扩散与固态相变

扩散与固态相变在超细硬质合金固相烧结过程中的应用超细硬质合金具有高硬度和高强度是硬质合金的重要发展方向，进入20世纪90年代以来，围绕如何细化晶粒，制取亚微﹑超细乃至纳米结构硬质合金的研究开发和生产，已经成为超细硬质合金技术领域的一大热点[1-2]。由于市场需求的快速增长，超细晶硬质合金产量每年都在以两位数的速度增长，特别是在电子行业，全球PCB市场最近几年的增长率均超过9%,2007年超过440亿美元,中国超过100亿美元，2009年全球电路板总产值超过500亿美元.中国占到总产值的三分之一,并且还将持续发展,总产值将超过日本,位居世界第一[3-4]。从而促进了PCB刀具的快速增长。超细硬质合金中晶粒的非均匀长大这一现象自超细硬质合金问世以来就引起了生产者和研究者的密切关注，也是影响合金质量的一个重要方面，区别于晶粒连续均匀长大，非均匀长大是指局部的个别晶粒异常长大，其表现为某单个晶粒尺寸远大于周围晶粒的平均晶粒度[5-6]。研究者普遍认为粗大晶粒和晶粒聚集导致在外力的作用下成为断裂的源头,使合金强度和耐磨性及其它相关性能降低[]。由于超细硬质合金中粗大晶粒大都是在烧结过程中形成的，在众多的国内外文献中，对超细硬质合金的生长机理以及相变进行了详细的研究，但主要集中在液相烧结，本文将探讨扩散与固态相变中在几种超细硬质合金烧结过程中的应用，主要集中在烧结过程中晶粒非均匀长大机理。1超细硬质合金烧结过程中扩散-溶解-析出细硬质合金中WC活性大,在固相烧结时WC向钴相进行扩散-溶解并析出而长大。1.1烧结过程中WC晶粒形貌的演变以08型WC与Co制成wc-10%co试样条，脱蜡后分别1200.1250.1300.1350℃进行烧结并分别保温1h和5h.采用扫描电镜观察烧结过程中WC晶粒形貌的变化，采用差热分析仪研究WC-10%Co[10]。为说明WC在烧结过程中的长大情况，此处引入参考文献[10]中的实验照片，列举在对在不同烧结温度及保温时间样品的WC晶粒的组织结构进行保温1h和5h时的照片加以详细说明：图1对烧结的完成的试样PS条脱蜡后的形貌图21200℃烧结后的形貌（a）1h（b）2h图31350℃烧结后的形貌（a）1h（b）2h[1]李沐山,20世纪90年代世界硬质合金材料技术进展[M],株洲：《硬质合金》编辑部，2004:3-125[2]LeiYiwen.Effectsofgraingrowthinhibitoronpropertiesofultrafinccmentedcarbidcf[D].Changsha:CentralSouthUniversity,2003:40-48[3]颜练武.纳米V8C7,结构性能与应用研究[D].长沙：中南大学2008:2-30.[4]YamamotoaT,IkuharaaY,SakumabT.HighresolutiontransmissionelectronmicroscopystudyinVC-dopedWC-Cocompound[J].ScienceandTechnologyofAdvancedMaterials,2000,1(2):97-104.[5]SommerM,SchuhertWD,ZohctzE,etal.OntheformationofverylargeWCcrystalsduringsinteringofultra-fineWC-Coalloys[J].IntJRefractMetHardMater.2002.20(1):41-45.[6]MannessonKarin,ElfwingManias,KusoffskyAlexandra,etal.AnalysisofWCgraingrowthduringsinteringusingelectronbackscatterdiffractionandimageanalysis[J].IntJRefractMetHardMater,2008,26(5):449-455.[7]颜练武.超细硬质合金中粗晶形成机理研究[D].北京:北京科技大学.2011.[8]颜练武，谢晨辉，王燕斌.硬质合金中异常长大晶粒生长力向的EBSD研究[J].硬质合金，2010,27(5):259-262.[9]杜伟，聂洪波，吴冲浒.烧结工艺对低Co超细硬质合金性能的影响[J].粉末冶金材料科学与工程,2010,15(6):650-655.[10]毛善文，超细硬质合金烧结过程中扩散-溶解-析出特征与研究[J].硬质合金，2014,31（2）：68-71