硬質(zhì)合金球的熱處理工藝主要用于優(yōu)化其性能，如提高硬度、耐磨性和抗疲勞性能，同時確保尺寸精度和表面質(zhì)量。
1. 硬質(zhì)合金球的材料特性
硬質(zhì)合金球通常由碳化鎢（WC）與鈷（Co）等粘結(jié)劑通過粉末冶金工藝制成。其熱處理工藝與普通鋼材不同，主要集中在燒結(jié)和后續(xù)熱處理階段，以調(diào)整顯微結(jié)構(gòu)和性能。
2. 主要熱處理工藝流程
硬質(zhì)合金球的熱處理工藝通常包括以下步驟：
(1) 粉末制備與成型
原料配比：根據(jù)用途選擇合適的碳化鎢和鈷比例。
壓制成型：通過冷等靜壓或模壓將粉末壓制成球坯，確保初始密度均勻。
(2) 預(yù)燒結(jié)
目的：去除成型過程中添加的粘結(jié)劑（如石蠟或聚乙烯醇），并初步增強坯體強度。
工藝參數(shù)：
溫度：400-600°C（視粘結(jié)劑類型而定）。
氣氛：通常在氫氣或真空環(huán)境中進行，以避免氧化。
時間：1-2小時，緩慢升溫以防止開裂。
(3) 高溫?zé)Y(jié)
目的：使硬質(zhì)合金球坯致密化，形成高硬度和高強度的顯微結(jié)構(gòu)。
工藝參數(shù)：
溫度：1350-1500°C（根據(jù)合金成分調(diào)整）。
氣氛：真空燒結(jié)或低壓燒結(jié)（HIP，熱等靜壓），以減少氣孔和缺陷。
時間：1-3小時，具體取決于球坯尺寸和爐型。
冷卻：控制冷卻速率，避免熱應(yīng)力導(dǎo)致的裂紋。
(4) 熱等靜壓（HIP，視需求）
目的：進一步消除內(nèi)部微孔隙，提高致密度和機械性能。
工藝參數(shù)：
溫度：1300-1400°C。
壓力：100-200 MPa。
氣氛：氬氣或其他惰性氣體。
時間：1-2小時。
適用場景：對高精度、高性能硬質(zhì)合金球（如用于精密軸承或閥門）尤為重要。
(5) 后處理（可選）
低溫回火：在200-400°C進行，消除殘余應(yīng)力，增強韌性。
表面處理：通過研磨或拋光提高表面光潔度和尺寸精度。
涂層處理：如PVD或CVD涂層（如TiN、TiC），進一步提升耐磨性和耐腐蝕性。
3. 關(guān)鍵工藝控制要點
溫度控制：高溫?zé)Y(jié)時需精確控制溫度，過高可能導(dǎo)致晶粒長大，降低硬度；過低則可能致密度不足。
氣氛保護：真空或惰性氣體（如氬氣）環(huán)境至關(guān)重要，以防止氧化或碳含量變化。
冷卻速率：快速冷卻可能導(dǎo)致熱應(yīng)力裂紋，需根據(jù)球徑和材料特性優(yōu)化冷卻曲線。
尺寸精度：硬質(zhì)合金球在燒結(jié)過程中會發(fā)生收縮，需在模具設(shè)計和工藝參數(shù)中預(yù)先補償。
