硬質合金球齒的優化方法

優化方法

硬質合金球齒的優化方法一般分成梯度結構的優化、微量元素的優化、齒形的優化三種：

梯度結構的優化：梯度結構硬質合金的製備原理是採用含碳量較低的硬質合金，通過真空燒結獲得η相硬質合金，並在滲碳氣氛中處理以改變Co粘結相的分佈情況，使硬質合金球齒不同部位分佈不同含量的Co。要形成梯度結構硬質合金，燒結體所含的碳量需比理論值低0.1%-0.4%，適當提高滲碳溫度有利於液相Co向燒結體內部遷移。對於不同細微性的燒結體，應相應選擇不同的滲碳時間。

微量元素的優化：在硬質合金的製作過程中添加了微量的TaC，其作用是改善合金粘結相成分及晶界微觀結構，以在一定程度上提高硬質合金的耐磨性、抗熱衝擊性和抗熱塑變性。但是加入TaC會在一定程度上增加製造的成本費用，並且如果加入量過大會使得該產品的強度降低。而有實驗表明，將Ta和Mo作為添加劑適量地加入到WC-Co硬質合金中，能得到斷裂韌性極高且硬度未降低的硬質合金。該類合金在相對較低的溫度下呈液相，液相的提前出現使得固相顆粒的溶解與析出以及骨架的形成也提前發生，使燒結過程更為充分，從而有效提高了球齒的緻密化速度和使用性能。

齒形的優化：隨著深孔鑿岩和油田掘進的流行，相關的機器設備對球齒的性能要求也日益升高。它的齒形多為圓頭形和彈頭形。在日常的生產應用中發現常規的圓頭球齒易發生鈍化，而彈頭形球齒由於齒冠尖細且半徑小，在承受較大衝擊力做功條件下，容易因基體的強度不足而破碎。硬質合金球齒，綜合了圓頭齒和彈頭齒的優點，齒頭由球冠形體和近似圓錐體兩部分組成。根據球形與楔形應力分佈規律，將球冠形體主要運用於進行球形壓模破岩，而近似圓錐體進行楔形壓模破岩，形成良好高效的破岩效果。