梯度结构硬质合金球齿

简介

20世纪80年代后期，瑞典等国研发出一种新型凿岩硬质合金-梯度结构硬质合金。梯度结构硬质合金又称多结构或多相硬质合金，其特点是成分或组织梯度分布，使其同时具有高耐磨性和高韧性。梯度结构硬质合金的制备原理是：采用低碳硬质合金，通过真空烧结获得硬质合金，并在渗碳气氛中处理以改变Co粘结相的分布，使硬质合金不同部位分布不同的Co含量。这类硬质合金在组织结构上呈现出Co的梯度分布，即硬质合金的最外层为低于合金名义Co含量的贫Co层，中间层为高于合金名义Co含量的富Co层，而内层为WC，Co显微组织。

梯度结构硬质合金球齿最外层WC含量较高，耐磨性好，而中间层Co含量较高，韧性好，故在凿岩过程中这类合金的破坏载荷更高，使用寿命更长，作业效率更高，从而降低了生产费用。

国内很多研究人员也做了梯度结构硬质合金球齿方面的研究，主要针对烧结体碳含量、烧结体尺寸、渗碳时间、渗碳温度以及渗碳气氛等对合金梯度的影响。有研究表明，要形成梯度结构硬质合金，烧结体碳含量必须比理论碳含量低、钴磁相层厚度随着渗碳保温时间及甲烷流量的增加而增加；同时，提高渗碳温度有利于液相Co向烧结体内部迁移，而对不同粒度的烧结体，应选择不同的渗碳时间。