粘結相中含有品質分數約為20% W原子的情況十分不同。

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