硬质合金热处理工艺解析

1.退火

两相90%WC-10%Co合金中钨的溶解度曲线如图17-14所示，该曲线亦即γ（Co）+WC转变为复相（WC+γ+Co₃W）的临界温度曲线。在临界温度以上进行退火，可获得两相组织。在临界温度以下进行退火，可获得（WC+γ+Co₃W）三相组织。退火对WC-Co合金抗弯强度的影响如图17-15所示。

图17-14 90%WC-10%Co两相合金粘结相中W的溶解度

2.淬火

淬火可抑制WC析出及钴的同素异构转变（Co密排六方晶体、Co面心立方）。实践表明，含钴40%（质量分数）的合金经淬火后强度可提高10%，但含钴10%（质量分数）的合金经淬火后强度却降低。

3.时效硬化

在1250℃固溶处理和不同温度分解后的组织如表17-45所示。WC-Co合金在850～950℃等温可出现η1和η′相。η1和η′相的成分接近于η（Co₃W₃C），但η1相的钨含量稍低，η′相的钨含量稍高，其晶格常数比_η1相大。在725～775℃等温转变时出现α′相，电子显微镜观察表明，它是析出在粘结相α-Co内的一种极细小的分散相α′（Co₃WC_x）。在550～650℃等温时有ε′相出现，它是一种接近于Co₃WC_x的致密组织。经165h等温处理后还可以见到Co₃W（针状组织）和ε-Co（密排六方结构）。在250～400℃等温可形成Co₂C相。

图17-15 800℃退火对90%WC-10%Co合金抗弯强度的影响

WC-Co合金时效时，合金硬度因α′相和ε′相析出而提高，但当发生Co₃W析出时，硬质合金硬度将会降低。时效时间对WC-Co合金粘结相及合金硬度的影响如图17-16和图17-17所示。

虽然硬质合金热处理后α′（Co₃WC_x）分散相能使合金的硬度提高，但由于热处理时间较长，抗弯强度降低，在生产实践中一般不采用时效硬化方法来提高硬质合金的强度。

为了进一步提高硬质合金的耐磨性，可以在其表面气相沉积TiC或TiN涂层。表17-46所列为有沉积层硬质合金牌号及推荐用途。(www.xing528.com)

表17-45 Co过饱和固溶体等温分解时的相转变（溶解温度1250℃）

图17-16 WC-Co合金粘结相硬度与时效时间的关系

a）5%W-0.23%C b）10%W-0.49%C c）15%W-0.71%C之一 d）15%W-0.71%C之二

注：图中元素含量为质量分数。

图17-17 WC-Co合金硬度与时效时间的关系

注：图中元素含量为质量分数。

表17-46 有沉积层硬质合金牌号及推荐用途