簡介

20世紀80年代后期，瑞典等國研發(fā)出一種新型鑿巖硬質(zhì)合金-梯度結構硬質(zhì)合金。梯度結構硬質(zhì)合金又稱多結構或多相硬質(zhì)合金，其特點是成分或組織梯度分布，使其同時具有高耐磨性和高韌性。梯度結構硬質(zhì)合金的制備原理是：采用低碳硬質(zhì)合金，通過真空燒結獲得硬質(zhì)合金，并在滲碳氣氛中處理以改變Co粘結相的分布，使硬質(zhì)合金不同部位分布不同的Co含量。這類硬質(zhì)合金在組織結構上呈現(xiàn)出Co的梯度分布，即硬質(zhì)合金的最外層為低于合金名義Co含量的貧Co層，中間層為高于合金名義Co含量的富Co層，而內(nèi)層為WC，Co顯微組織。

梯度結構硬質(zhì)合金球齒最外層WC含量較高，耐磨性好，而中間層Co含量較高，韌性好，故在鑿巖過程中這類合金的破壞載荷更高，使用壽命更長，作業(yè)效率更高，從而降低了生產(chǎn)費用。

國內(nèi)很多研究人員也做了梯度結構硬質(zhì)合金球齒方面的研究，主要針對燒結體碳含量、燒結體尺寸、滲碳時間、滲碳溫度以及滲碳氣氛等對合金梯度的影響。有研究表明，要形成梯度結構硬質(zhì)合金，燒結體碳含量必須比理論碳含量低、鈷磁相層厚度隨著滲碳保溫時間及甲烷流量的增加而增加；同時，提高滲碳溫度有利于液相Co向燒結體內(nèi)部遷移，而對不同粒度的燒結體，應選擇不同的滲碳時間。