WC Co硬質(zhì)合金在高溫應(yīng)用中易氧化分解，存在脆性、脆性斷裂、加工軟化和斷刃等諸多問題，仍不適用于鋼材的高速切削，因此具有很大的局限性。 WC tic 共硬質(zhì)合金已知具有耐磨性、抗氧化性和抗月牙洼磨損性。

但由于tic及其固溶體比WC脆得多，這種合金也存在比較大的缺陷，即合金的韌性和焊接性較差。而且，當(dāng)TiC的含量超過18%時，合金不僅脆，而且難以焊接。此外，tic不能顯著提高高溫性能。

TAC不僅能提高硬質(zhì)合金的抗氧化性，還能抑制WC和tic的晶粒長大。它是一種實(shí)用的硬質(zhì)合金，可以在不降低硬質(zhì)合金耐磨性的情況下提高硬質(zhì)合金的強(qiáng)度。 TAC可以通過在WC tic co硬質(zhì)合金中添加TAC來增加硬質(zhì)合金的強(qiáng)度。添加TAC有助于降低摩擦系數(shù)，從而降低刀具的溫度。該合金在切削溫度下可承受較大的沖擊載荷。 TAC的熔點(diǎn)高達(dá)3880℃。 TAC的加入對提高合金的高溫性能非常有利。即使在1000℃，仍能保持良好的硬度和強(qiáng)度。

Tic 和 TAC 不溶于 WC，而 WC 可溶于 tic。 WC在TAC形成的連續(xù)固溶體中的溶解度約為70wt%。 WC在固溶體中的溶解度隨著TAC含量的增加而降低。 WC tic tac Co合金的性能主要通過調(diào)整tic+TAC、Ti原子數(shù)與ta原子數(shù)之比以及鈷含量來實(shí)現(xiàn)。在Ti原子數(shù)與ta原子數(shù)之比和鈷含量固定的情況下，調(diào)整TiC+TAC的含量以達(dá)到最佳性能成為研究的重點(diǎn)。

1、本實(shí)驗(yàn)所用原料為：WC粉體、復(fù)合碳化物粉體[(W,Ti,TA)C]粉體和Co粉體?；瘜W(xué)成分和平均粒徑見表1。

表1 原料組成及平均粒徑

粉體按標(biāo)準(zhǔn)表2配比后，在nd7-2l行星式球磨機(jī)上研磨混合34h，球料質(zhì)量比為5:1，研磨介質(zhì)為酒精，加入量為450ml /kg，研磨速度228r/min，研磨結(jié)束前4小時加入2wt%石蠟。漿料經(jīng)篩分（325目）、真空干燥、篩分（150目）干燥后壓制成型，壓制壓力為250Mpa，坯料尺寸為（25×8×6.5）mm。壓制后的樣品在vsf-223真空燒結(jié)爐中在1420 ℃下燒結(jié)1小時。

表2合金%的成分比

在sgy-50000數(shù)字抗壓強(qiáng)度測試儀上采用三點(diǎn)彎曲法測定燒結(jié)試樣的彎曲強(qiáng)度。最終強(qiáng)度數(shù)據(jù)是三個樣品的平均值。在洛氏硬度計(jì)上測量樣品的硬度 HRA。使用載荷為600N，錐角為120°的金剛石圓錐壓頭。

鈷磁性由鈷磁測試儀測量，矯頑力由矯頑力計(jì)測量。試樣表面磨成鏡面后，用20%氫氧化鈉溶液和20%氰化鉀溶液等體積混合液腐蝕鏡面，然后在4000倍掃描電鏡上進(jìn)行金相觀察。磁性磁性包括共磁com和矯頑力HC。 Com代表合金中的碳含量，HC代表WC的晶粒度。根據(jù)國標(biāo)gb3848-1983測定合金的鈷磁性和矯頑力，結(jié)果見表3。從表3可以看出，相對磁飽和COM/CO和矯頑力HC降低隨著復(fù)合碳化物（W、Ti、TA）C含量的增加。

表3 鈦酸鈷鎢的鈷磁性和矯頑力測試結(jié)果

一般來說，鈷85%以上的COM含量控制，保證合金不脫碳，組1的COM/CO比遠(yuǎn)低于85%，其HC也異常高。合金中出現(xiàn)非磁性η相（co3w3c），屬于嚴(yán)重的除臭結(jié)構(gòu)。因此，我們將只討論第 2、3 和 4 組：

本實(shí)驗(yàn)中2、3、4組合金的總碳含量分別為7.18wt%、7.61wt%、8.04wt%，總碳含量依次增加，HC依次減少。矯頑力的大小與合金中鈷相的分散程度和碳含量有關(guān)。鈷相的分散程度越高，合金的矯頑力越大。鈷相的分散程度取決于合金的鈷含量和WC晶粒尺寸。當(dāng)鈷含量確定時，WC晶粒越細(xì)，矯頑力越高。因此，HC可以作為間接衡量WC晶粒大小的指標(biāo)

碳的含量影響鎢在鈷中的固溶。隨著碳含量的增加，鈷相中鎢的含量降低。鎢在鈷中的固溶體在富碳合金中為4wt%，在缺碳合金中為16wt%。由于 w 可以抑制 WC 在 γ 相中的溶解和析出，WC 細(xì)化，HC 高，因此總碳含量依次增加，WC 晶粒粗化，HC 減少。 2.2 顯微組織對合金力學(xué)性能影響的硬度和抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見圖1?？箯潖?qiáng)度隨著復(fù)合碳化物(W、Ti、TA)中C含量的增加而增加)，而硬度則相反。

圖1 鈦酸鈷鎢的硬度和抗彎強(qiáng)度測試結(jié)果

隨著復(fù)合碳化物（W、Ti、TA）中C含量的降低，HC增加，即WC晶粒細(xì)化。當(dāng)鈷含量恒定時，硬度隨著WC晶粒的細(xì)化而增加。這是因?yàn)楹辖鹜ㄟ^晶界和相界得到強(qiáng)化，碳化物晶粒的細(xì)化會增加其在結(jié)合相中的溶解度，γ相的硬度也會增加，從而導(dǎo)致硬度的增加。整個合金的。

然而，WC晶粒尺寸對斷裂韌性的影響更為復(fù)雜。對于晶粒尺寸小于亞微米的合金，壓痕裂紋主要為裂紋（沿晶）偏斜和韌性橋接，少量穿晶斷裂。

隨著WC粒徑變細(xì)，晶粒中出現(xiàn)缺陷的概率降低，顆粒強(qiáng)度增加，導(dǎo)致沿晶斷裂減少，沿晶斷裂增加。對于大晶粒的合金，WC晶體中只有四個獨(dú)立的滑移系。隨著WC晶粒尺寸的增加，裂紋的偏轉(zhuǎn)和分叉增加，導(dǎo)致斷口面積增加和增韌。因此，單憑晶粒度來判斷彎曲強(qiáng)度是不準(zhǔn)確的，還應(yīng)分析其顯微組織。

四種不同復(fù)合碳化物(W、Ti、TA)C含量的硬質(zhì)合金金相組織如圖2所示。隨著(W、Ti、TA)C含量的增加，WC的形狀趨于規(guī)則。圖 2a 中的大部分 WC 是密集排列的不規(guī)則長條。 WC的平均晶粒尺寸比較細(xì)，但相鄰程度高，這是由于WC結(jié)晶不充分，鈷相沒有完全包裹WC，厚度不均勻造成的。并且有粗大的三角形WC顆粒。當(dāng) η 相分解時，CO 沉淀，導(dǎo)致局部 co 富集。同時，W和C在周圍的WC晶粒上析出，形成粗大的三角形WC晶粒。從圖2a-2d可以看出，WC晶粒的形狀、大小和分布都有明顯的變化。 WC晶粒趨于規(guī)則板狀，晶粒間粗化鄰接減少，結(jié)合相平均自由程λ增大。圖2D中WC晶粒發(fā)育良好，粒徑分布窄，晶粒粗相鄰度低，結(jié)合相平均自由程λ大，大部分為1.0 μm左右的板狀WC，少量三角形WC 200nm左右，都是色散分布。

圖2 硬質(zhì)合金中不同復(fù)合碳化物（W、Ti、TA）的C含量金相圖

WC的溶解析出發(fā)生在燒結(jié)過程中，使具有較高能量的WC（小顆粒、顆粒表面棱角、凸起和接觸點(diǎn)）優(yōu)先溶解，使以液相形式溶解的WC沉積在表面。大WC沉淀后，使小WC消失，大WC增加，使顆粒依形狀適應(yīng)堆積更緊密，使顆粒表面趨于光滑，使兩個WCS之間的距離縮短.

在低鈷合金的燒結(jié)過程中，隨著總碳含量的增加，液相量的增加和液相停留時間的增加，WC溶解析出過程更加充分，WC晶粒發(fā)育完全，表面更加光滑，且粒徑分布更均勻。此外，隨著合金總碳含量的增加，W在CO中的固溶量減少，結(jié)合相中W含量的降低會提高結(jié)合相的塑性，從而提高合金的彎曲強(qiáng)度。硬質(zhì)合金。因此，彎曲強(qiáng)度隨著總碳含量的增加而增加。

結(jié)論

(1)當(dāng)CO含量一定時，隨著復(fù)合碳化物(W、Ti、TA)C含量的增加，合金的總碳含量增加，HC減少，WC晶粒粗大化，w在CO中的固溶減少，而合金的硬度降低。

(2)合金的金相組織與合金的總碳含量密切相關(guān)。復(fù)合碳化物（W、Ti、TA）C含量增加，合金總碳含量增加，WC晶粒鄰接度降低，粒度分布變窄，結(jié)合相平均自由程λ增加，抗彎強(qiáng)度增加。

(3) wcta的最佳顯微組織和性能如下：總碳含量為8.04wt%時，硬度為91.9hra，抗彎強(qiáng)度為1108mpa。