硬质合金球齿的优化方法

优化方法

硬质合金球齿的优化方法一般分成梯度结构的优化、微量元素的优化、齿形的优化三种：

梯度结构的优化：梯度结构硬质合金的制备原理是采用含碳量较低的硬质合金，通过真空烧结获得η相硬质合金，并在渗碳气氛中处理以改变Co粘结相的分布情况，使硬质合金球齿不同部位分布不同含量的Co。要形成梯度结构硬质合金，烧结体所含的碳量需比理论值低0.1%-0.4%，适当提高渗碳温度有利于液相Co向烧结体内部迁移。对于不同粒度的烧结体，应相应选择不同的渗碳时间。

微量元素的优化：在硬质合金的制作过程中添加了微量的TaC，其作用是改善合金粘结相成分及晶界微观结构，以在一定程度上提高硬质合金的耐磨性、抗热冲击性和抗热塑变性。但是加入TaC会在一定程度上增加制造的成本费用，并且如果加入量过大会使得该产品的强度降低。而有实验表明，将Ta和Mo作为添加剂适量地加入到WC-Co硬质合金中，能得到断裂韧性极高且硬度未降低的硬质合金。该类合金在相对较低的温度下呈液相，液相的提前出现使得固相颗粒的溶解与析出以及骨架的形成也提前发生，使烧结过程更为充分，从而有效提高了球齿的致密化速度和使用性能。

齿形的优化：随着深孔凿岩和油田掘进的流行，相关的机器设备对球齿的性能要求也日益升高。它的齿形多为圆头形和弹头形。在日常的生产应用中发现常规的圆头球齿易发生钝化，而弹头形球齿由于齿冠尖细且半径小，在承受较大冲击力做功条件下，容易因基体的强度不足而破碎。硬质合金球齿，综合了圆头齿和弹头齿的优点，齿头由球冠形体和近似圆锥体两部分组成。根据球形与楔形应力分布规律，将球冠形体主要运用于进行球形压模破岩，而近似圆锥体进行楔形压模破岩，形成良好高效的破岩效果。