目前碳化鎢粉的燒結,常見是以鈷作助燒結劑,利用液相燒結機制,在控制氣氛下(真空、H2、C2H4等)完成製品(因鈷是金屬,因此也稱陶金製品)。
而影響製品品質的因素有:碳化鎢粉與鈷粉的粒徑、粒徑分佈、純度、形狀、比例外,燒結的控制影響極大,以下簡介碳化鎢粉燒結的注意事項 :
1.碳化鎢粉中的碳成分平衡的保持 :
碳化鎢合金的碳平衡比例是6.13wt%。如果含碳量過高,會產生石墨相,並讓晶粒異常成長,並使得材料脆化;若含碳量過低,則會造成Co3W3C或Co6W6C相析出,降低材料的機械性質。常藉以含碳氣氛,或添加碳化物去協助碳成分達到平衡。
2.晶粒大小的控制 :
在燒結過程中,晶粒小的碳化鎢粉,在鈷粉中有較大的溶解度,會比大晶粒的碳化鎢先溶解,並擴散到大晶粒中,使其粗化。而大晶粒的存在,會導致製品的破裂強度不佳。因此要盡量碳化鎢晶粒小並均勻,常會添加晶粒抑制劑(如 :VC、Mo2C、Cr3C2、NbC等碳化物),去控制晶粒成長,藉以獲得品質好的製品。而燒結溫度與時間的設定及均溫性,也是控制晶粒大小的重要因子。
3.孔隙與缺陷的控制 :
成型方式與燒結條件都要受到嚴格的管制,才能降低孔隙與缺陷的發生。
4.燒結後的應力釋放處理 :
利用高低溫循環,讓燒結後的應力釋放是必要的,這樣處理可延長製品使用壽命。