氩气气氛的主要作用在于烧结 WC-Co-Ni 合金时，作为惰性保护屏障，防止化学降解。这种环境将材料与氧气隔离，从而防止碳化钨（WC）脱碳，并抑制钴（Co）和镍（Ni）粘结相的氧化。
通过创造一个受控的惰性环境，氩气气氛可以保持合金的化学成分，而低压则有助于消除内部缺陷。这种组合对于获得具有高结构完整性和接近理论密度的最终产品至关重要。
化学保护的机制
防止脱碳
在烧结所需的高温下，碳化钨极易与氧气发生反应。
如果存在氧气，碳会从钨中分离出来，导致脱碳。氩气气氛置换了氧气，确保碳保持与钨的结合，从而维持合金的硬度和耐磨性。
保持粘结相
钴和镍相充当将碳化物颗粒粘合在一起的“胶水”。
在没有氩气保护环境的情况下，这些金属粘结剂会发生氧化。这将损害金属基体，导致粘结剂和碳化物颗粒之间的界面薄弱、易碎。
实现结构完整性
促进气孔消除
虽然氩气提供化学保护，但低压环境在合金的物理结构方面发挥着独特的作用。
在液相烧结过程中，气体会以气泡的形式被困在材料内部。受控的低压会促使这些气泡排出材料，而不是残留在内部。
达到理论密度
该过程的最终目标是制造出固体、无孔的部件。
通过结合氩气的保护特性和低压排气，该工艺使硬质合金能够实现致密化结构。最终得到的部件密度非常接近其理论最大值。
理解工艺要求
双重控制的必要性
重要的是要认识到，对于此特定应用，氩气气氛或低压环境都无法单独有效工作。
标准压力的氩气气氛可以保护化学成分，但对于排出捕获的气体效果不佳。相反，没有惰性气体的低压环境可能导致表面蒸发或化学不稳定性。
依赖液相烧结
这种气氛控制的好处在烧结的液相期间最为关键。
正是在这个阶段，当粘结金属熔化时，材料最容易氧化，也最容易释放捕获的气孔。必须在此期间精确维持氩气气氛以确保成功。
根据您的目标做出正确的选择
为了最大化您的 WC-Co-Ni 合金的质量，请根据您的具体制造重点考虑以下几点：
- 如果您的主要重点是化学稳定性：确保氩气流动一致且纯净，以严格防止碳化钨脱碳。
- 如果您的主要重点是机械强度：优先控制低压环境，以确保最大程度地消除气孔并获得高密度。
惰性氩气气氛和受控压力之间的协同作用是生产高性能硬质合金的关键因素。
总结表：
| 特性 | 在烧结过程中的功能 | 主要优点 |
|---|---|---|
| 氩气气氛 | 置换氧气并防止化学反应 | 抑制脱碳和粘结剂氧化 |
| 低压环境 | 促进捕获气泡的排出 | 消除气孔并获得高密度 |
| 液相控制 | 保护熔化的 Co 和 Ni 粘结相 | 确保强大的结构完整性和韧性 |
| 惰性屏蔽 | 保持 WC 碳含量 | 维持材料硬度和耐磨性 |
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参考文献
- Effect of ni content on mechanical properties and corrosion resistance of WC-Co-Ni cemented carbides. DOI: 10.2298/pac2502121x
本文还参考了以下技术资料 Kintek Furnace 知识库 .
