超粗晶和特粗晶硬質合金是指合金中WC晶粒度分別為5.0~7.9 μm和8.0~14 μm的硬質合金。這類合金主要應用于極端工況條件，改善耐磨蝕性能和抗高溫氧化性能對提高這類合金的使用壽命具有重要意義。在超粗晶和特粗晶硬質合金研究方面，我們研究了WC原料與合金的制備工藝[1–4]，添加劑對合金微觀組織、物理力學性能以及合金耐腐蝕性能的影響[5,6]，梯度組織結構的形成、性能與調控[7,8]，合金整體強化技術與強化機理[9]。利用超粗晶和特粗晶硬質合金Co基固溶體粘結相(Co粘結相)粗大平均自由程等特征，我們研究了硬質合金晶粒生長抑制機理研究中長期存在的爭議問題，提出了溶解析出—界面偏析協同晶粒生長抑制機理[10,11];研究了困擾硬質合金學術界的淬火和深冷處理對硬質合金的強化機理，提出了基于粘結相納米非晶與應力調控的強化機理[9]。在上述基礎上，我們開發了超粗晶和特粗晶硬質合金的致密包覆型復合粉工藝、合金微觀組織結構均勻性調控技術以及合金中WC晶粒形貌調控技術。作為高性能超粗晶和特粗晶硬質合金制備與應用技術研究中的部分內容，本文將介紹添加劑對特粗晶和超粗晶硬質合金抗高溫氧化性能的影響，其研究結果對鋼鐵軋制、盾構、路面刨銑等熱疲勞服役工況的超粗晶和特粗晶材質設計具有重要意義。作為工具材料，抗高溫氧化性能是硬質合金的一個非常重要的性能參數，因此關于硬質合金抗高溫氧化性能的研究報道較多，但是在超粗晶和特粗晶硬質合金材料體系未見相關報道，同時關于過渡族金屬碳化物對硬質合金抗高溫氧化性能影響的系統比對研究也未見報道。
1 實驗方法
1.1 合金的制備與基本特征
合金的基本成分為WC–8.4Co。WC原料的費氏粒度為32.1 μm、總碳含量(質量分數)為6.14%，含La、Ce、Pr、Nd的混合稀土添加劑以RE–65Co(質量分數，RE：稀土)預合金粉(–200目)形式添加。表1列出了8組硬質合金的成分、過渡族金屬碳化物添加劑費氏粒度和總碳含量。
采用致密包覆型復合粉工藝[9,10]制備合金混合料。合金的燒結在壓力燒結爐內進行，燒結溫度為1 430°C，保溫時間為90 min，在燒結保溫的最后60 min，爐內Ar氣壓力為5.6 MPa。
合金晶粒度的測量方法如下：在掃描電鏡(SEM)下對每種合金拍攝2張100
聲明：
“添加劑對特粗晶和超粗晶硬質合金抗高溫氧化性能的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：硬質合金國家重點實驗室、中南大學
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2025年07月09日 ~ 11日 
