基于钴、碳迁移动力的梯度硬质合金制备与材料特性研究

功能梯度硬质合金(FG WC-Co)与WC-Co相比能够提供优异的硬度和断裂韧性组合。基于液相Co从高Co含量向低Co含量、从高C含量向低C含量迁移的钴、碳迁移动力,本文设计了富碳高钴的WC-15%Co和贫碳低钴的WC-6%Co双层样品。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等分析手段,研究了双层硬质合金的微观结构与力学性能。结果表明双层样品中Co相从富碳高钴层向贫碳低钴层迁移形成梯度结构,并且两层间C含量差别越小,Co浓度梯度越大;高钴层中WC晶粒尺寸比低钴层的大,并且两层间C含量差别越小,WC晶粒尺寸差别越大;随着两层间C含量差别减小,矫顽磁力(Hc)减小,钴磁(Com)增加;硬度从1 260 HV至1 408 HV逐渐升高,从WC-15%Co面加压测的抗弯强度2 612 MPa高于从WC-6%Co面加压测的抗弯强度2 388 MPa。