鎢碳化物（WC）是已知最硬的金屬的人是在許多工業(yè)應(yīng)用中，如汽車，石油和天然氣，采礦，金屬切削等，這是用鎢的等份（W）的無機(jī)化合物所用的一個(gè)和碳（C）。術(shù)語“硬質(zhì)合金”是指通過粉末冶金工藝通過將較硬的碳化物顆粒的晶粒粘合到更堅(jiān)韌的粘合劑基體中而制造的復(fù)合材料范圍。的碳化物是碳化鎢，粘結(jié)相是鈷。有時(shí)其他碳化物顆粒，如鈦或鉭將少量碳化物合金化以改善硬質(zhì)合金的整體性能。這種硬度和韌性的結(jié)合為材料提供了典型的強(qiáng)度、高耐磨性、韌性和熱硬度特性，可滿足的應(yīng)用并優(yōu)于其等效鋼產(chǎn)品。

除了作為粘合劑成分的主要職責(zé)外，鈷還為工具提供了必要的韌性。因此，通過改變鈷的含量，可以獲得所需的硬度和韌性特性。通常，由碳化鎢制成的零件具有約 25% 的高粘結(jié)劑鈷含量，以圓柱形按鈕的形式用于石油和天然氣、采礦業(yè)的旋轉(zhuǎn)和沖擊鑿巖鉆頭中，并用作襯套制造中的磨損部件和拉絲模具。

在低溫處理中，使用氦氣、氫氣、氮?dú)狻⒀鯕饣蚣淄榈热魏我环N冷凍劑將待處理的樣品材料冷卻至 -190 °C 左右的溫度。但是，由于液氮易于獲得且無害，因此它是常用的冷凍劑。通常，整個(gè)低溫處理過程在計(jì)算機(jī)控制的環(huán)境中進(jìn)行，以便更好地控制過程。

與傳統(tǒng)的熱處理工藝一樣，低溫處理已被用于高速鋼和其他碳鋼材料數(shù)十年。但該工藝對(duì)碳化鎢等超硬刀具材料的商業(yè)適應(yīng)性尚處于起步階段。這是由于缺乏全面的文獻(xiàn)和處理對(duì)這些超硬材料的科學(xué)理解。

楊等人。[1]證明了深冷處理 (DCT) 對(duì)碳化鎢制成的車削刀具的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他們得出的結(jié)論是，當(dāng)?shù)毒邷囟缺３衷谳^低水平時(shí)，該處理提高了抗崩刃性并提高了整體性能，這需要在切削過程之間進(jìn)行足夠的休息。同樣，Nursel 等人。[2]驗(yàn)證了深冷處理對(duì)碳化鎢圓柱車削刀片的影響。通過比較未經(jīng)處理和深度低溫處理的刀片在加工 316 SS 材料時(shí)的性能，他們得出結(jié)論，與未經(jīng)處理的刀具相比，經(jīng)過低溫處理的刀具的后刀面磨損減少了 34%，月牙洼磨損減少了 53%。通過進(jìn)行冶金分析，他們發(fā)現(xiàn)深度低溫處理的刀具中的 η 相 (eta) 碳化物增加了 5.4%，硬度也增加了 6%，而晶粒尺寸增加了 9%。

通過對(duì)鑄鐵進(jìn)行車削研究，Ramji 等人。[3]已經(jīng)證明，經(jīng)過深冷處理的硬質(zhì)合金刀具具有較低的表面粗糙度和磨損率。吉爾等人。[4]在微觀結(jié)構(gòu)和耐磨性方面的變化比較了未經(jīng)處理和低溫處理的 WC-Co 的機(jī)械和材料特性。通過研究，他們發(fā)現(xiàn)經(jīng)過低溫處理的工具中細(xì)小 eta 相碳化物的沉淀是性能改進(jìn)的原因。Dinesh 等人報(bào)告了類似的結(jié)果。[5]和顧等人。[6]. 他們還發(fā)現(xiàn)，除了 eta 碳化物的析出之外，性能的提高還歸因于鈷的致密化和碳化鎢晶粒從圓面到棱柱形結(jié)構(gòu)的細(xì)化。

陳輝等。[7]研究了碳含量為 4.5%、4.9% 和 5.3% 的低溫處理的 WC-11%Co 碳化鎢的微觀結(jié)構(gòu)特性。他們報(bào)告說，低溫處理可在不改變密度的情況下提高彎曲強(qiáng)度和顯微硬度。他們還觀察到經(jīng)過處理的工具具有更高的 eta 相和晶粒細(xì)化。He等人的一項(xiàng)調(diào)查。[8]表明，經(jīng)過深冷處理的 TiAlN 涂層刀片不僅顯示出減少的后刀面磨損，而且顯示出更低的切削溫度、切削力和出色的表面光潔度。在用 WC-6%Co 刀片加工鑄鐵時(shí)，也看到了類似的側(cè)面和刀尖磨損減少[9]。

楊等人。[10]觀察到鎢顆粒從以 Fe 和 Ni 作為粘合劑制造的深冷處理硬質(zhì)合金中的粘合劑元素中的相變和沉淀。這導(dǎo)致硬度增加了 20%，橫向斷裂強(qiáng)度增加了 7.7%。但斷裂韌性和耐腐蝕性有所下降。

碳化鎢是一種非常穩(wěn)定的元素，假設(shè)由于低溫處理而發(fā)生的主要微觀結(jié)構(gòu)變化將發(fā)生在鈷粘合劑中。由于鈷是一種鐵磁材料，除了研究冶金和機(jī)械性能外，研究低溫處理對(duì)飽和磁化強(qiáng)度和矯頑力等磁性能的影響也非常重要。因此，本研究旨在展示低溫處理對(duì)具有 25% 鈷的非常高粘合劑含量的碳化鎢的影響，并強(qiáng)調(diào)材料的關(guān)鍵冶金和機(jī)械特性的變化。