納米WC-Co硬質(zhì)合金，因其特殊的耐磨蝕、高硬度，以及優(yōu)異的斷裂韌性和抗壓強度被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代科技的各個領(lǐng)域，已被制成加工集成電路板的微型鉆頭、點陣打印機、打印針頭、整體孔加工刀具、木工工具、精密模具、牙鉆、難加工材料刀具等。另外科學家們還正在研制圓形刀具、鑿巖刀具以及納米WC-Co基增強復合材料等。因此開發(fā)納米WC硬質(zhì)合金和尋求更為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域成為發(fā)展的熱點，而制備的關(guān)鍵技術(shù)在于納米原料粉末的制備及隨后的燒結(jié)過程。

納米WC-Co硬質(zhì)合金性能的提高來源于晶粒度的減小。晶粒度越細，缺陷越少，粘結(jié)相的平均自由程越小，抗彎強度和硬度就能保持較高值。由于硬質(zhì)合金對原生WC粉的微觀結(jié)構(gòu)具有繼承性，因此粉體的制備不僅要求它超細，還要求高純，粉末粒度分布要窄。此外對顆粒形貌、結(jié)晶完整性、亞晶尺寸大小等也有要求。

納米WC-Co粉末制備主要有:①先制備出超細鎢粉，然后加炭碳化制得超細或亞微細的碳化鎢粉末，再與超細鈷粉混合;②直接從含鎢化合物中進行碳化制取超細碳化鎢，再與鈷粉混合;③直接制取復合粉是目前比較流行的方法，它利用流化床內(nèi)介質(zhì)流態(tài)化的特性，使化學均勻的鎢鈷復合物在流化床內(nèi)連續(xù)地還原碳化，最終獲得分布均勻、粒度極細小的WC-Co復合粉末。前兩種制粉途徑雖然技術(shù)比較成熟，但過程復雜，此外由于超細粉的表面積和化學特性，有團聚的傾向，研磨過程中很難使粉末混合均勻。采用直接復合粉的制取可以避免這些不足之處，簡化工藝，使Co分布均勻，并降低碳化溫度。但該方法也存在一些問題，如復鹽制備、流態(tài)化工藝或回轉(zhuǎn)爐工藝、溫度和氣氛控制等技術(shù)難度較大。

燒結(jié)是對硬質(zhì)合金的組織和性能起著決定性影響的工序。WC-Co硬質(zhì)合金許多傳統(tǒng)的燒結(jié)方法已經(jīng)暴露出越來越多的弱點。如氫氣燒結(jié)，其燒結(jié)是在正壓下進行的，產(chǎn)品內(nèi)部空隙不可能完全消除，留有殘余孔隙。一些氧化物雜質(zhì)也不能較多地揮發(fā)排除掉，產(chǎn)品易滲脫碳，故逐漸被淘汰。

燒結(jié)過程中將發(fā)生下列變化:(1)燒結(jié)致密化，(2)碳化物晶粒長大，(3)粘結(jié)相成分的改變和合金組織的形成等。納米WC-Co粉體的燒結(jié)好壞在于如何控制好(1)與(2)之間的平衡關(guān)系。因顆粒越小，曲率越大，致密化的驅(qū)動力越高，但是粗化的驅(qū)動力也越高。WC-Co在高于1350℃進行液相燒結(jié)時，形成Co和WC的偽二元共晶，隨后該共晶液體通過溶解-析出機理發(fā)生明顯的顯微組織粗化。所以要抑制晶粒的長大就必須控制溶解-析出過程。由于晶粒長大抑制劑的加入能降低WC粘結(jié)相溶解度，而使得WC晶粒的溶解-析出過程受到障礙，抑制了晶粒的粗化。故晶粒長大抑制劑被認為是抑制晶粒長大較為理想的一種方法，目前常用的晶粒長大抑制劑有TiC、VC等。

但過多的晶粒長大抑制劑會導致碳化物在WC/Co晶界大量析出，增加了脆性、孔隙度，所以晶粒長大抑制劑在應(yīng)用中有一定局限。因此，縮短燒結(jié)時間對抑制晶粒長大尤為重要。此外，納米WC-Co粉體如果通過固態(tài)燒結(jié)固化，可延長顆粒生長速度，在高溫下加壓燒結(jié)也可抑制晶粒長大。

減小粒徑是提高WC-Co硬質(zhì)合金性能(強度、硬度和抗磨性等)的有效途徑，因此研制納米硬質(zhì)合金是下階段研究者的開發(fā)重點，它將會引起一場技術(shù)革命，大大拓寬WC-Co硬質(zhì)合金的應(yīng)用領(lǐng)域，并因此帶動各種精密儀器、模具、刀具及電子通信技術(shù)的飛速發(fā)展。研制納米晶或納米結(jié)構(gòu)的WC-Co硬質(zhì)合金的關(guān)鍵是探索新型的制粉和燒結(jié)工藝，尤其是在抑制晶粒長大方面的研究，通過精減工藝，降低燒結(jié)溫度來進一步降低成本，實現(xiàn)納米WC-Co硬質(zhì)合金的產(chǎn)業(yè)化。(昕竺)