烧结温度对梯度硬质合金表层组织结构和力学性能的影响

摘要

梯度硬质合金表层组织结构的变化直接影响着CVD涂层硬质合金刀具的加工性能，而烧结温度的变化将显著影响梯度硬质合金表层和芯部组织结构。本文研究了1 410、1 440℃和1 460℃3种烧结温度对梯度硬质合金表层（0～100μm）组织结构和力学性能的影响规律。采用SEM和EBSD对梯度硬质合金表层组织结构、梯度区和合金芯部粒度进行了分析，研究了不同温度下表层组织结构的变化对梯度硬质合金抗弯强度和显微硬度的影响。结果表明：随着温度升高，表面Co含量明显下降，梯度层厚度增加。合金硬质相（WC和立方固溶体相）晶粒度随烧结温度升高而明显长大，梯度区内WC晶粒度大于芯部WC晶粒度，并且二者差异随烧结温度的升高而加大，芯部立方固溶体的生长速度高于WC。随烧结温度的升高，合金的磁力下降了10.3%，合金的断裂韧性和抗弯强度分别提高了8.5%和7.7%，相比去除梯度层试样，3个烧结温度下保留梯度层合金试样的抗弯强度提高了7.6%～9.8%。从表面至芯部合金的显微硬度先降低至最低点后逐渐上升至接近芯部硬度，梯度层内HV最低点约为芯部HV的87%。随烧结温度的升高，梯度区和芯部的HV都呈现下降趋势。