等离子球磨制备高性能wc-co硬质合金
来源：等离子球磨设备
1、碳化烧结一步法制备wc-co硬质合金
碳化烧结一步法合成硬质合金，是一种基于放电等离子体球磨技术，具有制备流程短、工艺简便、能耗低等优点的新方法。
首先将原始w、c、co粉末采用等离子体辅助球磨制备出纳米晶w-c-co复合粉末，球磨时间为1小时到3小时左右，然后将所制备的上述复合粉末采用冷压成型制成生坯，最后在真空或低压硬质合金烧结炉中进行烧结，在此烧结过程中w-c碳化和wc-co合金致密化同步进行，得到高性能wc-co硬质合金块体。
工业生产wc-co硬质合金方法（两步高温）
碳化烧结一步法制备硬质合金（一步高温）
显然，使用碳化烧结一步法的优势：
●球磨时间从几十小时降低到3小时以内；
●采用干磨法，避免了酒精回收和喷雾干燥等流程
2、等离子体放电强度对一步法合成wc-co合金组织和性能的影响
等离子体的电子轰击效应有利提高粉末活性、对石墨片层的减薄、实现金属w的纳米片状化。
1.不同放电强度球磨制备的w-c-co复合粉末的dsc结果
●设计5种放电强度递增的试验方案，随着放电强度增加，wc合成温度逐步降低（见dsc结果），表明等离子球磨极大提升w-c-co球磨粉体活性。
●等离子体的电致塑性，制备的w-c-co复合粉末是以片状w的聚集体形式存在，有利合成板状wc。
2.普通球磨和等离子球磨w-c-co复合粉末的tem
●等离子体对石墨的减薄机制，使得等离子球磨制备出大量石墨纳米片包覆纳米w粒子，形成了更短的w/c反应界面。
●普通球磨烧结后：粗大棱柱状wc晶粒
●等离子球磨烧结后：超细板状wc晶粒
3.合金块体的sem和trs结果
●放电强度越大，合成板状wc的厚度越薄，力学性能越高。
3、含晶粒长大抑制剂的wc-co硬质合金制备
高性能纳米晶板状结构wc-10co硬质合金的制备：
通过添加抑制剂，利用等离子球磨技术的碳化烧结一步法，直接等离子球磨制备w-c-co-vc或w-c-co-v2o5复合粉末，经压制和1340℃烧结，得到致密度在99%以上的合金块体，表现优异力学性能。
不同含量抑制剂合金块体sem图
c-10co-1.2vc合金块体tem图
不同含量抑制剂合金块体性能数据对照表：
●随着vc抑制剂含量增加，wc的晶粒逐步细化，在所制备的wc-co硬质合金中，薄片状wc晶粒的厚度在100nm左右，片径为400–500 nm 。
●添加0.6%vc和0.87%v2o5可以获得同样的晶粒细化效果和力学性能，因为等离子球磨制备的高活性粉末促进v2o5和石墨的快速反应；
●vc聚集于wc/wc界面上，抑制了wc晶粒在方向的生长。
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