如何製備二氧化矽包覆鎢鈦鉭鈷硬質合金

硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時仍有很高的硬度。廣泛用作刀具材料，如車刀、銑刀、刨刀、鑽頭、鏜刀等，用於切削鑄鐵、有色金屬、塑膠、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材，也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。

這其中，鎢鈦鉭鈷合金又稱通用硬質合金或萬能硬質合金，具有較高的硬度、強度和韌性。

傳統燒結鎢鈷硬質合金的製備方法一般是將WC-TiC的複式碳化物與WC粉、Co粉經配料、球磨、乾燥、摻成型劑、壓制成型和燒結，該方法製備的鎢鈷鈦硬質合金，合金的韌性和抗彎強度都得到提高，但是材料的緻密度和硬度較低，耐高溫性能較差，不能作為高速切削刀具，只能作為粗加工或半精加工的刀具。

針對傳統技術的缺陷，有學者提出一種二氧化矽包覆的鎢鈦鉭鈷硬質合金的製備方法，其過程主要是採用高溫碳化法和化學氣相沉積技術，首先將WC、鈷粉和鈦及鉭的氧化物進行高溫碳化，再將碳化之後的混合材料研磨至粉體，最對粉體進行二氧化矽包覆，包覆之後的混合粉體經高溫煆燒之後形成硬質合金材料。其具體操作步驟如下：

(1)根據含量比例稱取碳化鎢、二氧化鈦、氧化鉭和超細鈷粉，混合均勻；

(2)將混合料放入高溫碳化爐中進行碳化，溫度1800℃-2300℃，時間1-3h；

(3)碳化結束後，待冷卻至室溫，將混合料取出，研磨至粉料，平均粒徑為1-5um；

(4)將粉料放入化學氣相沉積反應室，抽真空，預熱至600-800℃，以二氧化矽前驅體為原料，控制原料的蒸發溫度為90-120℃，通入氬氣，反應室旋轉速率為30-60r/min，反應時間20-60min，反應結束後，待冷卻至室溫，取出；

(5)收集包覆後的粉體，混合均勻後放入模具進行高溫煆燒，溫度1150-1600℃，時間1-3h，待冷卻至室溫，取出，即得到二氧化矽包覆的鎢鈦鉭鈷硬質合金。

經包覆後的鎢鈦鉭鈷合金硬質合金材料具有較高的 緻密度及硬度，強度和韌性也得到提升，耐高溫性能更為理想，作為高速切削刀具，其切削速度得到提高，並且有效的延長了刀具的使用壽命。

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