对于与钴粘结的碳化钨， 关键的液相烧结发生在峰值温度通常在 1350°C 至 1500°C (2462°F 至 2732°F) 范围内。这不是一个单一的点，而是精心控制的加热过程的最终结果，在此过程中钴粘结剂熔化并将碳化钨颗粒熔结成固体、致密的块体。
烧结碳化钨不是要达到一个单一的温度。这是一个精确的多阶段热过程，最终材料性能取决于温度曲线，特别是液相阶段达到的峰值温度。
碳化钨烧结的四个阶段
要理解为什么温度范围比单个数字更准确，您必须了解材料所经历的过程。该过程通常分为四个不同的阶段，每个阶段发生在不同的温度范围内并具有独特目的。
阶段 1：粘结剂去除（最高约 600°C）
在真正的烧结开始之前，预压的原材料（称为“生坯”）会被缓慢加热。
这个初始阶段会烧掉用于成型的任何压制润滑剂或临时模具剂。这一步骤对于防止最终产品出现缺陷至关重要。
阶段 2：固相烧结（800°C 至共晶温度）
当温度超过 800°C 时，碳化钨 (WC) 颗粒和钴 (Co) 颗粒在仍处于固态时开始反应和键合。
在此阶段，扩散 和 塑性流动 会加剧。颗粒重新排列并更紧密地堆积，部件会显著收缩，但此时尚未发生熔化。
此阶段的结束由 共晶温度 定义，这是钴粘结剂合金可以开始熔化的最低温度。
阶段 3：液相烧结（峰值温度：1350°C - 1500°C）
这是最关键的阶段。炉温升高到共晶点以上，导致钴粘结剂熔化并变成液体。
这种液态钴充当强力胶水。通过 表面张力，它将固态碳化钨颗粒紧密地拉在一起，消除剩余的孔隙并达到接近完全致密。精确的峰值温度和停留时间决定了最终的晶粒结构。
阶段 4：冷却
最后阶段是受控的冷却过程。冷却速率需要仔细控制，以防止热冲击（可能导致开裂）并固化成品硬质合金部件所需的微观结构。
理解取舍：温度控制至关重要
达到正确的烧结峰值温度是一种平衡行为。微小的偏差会对最终材料的性能产生重大影响。
欠烧结的风险
如果峰值温度过低或保持时间过短，钴粘结剂可能无法完全熔化或均匀分布。
这会导致 多孔且粘结松散的材料。部件将缺乏所需的硬度、强度和耐磨性。
过烧结的风险
如果温度过高或保持时间过长，碳化钨晶粒会过度长大。
尽管部件将完全致密，但这种 粗大晶粒结构会降低硬度和韧性，使材料更脆，在要求苛刻的应用中效率更低。
根据您的目标匹配烧结参数
理想的烧结曲线直接取决于最终产品的所需性能。
- 如果您的主要关注点是最大的硬度和耐磨性： 目标是以尽可能精细的晶粒结构实现完全致密，这需要精确控制以避免过高的温度或保持时间。
- 如果您的主要关注点是最大的韧性和抗断裂性： 目标是具有均匀钴分布的完全致密部件，这要求达到最佳液相温度以确保完全消除孔隙。
归根结底，掌握碳化钨的烧结在于精确和可重复地控制其整个热过程。
总结表：
| 烧结阶段 | 温度范围 | 关键过程 |
|---|---|---|
| 粘结剂去除 | 最高约 600°C | 烧掉润滑剂/模具剂 |
| 固相烧结 | 800°C 至共晶温度 | WC/Co 扩散和颗粒键合 |
| 液相烧结 | 1350°C - 1500°C | 钴熔化，致密化 WC 晶粒 |
| 控制冷却 | 逐渐降低 | 固化微观结构，防止开裂 |
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