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按照硬质合金行业领先企业Sandvik公司的分类标准,分别将合金中WC晶粒度为3.5~4.9μm、5.0~7.9μm、8.0~14μm的硬质合金定义为粗晶粒、超粗晶粒和特粗晶粒硬质合金。在Co含量相同的条件下,与传统的中、粗晶硬质合金相比,超粗晶、特粗晶硬质合金具有极高的热导率,较好的抗热疲劳与抗热冲击性能,主要用于极端工况条件下软岩的连续开采(如采煤、地铁与隧道建设)与现代化公路、桥梁的连续作业(如挖路、铺路),以及冲压模、冷镦模、轧辊等领域。超粗晶、特粗晶硬质合金有着良好的市场前景,而关于超粗晶、特粗晶硬质合金的研究,目前国内尚处于起步阶段。以费氏粒度32.1μm的WC粉为原料,Cr3C2、VC及RE(混合稀土)为添加剂,通过低压烧结工艺制备了5组不同成分的超、特粗晶硬质合金,分别为WC-8.4Co、WC-8.4Co-0.4Cr3C2、 WC-8.4Co-0.4Cr3C2-0.05RE、WC-8.4Co-0.4VC、WC-8.4Co-0.4VC-0.05RE,研究了添加Cr3C2、VC以及RE对合金微观组织结构和物理力学性能的影响,并对合金Co粘结相的微观组织结构和添加元素在Co粘结相中的分布规律进行了研究。主要研究结果如下:1.5组合金的WC平均晶粒度均在7μm以上,孔隙度均≤A02B00C00,即合金中10μm以下的孔洞体积分数小于0.2%,没有大于25μm的孔洞。在特粗晶与超粗晶合金体系中,VC依然表现出较强的抑制合金晶粒生长的特性,使合金中WC晶粒大小出现明显两极分化现象;Cr3C2对WC晶粒生长的抑制效果明显弱于VC,Cr3C2的加入可使合金依然保持微观组织结构均匀、WC晶粒粗大的特性。2.Cr3C2的加入不会导致合金韧性的明显降低,而VC的加入会显著降低合金韧性。Cr3C2的加入可显著提高合金中Co粘结相纳米压痕硬度,VC的加入可改善Co粘结相纳米压痕硬度;Co粘结相弹性模量对合金成分变化不敏感。3.微量混合稀土RE对V和Cr在合金中的作用行为影响不显著。因晶粒粗大,矫顽磁力与硬度对合金成分变化不敏感。4.在添加量为0.4wt%的条件下,超过90%的Cr固溶在合金Co粘结相中,仅有27%的V固溶在合金Co粘结相中;与没有添加剂的合金相比,添加Cr后合金Co粘结相的晶格常数增大,添加V后合金Co粘结相的晶格常数减小,微量混合稀土RE对Co粘结相晶格常数影响不明显;不含V合金的Co粘结相骨架孔壁平整,含V合金的Co粘结相骨架孔壁呈现明显的生长台阶,此结构特征很可能与VC显著降低超粗晶硬质合金断裂韧性相关。