北科大团队合成超细晶硬质合金

近日，北京科技大学的研究人员在原位添加法的基础上，采用3步法合成了VC增强的WC-Co合金，包括前驱体形成、脱氧和碳化烧结3个步骤，制备了均匀分布的WCCo-VC硬质合金。相关研究成果以Enhancement of the mechanical properties of ultrafine-grained WC-Co cemented carbides via the in-situ generation of VC为题发表在Journal of Alloys and Compounds上。

原位制备的流程包括前驱体形成、脱氧和碳化烧结3个步骤。步骤1：将(NH4)10[H2W12O42]·xH2O、C2O4Co·4H2O和NH4VO3的混合物煅烧，得到WO3、CoWO4和V2O5的混合物。步骤2：加入适量的炭黑，将前驱体粉末中所有的氧气去除。步骤3：将所需炭黑(取决于脱氧产物总碳含量与目标产物的差异)与脱氧产物再次混合，通过碳化-烧结反应生成WC-12Co-xVC硬质合金。

在该研究的成分范围 内，WC-12Co-2VC在1350℃烧结2h时，断裂韧性达到最大值16.45MPa·m1/2；WC-12Co-6VC在1400℃下烧结2 h，维氏硬度达到最大值2124HV。与相关文献中不同方法制备的硬质合金相比，该研究得到的添加2% VC和6% VC的WC-12Co硬质合金具有优异的力学性能。

在还原阶段，原位添加钒和较高比的C/WO3可以使烧结试样的硬度和断裂韧性得到提高，这主要是由于WC晶粒细化。采用该原位合成方法可以制备出W、Co、V均匀分布的WC-Co-VC硬质合金，为工业生产高品质超细硬质合金提供可行方法。左下图为原位合成的流程图。