近日，北京科技大學(xué)的研究人員在原位添加法的基礎(chǔ)上，采用3步法合成了VC增強(qiáng)的WC-Co合金，包括前驅(qū)體形成、脫氧和碳化燒結(jié)3個(gè)步驟，制備了均勻分布的WCCo-VC硬質(zhì)合金。相關(guān)研究成果以Enhancement of the mechanical properties of ultrafine-grained WC-Co cemented carbides via the in-situ generation of VC為題發(fā)表在Journal of Alloys and Compounds上。

原位制備的流程包括前驅(qū)體形成、脫氧和碳化燒結(jié)3個(gè)步驟。步驟1：將(NH4)10[H2W12O42]·xH2O、C2O4Co·4H2O和NH4VO3的混合物煅燒，得到WO3、CoWO4和V2O5的混合物。步驟2：加入適量的炭黑，將前驅(qū)體粉末中所有的氧氣去除。步驟3：將所需炭黑(取決于脫氧產(chǎn)物總碳含量與目標(biāo)產(chǎn)物的差異)與脫氧產(chǎn)物再次混合，通過碳化-燒結(jié)反應(yīng)生成WC-12Co-xVC硬質(zhì)合金。

在該研究的成分范圍 內(nèi)，WC-12Co-2VC在1350℃燒結(jié)2h時(shí)，斷裂韌性達(dá)到最大值16.45MPa·m1/2；WC-12Co-6VC在1400℃下燒結(jié)2 h，維氏硬度達(dá)到最大值2124HV。與相關(guān)文獻(xiàn)中不同方法制備的硬質(zhì)合金相比，該研究得到的添加2% VC和6% VC的WC-12Co硬質(zhì)合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能。

在還原階段，原位添加釩和較高比的C/WO3可以使燒結(jié)試樣的硬度和斷裂韌性得到提高，這主要是由于WC晶粒細(xì)化。采用該原位合成方法可以制備出W、Co、V均勻分布的WC-Co-VC硬質(zhì)合金，為工業(yè)生產(chǎn)高品質(zhì)超細(xì)硬質(zhì)合金提供可行方法。左下圖為原位合成的流程圖。