硬質合金深冷處理研究進展

硬質合金自 1923 年問世以來，人們主要通過改進其燒結工藝、制備超細 WC-Co 復合粉末以及表面強化等方法來不斷優(yōu)化它的性能。然而，
由于上述方法存在設備復雜、制備成本高、技術難度大等問題，在一定程度上制約了我國硬質合金產(chǎn)業(yè)的轉型升級。深冷處理作為一種低能耗、
無污染、操作便捷的新型材料改性技術，能夠有效提高材料的力學性能、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性、耐腐蝕性以及導電 /導熱性等多種性能，并在多種材
料的產(chǎn)業(yè)化方面得到了成熟的應用。因此，將深冷處理用于優(yōu)化硬質合金的性能，能夠有效避免傳統(tǒng)改性方法的不足，為高效、低成本地改善硬
質合金性能提供了新的工藝路線。
然而，由于硬質合金的深冷處理研究起步較晚，因此其深冷處理工藝和改性機理兩方面依然面臨諸多問題。近年來，人們在實驗室研究了硬
質合金經(jīng)深冷處理后各方面性能的變化，同時對深冷處理工藝參數(shù)與宏觀性能變化的影響規(guī)律，以及宏觀性能發(fā)生變化的微觀機制開展了深入
的研究，并取得了一定的成果。
大量試驗表明，深冷處理能夠顯著改善硬質合金的抗彎強度、耐磨性和切削性能，可有效延長硬質合金工具的使用壽命，而對其硬度和韌性
影響不大。硬質合金性能的改善效果與深冷處理工藝參數(shù)密切相關，較低的深冷處理溫度與較長的保溫時間有利于其性能的提高，但是硬質合
金性能并不隨深冷處理溫度的降低和保溫時間的延長而呈線性變化。一般而言，對于特定成分的硬質合金，存在更佳的深冷處理工藝參數(shù)。深
冷處理對硬質合金服役性能的強化機制主要是黏結相 Co 的馬氏體相變、η 相的彌散析出以及材料表面殘余應力狀態(tài)的改變等方面。
本文歸納了硬質合金深冷處理的研究進展，并結合本團隊的研究工作，分別介紹了深冷處理對硬質合金的力學性能、服役性能、微觀組織、殘
余應力等方面的影響，分析了深冷處理工藝參數(shù)對硬質合金的性能的影響規(guī)律，探索了微觀組織、殘余應力與性能之間的相互關系及作用機理。
本文基于目前硬質合金深冷處理的研究現(xiàn)狀及當前研究中存在的不足，對其未來的研究方向與產(chǎn)業(yè)化前景進行了展望。