一文看懂气氛炉硬质合金工艺及应用

一文看懂气氛炉硬质合金工艺及应用

硬质合金是以一种或几种难熔碳化物（碳化钨、碳化钛等）的粉末为主要成分，加入作为粘接剂的金属粉末（钴、镍等），经粉末冶金法而制得的合金。由于其*的性能，如高强度、硬度以及优良的耐磨性和抗氧化性，被广发应用于机械加工、石油采矿、模具成型和结构耐磨件等领域。硬质合金生产中烧结是重要的一道工序，即使压坯相同，采用不同的烧结工艺，对烧结产品的性能有着不同的影响。

长期以来，各国科工作者在实际生产中逐渐形成了多种烧结方法，较为传统的包括：真空烧结、气压烧结、热压烧结、等静压烧结等。自80年代纳米级硬质合金问世以来，又逐渐形成了新型烧结方法，如微波烧结、场辅助烧结（如放电等离子体烧结、等离子体活化烧结）、二阶段烧结、选择性激光烧结等。

一、烧结工艺（气压烧结）

气压烧结是在低于常规热等静压的压力（大约6MPa）下对工件同时进行类热等静压和烧结的工艺。自1984年德国Degussa公司设计和制造出台类热等静压炉以来，这一工艺已逐渐为世界上很多硬质合金厂家所采用。它将产品的成型剂脱除、烧结和类热等静压合并在同一设备中进行，即将工件装入类热等静压炉中，在较低温度下低压载气（如氢气等）脱蜡后，在1350~1450℃进行真空烧结一段时间，接着在同一炉内进行类热等静压，采用氩气作为压力介质，压制压力为6MPa左右，再保温一定时间，然后进行冷却。

该工艺有很多优点：由于烧结-类热等静压工艺是在真空烧结温度下直接加压保压，有利于提高液相金属的流动性、消除空隙，还能避免常规类热等静压处理后易于出现的“粗晶”等组织缺陷；与真空烧结相比碳平衡容易控制，可校正压制品中缺碳或碳过剩的问题，减少合金内部孔隙，对其强度、硬度等性能指标有一定的提高；该工艺在同一炉体中进行，节省了大量设备投资，其加工处理费用比真空烧结后再类热等静压工艺低一倍，可大幅提高产品使用寿命。

二、硬质合金的应用

1、刀具材料

硬质合金用做刀具材料的数量大，可制作车刀、铣刀、刨刀、钻头等。其中钨钴类硬质合金适于黑色金属、有色金属的短切屑加工和非金属材料的加工，如铸铁、铸造黄铜、胶木等；钨钛钴类硬质合金适于钢等黑色金属的长切屑加工。在同类合金中，钴含量较多的适于粗加工，钴含量少的适于精加工。通用类硬质合金对于不锈钢等难加工材料的加工寿命较其他硬质合金长得多。

2、模具材料

硬质合金主要用做冷拉模、冷冲模、冷挤模、冷墩模等冷作模具。

3、量具和耐磨零件

硬质合金用于量具的易磨损表面镶嵌和零件、磨床精密轴承、无心磨床导板和导杆、车床等耐磨件。

先进陶瓷和复合材料热工装备：高温烧结炉、气氛炉、气氛烧结炉、真空烧结炉、真空脱脂烧结一体炉、气压烧结炉、热压烧结炉；