你不知道的硬质合金烧结加工工艺

硬质合金是由各种碳化物和铁族元素组成，这些材料的典型特点就是，通过液相烧结可以达到几乎100%理论密度，烧结后，低的残余孔隙度是成功应用硬质合金于金属切削、石油开采钻头或者金属成形模具等高应力使用工况的关键。既然硬质合金烧结加工如此重要，西迪小编便来和你仔细讲讲那些你不知道的硬质合金烧结加工工艺。

硬质合金烧结加工，必须仔细控制，以获得希望的显微组织和化学成分。在很多应用场合，硬质合金都是以烧结态应用的。烧结态合金表面经常承受条件苛刻的摩擦和应力，在大多数的切削金属应用中，刀头表面的磨耗深度只要超过0.2~0.4mm,工具就被判定报废，所以，提高硬质合金的表面性能是相当重要的。硬质合金烧结加工主要的有两种基本方法：一种是氢气烧结——在氢气中与常压下通过相反应动学来控制零件成分，另一种是真空烧结——采用真空环境或降低环境气体压强，通过减缓反应动力学来控制硬质合金成分。

真空烧结有着更为广泛的工业应用。有时，还采用烧结热等静压和热等静压，这些技术都对硬质合金的生产有着重要的影响。氢气烧结：氢气是还原性的气氛，但当氢气与烧结炉壁或承载装置发生反应时会改变其他成分，提供合适的碳化势以维持与硬质合金的热力学平衡。真空烧结与氢气烧结相比，主要有以下几个优点：

首先真空烧结能极好的控制产品成分，在1.3~133pa压强下，碳和氧气在气氛与合金之间的交换速率非常低。影响成分变化的主要因素是碳化物颗粒中的氧含量，因而在烧结硬质合金的工业生产中，真空烧结占有优势。氢气烧结时，由于氢气的渗入以及氢与陶瓷炉部件的反应，使得炉内的气氛气体的氧化势增高。真空烧结不存在这些问题，炉内氧化势比氢气烧结时低，因此，含有对氧化很敏感的碳化钛，碳化钽和碳化铌的合金，真空烧结工艺，更为合适。

其次，真空烧结可灵活的控制烧结制度，特别是加热升温阶段的升温速率，以满足生产的需要。真空烧结是间歇式操作，可灵活调节所需要的烧结制度，而氢气烧结大多是连续烧结工艺，很能实现对各烧结阶段的温度进行准确的控制。

烧结热等静压：烧结热等静压有时也称之为过压烧结和加压烧结。烧结炉实际上是一个可以充压的真空烧结炉，为了减少或消除残留空隙在烧结温度下当零件内形成封闭孔隙后，往炉内充以惰性气体对其施加等静压力，氩气压力在1.5~10Mpa，远低于通常意义的热等静压压力。一个具体的烧结过程，包括润滑剂清除、氧化物还原和碳化物合金烧结。当碳化物烧结出现闭孔时，才将炉内的低压热的静压力升到较高的水平。热等静压是在一个专门设计的高压容器中进行的，利用氩气加压到100Mpa，温度和传统的烧结温度大体一样。通常是先烧结，在作等静压后续处理，以消除少量用正常烧结工艺消除不了的残留空隙。热等静压机是主要的关键投资，作为烧结的后处理工序，它增加了作业成本、能量和气体的消耗和生产周期。热等静压生产的硬质合金具有晶粒细小，含量低的特点，因而强度更高但无论采用烧结热等静压还是后热等静压，只有建立了时间、温度和压力之间的合适关系，才能得到比氢气的烧结和真空烧结产品高的强度。