硬质合金废品的特征及成因

硬质合金常见不合格品的

特征、产生原因及判定

A1 脏化

1、特征：制品内部有大小不等的孔洞，并在其相应部位的表面出现凸起（臌泡）、孔洞。

2、原因

⑴高温烧结阶段，烧结体内部反应所生成的气体已经逸出或转移到制品的表面，此时液相已开始凝固，气体逸出所留下的小眼来不及恢复，转移到表面的气体没有完全排除。

⑵某些难还原氧化物在出现液相的温度才被还原，还原产生的气体的压力大于液相收缩的阻力而形成鼓泡；

⑶温度过高（过烧），使液相大量增加和外聚，形成鼓泡；

⑷压块中的杂质，如合金碎削，铜丝等也可产生鼓泡（脏化）；

⑸压制品严重分层，烧结时也可以表现为鼓泡。

3、脏化来源

⑴氧化块料、氧化颗粒料、废压坯

⑵金属杂质：筛网屑、钴屑

⑶非金属杂质：陶瓷片、玻璃片、装舟填料、灰尘、毛刷屑等

⑷成型剂：未去除的机械杂质，未过滤的凝胶，不均匀的的成型剂、老化的成型剂等。

4、判断：表面轻微脏化，允许加工，加工表面没有孔洞，作合格品放行；表面严重脏化、膨泡，应判为废品。

A2 变形和弯曲

1、特征：制品几何形状发生不规则的变化，弯曲制品在某一平面呈现某种有规律的曲面变形。

2、原因

⑴压制品密度不均匀，因而烧结时收缩不均匀，密度大的部位收缩少，密度小的部位收缩多。

⑵压坯周围不均匀的碳气氛造成产品的变形

⑶压坯在烧结过程中所处环境温度的不均匀造成其变形

⑷其他几种原因：装舟不合理、垫板不平。

3、判定：按标准或产品图样要求检查，超差的返回生产单位处理，无法处理的判废。

A3 起皮

1、特征：制品边缘棱角部位出现分枝状不规则裂纹、龟裂或翘壳。轻者呈网状龟裂，重者呈小片剥落；严重时则爆裂剥落，在起皮部位可清楚地看到棉絮状碳黑聚积物。

2、原因：

⑴在低温带气相中含碳气体浓度过高，高浓度的含碳气体进入制品的薄弱部位（制品的棱角处往往密度较低或弹性后效严重），在钴的接触作用（催化）下，产生碳的沉淀反应：CH4→C+H2 2CO→C+CO2

沉淀出的碳破坏了合金的连续性，造成合金的起皮，即含碳气氛分解出大量游离碳是产生起皮的主要原因。

⑵真空烧结起皮原因

真空脱蜡阶段，若脱蜡温度大于400℃（一般为375℃），达到石蜡裂解的温度，生成低分子量的石蜡、烯和游离C。温度继续升高，加剧了的石蜡裂解。此时烧结体呈多孔疏松状,强度大大降低，难于抵挡石蜡裂解生成的碳氢化合物气体的冲击，容易产生起皮。

3、影响起皮的工艺参数

⑴推舟速度及低温带与升温速度

⑵氢气的含水量

⑶装舟量

⑷钴的接触作用

4、判定：起皮制品应判为废品。

A4 渗碳

1、特征：制品表面油黑发光，断面有细小石墨点或巢形斑点，严重时用手摸制品有润滑感觉且有黑迹。

2、原因：由于混合料中的总碳量过高，或填料含碳量过高，或低温带气相中的碳氢化合物浓度过高，或石墨舟皿中的C扩散到烧结体内，或脱除成型剂时的升温速度太快、时间短，成型剂裂解生成游离石墨而引起合金渗碳。

3、游离碳的来源

⑴脱蜡（脱胶）过程成型剂的裂解

⑵石墨舟皿内碳的扩散

⑶真空炉炉内烧结气氛的控制

4、判定：制品渗碳一般会影响使用性能，应根据各牌号和用途要求判定，不合格品返回生产单位处理。

A5 脱碳

1、特征：制品表面有白色亮点或闪光条状，合金断口有银白色闪光点或呈蝌蚪形坑洼，其组织结构出现η相。

2、原因

⑴氢气烧结脱碳反应：制品中的WC和H2反应生成CH4，这个反应发生在烧结的全过程，反应随着温度升高而加剧，在进炉端，收缩没有完全之前，使产品内外部发生脱碳；在出炉端，制品已收缩，则使产品表面脱碳，反应的强弱取决于H2流量的大小。此反应生成的CH4在高温下分解使制品渗碳。

炉气中的水分在825℃以上同WC(或C)反应H2O+WC→W+H2+CO；H2O+C→CO+H2,生成W+H2+CO而使制品脱碳，此反应同样发生在进出炉两端，在完全收缩前，则使制品内外部脱碳，在出炉端，则使制品表面脱碳。

⑵真空烧结脱碳反应：

真空烧结事后的脱氧反应，因压坯中含氧，烧结时被游离碳和WC中的碳还原，反应为：MeO+C==Me+CO,MeO+2C==MeC+CO,所以发生了脱碳反应。

3、判定：脱碳一般会影响使用性能，应返回生产单位处理。

A6 混料

1、特征：制品表面似苦瓜皮，合金组织不均匀，其断面与一般脏化的孔洞不同，往往出现大小和形状不一的小点和凹凸现象，显微组织中可见到不同牌号的组织结构。

2、原因

⑴压制前混料

⑵某些杂质元素的影响，如铝、硫、硅、磷、硼都可能在液相烧结中引起WC晶粒长大。其中磷的影响最为显著。

3、判定：合金混料影响使用性能，一般应判为废品，但轻微混料可按断面脏化标准检查处理。

A7 过烧

1、特征：制品表面晶粒长大，断面组织较粗，轻者只观察到数量较多的闪光点，严重者表面有时出现膨泡或呈蜂巢状。

2、原因

⑴烧结温度过高→晶粒长大

⑵保温时间过长→晶粒长大

3、判定：过烧制品应判为废品。

A8 欠烧

1、特征：制品组织疏松，表面颜色发暗，无金属光泽；真空烧结制品表面呈灰白色，断面有较大闪亮点，并有明显的吸水现象。

2、判定：欠烧制品应返回生产单位处理。

A9 未压好

1、特征：由于压坯压制密度不够，孔洞尺寸太大，在烧结过程中没有完全消失，制品表面呈现疏松的颗粒，主要出现于刀刃，夹角部位，严重的表面出现细小裂纹，其断面可观察到三角形或条形孔洞。

2、原因：粒料过硬、粒料过粗、粒料在模腔中分布不均匀，压坯单重偏低，压制压力偏低或局部密度偏低。

3、判定：表面轻微未压好，断面、金相没有，作合格品放行；表面未压好，断面、金相亦

有未压好，应判为废品。

A10 分层

1、特征：沿压坯的棱出现，与受压面大约呈45°角的地方出现整齐明显的裂缝，并总是从棱上开始，然后向内部延伸，严重时在棱角部位有臌泡现象出现。

2、原因

脱模后，粉末颗粒间因受压变形而存在的接触应力表现为弹性张力，纵横两方向的弹性张力的合理是一与受压面呈45°剪力，当压坯的抗剪强度较低时，剪切应力大于压坯的抗剪强度时，压坯就出现沿前切应力方向裂开的断面。

C

A B

3、判定：表面轻微分层，断面、金相没有，且处在非工作部位，返回生产单位加工或作合格品放行（只限形状复杂，无法加工的制品）；表面分层，断面、金相亦有分层，应判为废品。

A11 裂纹

1、特征：制品表面及边角部位出现不规则界面和深浅不一的缝隙，一般呈细长或曲状黑色条纹，有时出现层裂。

2、原因

⑴烧结裂纹

①压制品密度不均，存在应力集中部位，烧结时收缩不均而产生裂纹

②压制品形状不适应烧结时的升温速率，因收缩时快慢差异而出现裂纹

③压制品中的局部氧化严重，因导热不同而产生裂纹

④压制品本身存在裂纹或在物料转移过程中产生震裂，烧结时裂纹未能消除或进一步扩

展。

⑵压制裂纹：压制品存在应力集中和脱模后的弹性后效

3、判定：表面轻微裂纹，断面、金相没有，返回生产单位加工或作合格品放行（只限形状复杂、无法加工的制品）；表面裂纹，断面、金相亦有裂纹，应判为废品。

A12 塞孔

1、特征：制品的内孔被填料堵塞，引起内孔变形、尺寸超差，严重时呈现填料压痕和细小的裂纹。

2、判定：塞孔一般应予判废。

A13 粘结

1、特征：制品互相粘连在一起。

2、判定：制品粘结，轻轻敲分开后，有轻微痕迹者允许加工，严重时应判废。

A14 麻面

1、特征：制品表面有数量较多深度不一的小坑点。

2、判定：刀片、矿山地质工具麻面深度不超过0.3mm，两平面麻面数量不超过6个孔的，判为合格，否则，返回生产单位处理或判废。

A15 痕迹

1、特征：制品表面由于损伤而留下痕迹。

2、判定：轻微痕迹作合格品放行；痕迹严重者视情况，能加工的返回生产单位处理，不能加工者判废。

A16 粘料

1、特征：压坯表面粘附粉末，烧结后制品表面呈现块状或条状凸起。

2、判定：按标准规定检查，超标者返回生产单位处理，不能处理者判废。

A17 毛刺

1、特征：制品棱边凸起呈薄片状毛边。

2、判定：按标准规定检查，超标者返回生产单位处理，不能处理者判废。

A18 掉边掉角

1、特征：制品棱角部位出现不同程度的缺损。

2、判定：按标准规定检查，超标者返回生产单位处理，不能处理者判废。

A.19 表面氧化

1、特征：制品表面呈现五彩斑点、暗黑色或深兰色。

2、判定：氧化制品返回生产单位处理。

A20 麻孔

1、特征：拉制模内孔有数量较多的深度不一的小坑。

2、判定：拉制模内不允许有麻孔，否则，应判废。

A21 锥体

1、特征：制品两底圆直径有不同程度变形，成锥体。

2、判定：按型号标准严格检查。截圆锥体的锥度是两底直径的差与高之比。

A22 尺寸超差

1、特征：制品几何尺寸超出标准公差范围。

2、判定：按型号标准严格检查，超差制品可以加工的返回生产单位加工处理或评审放行，不能加工和评审放行的产品应判废。

A23 平行度超差

1、特征：制品两平行平面发生曲变。

2、判定：制品的平行度通常用同一尺寸（长、宽、厚）的差表示，平行度一般不得超过偏差的绝对值的一半，超过者返回生产单位处理，不能处理者判废，

A24 角度超差

1、特征：制品角度超出标准偏差范围。

2、判断：按型号标准严格检查。制品角度超差可以加工的返回生产单位加工处理，不能加工者判废。