硬質(zhì)合金是使用最廣泛的一類高速加工（HSM）刀具材料，此類材料是通過粉末冶金工藝生產(chǎn)的，由硬質(zhì)碳化物（通常為碳化鎢WC）顆粒和質(zhì)地較軟的金屬結(jié)合劑組成。目前，有數(shù)百種不同成分的WC基硬質(zhì)合金，它們中大部分都采用鈷（Co）作為結(jié)合劑，鎳（Ni）和鉻（Cr）也是常用的結(jié)合劑元素，另外還可以添加其他一些合金元素。今天主要為大家介紹硬質(zhì)合金刀具的制粉工藝。
碳化鎢粉是通過對鎢（W）粉進行滲碳處理而獲得的。碳化鎢粉的特性（尤其是其粒度）主要取決于原料鎢粉的粒度以及滲碳的溫度和時間?；瘜W控制也至關(guān)重要，碳含量必須保持恒定（接近重量比為6.13％的理論配比值）。為了通過后續(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/或鉻。不同的下游工藝條件和不同的最終加工用途需要采用特定的碳化鎢粒度、碳含量、釩含量和鉻含量的組合，通過這些組合的變化，可以產(chǎn)生各種不同的碳化鎢粉。硬質(zhì)合金刀具例如，碳化鎢粉生產(chǎn)商ATI Alldyne公司共生產(chǎn)23種標準牌號的碳化鎢粉，而根據(jù)用戶要求定制的碳化鎢粉品種可達標準牌號碳化鎢粉的5倍以上。
在將碳化鎢粉與金屬結(jié)合劑一起進行混合碾磨以生產(chǎn)某種牌號硬質(zhì)合金粉料時，可以采用各種不同的組合方式。最常用的鈷含量為3%－25%（重量比），而在需要增強刀具抗腐蝕性的情況下，則需要加入鎳和鉻。此外，還可以通過添加其他合金成分，進一步改良金屬結(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)合劑的含量也可以提高硬質(zhì)合金的韌性，但卻會降低其硬度。
減小碳化鎢顆粒的尺寸可以提高材料的硬度，但在燒結(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。在實際燒結(jié)過程中，為了形成一種完全密實的材料，金屬結(jié)合劑要變成液態(tài)（稱為液相燒結(jié)）。通過添加其他過渡金屬碳化物，包括碳化釩（VC）、碳化鉻（Cr3C2）、碳化鈦（TiC）、碳化鉭（TaC）和碳化鈮（NbC），可以控制碳化鎢顆粒的長大速度。這些金屬碳化物通常是在將碳化鎢粉與金屬結(jié)合劑一起進行混合碾磨時加入，盡管碳化釩和碳化鉻也可以在對碳化鎢粉進行滲碳時形成。
利用回收的廢舊硬質(zhì)合金材料也可以生產(chǎn)牌號碳化鎢粉料。廢舊硬質(zhì)合金的回收和再利用在硬質(zhì)合金行業(yè)已有很長歷史，是該行業(yè)整個經(jīng)濟鏈的一個重要組成部分，它有助于降低材料成本、節(jié)約自然資源和避免對廢棄材料進行無害化處置。廢舊硬質(zhì)合金一般可通過APT（仲鎢酸銨）工藝、鋅回收工藝或通過粉碎后進行再利用。這些“再生”碳化鎢粉通常具有更好的、可預(yù)測的致密性，因為其表面積比直接通過鎢滲碳工藝制成的碳化鎢粉更小。
碳化鎢粉與金屬結(jié)合劑混合碾磨的加工條件也是至關(guān)重要的工藝參數(shù)。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，并能減小顆粒尺寸。為使以后壓制的工件具有足夠的強度，能保持工件形狀，并使操作者或機械手能拿起工件進行操作，在碾磨時通常還需要添加一種有機結(jié)合劑。硬質(zhì)合金刀具這種結(jié)合劑的化學成分可以影響壓制成工件的密度和強度。為了有利于操作，最好添加高強度的結(jié)合劑，但這樣會導(dǎo)致壓制密度較低，并可能會產(chǎn)生硬塊，造成在最后成品中存在缺陷。
完成碾磨后，通常會對粉料進行噴霧干燥，產(chǎn)生由有機結(jié)合劑凝聚在一起的自由流動團塊。通過調(diào)整有機結(jié)合劑的成分，可以根據(jù)需要定制這些團塊的流動性和裝料密度。通過篩選出較粗或較細的顆粒，還可以進一步定制團塊的粒度分布，以確保其在裝入模腔時具有良好的流動性。
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