鎢碳化物（WC）是已知最硬的金屬的人是在許多工業(yè)應(yīng)用中，如汽車，石油和天然氣，采礦，金屬切削等，這是用鎢的等份（W）的無機化合物所用的一個和碳（C）。術(shù)語“硬質(zhì)合金"是指通過粉末冶金工藝通過將較硬的碳化物顆粒的晶粒粘合到更堅韌的粘合劑基體中而制造的復(fù)合材料范圍。的碳化物是碳化鎢，粘結(jié)相是鈷。有時其他碳化物顆粒，如鈦或鉭將少量碳化物合金化以改善硬質(zhì)合金的整體性能。這種硬度和韌性的結(jié)合為材料提供了典型的強度、高耐磨性、韌性和熱硬度特性，可滿足的應(yīng)用并優(yōu)于其等效鋼產(chǎn)品。

除了作為粘合劑成分的主要職責(zé)外，鈷還為工具提供了必要的韌性。因此，通過改變鈷的含量，可以獲得所需的硬度和韌性特性。通常，由碳化鎢制成的零件具有約 25% 的高粘結(jié)劑鈷含量，以圓柱形按鈕的形式用于石油和天然氣、采礦業(yè)的旋轉(zhuǎn)和沖擊鑿巖鉆頭中，并用作襯套制造中的磨損部件和拉絲模具。

在低溫處理中，使用氦氣、氫氣、氮氣、氧氣或甲烷等任何一種冷凍劑將待處理的樣品材料冷卻至 -190 °C 左右的溫度。但是，由于液氮易于獲得且無害，因此它是常用的冷凍劑。通常，整個低溫處理過程在計算機控制的環(huán)境中進行，以便更好地控制過程。

與傳統(tǒng)的熱處理工藝一樣，低溫處理已被用于高速鋼和其他碳鋼材料數(shù)十年。但該工藝對碳化鎢等超硬刀具材料的商業(yè)適應(yīng)性尚處于起步階段。這是由于缺乏全面的文獻(xiàn)和處理對這些超硬材料的科學(xué)理解。

楊等人。[1]證明了深冷處理 (DCT) 對碳化鎢制成的車削刀具的影響。根據(jù)實驗結(jié)果，他們得出的結(jié)論是，當(dāng)?shù)毒邷囟缺３衷谳^低水平時，該處理提高了抗崩刃性并提高了整體性能，這需要在切削過程之間進行足夠的休息。同樣，Nursel 等人。[2]驗證了深冷處理對碳化鎢圓柱車削刀片的影響。通過比較未經(jīng)處理和深度低溫處理的刀片在加工 316 SS 材料時的性能，他們得出結(jié)論，與未經(jīng)處理的刀具相比，經(jīng)過低溫處理的刀具的后刀面磨損減少了 34%，月牙洼磨損減少了 53%。通過進行冶金分析，他們發(fā)現(xiàn)深度低溫處理的刀具中的 η 相 (eta) 碳化物增加了 5.4%，硬度也增加了 6%，而晶粒尺寸增加了 9%。

通過對鑄鐵進行車削研究，Ramji 等人。[3]已經(jīng)證明，經(jīng)過深冷處理的硬質(zhì)合金刀具具有較低的表面粗糙度和磨損率。吉爾等人。[4]在微觀結(jié)構(gòu)和耐磨性方面的變化比較了未經(jīng)處理和低溫處理的 WC-Co 的機械和材料特性。通過研究，他們發(fā)現(xiàn)經(jīng)過低溫處理的工具中細(xì)小 eta 相碳化物的沉淀是性能改進的原因。Dinesh 等人報告了類似的結(jié)果。[5]和顧等人。[6]. 他們還發(fā)現(xiàn)，除了 eta 碳化物的析出之外，性能的提高還歸因于鈷的致密化和碳化鎢晶粒從圓面到棱柱形結(jié)構(gòu)的細(xì)化。

陳輝等。[7]研究了碳含量為 4.5%、4.9% 和 5.3% 的低溫處理的 WC-11%Co 碳化鎢的微觀結(jié)構(gòu)特性。他們報告說，低溫處理可在不改變密度的情況下提高彎曲強度和顯微硬度。他們還觀察到經(jīng)過處理的工具具有更高的 eta 相和晶粒細(xì)化。He等人的一項調(diào)查。[8]表明，經(jīng)過深冷處理的 TiAlN 涂層刀片不僅顯示出減少的后刀面磨損，而且顯示出更低的切削溫度、切削力和出色的表面光潔度。在用 WC-6%Co 刀片加工鑄鐵時，也看到了類似的側(cè)面和刀尖磨損減少[9]。

楊等人。[10]觀察到鎢顆粒從以 Fe 和 Ni 作為粘合劑制造的深冷處理硬質(zhì)合金中的粘合劑元素中的相變和沉淀。這導(dǎo)致硬度增加了 20%，橫向斷裂強度增加了 7.7%。但斷裂韌性和耐腐蝕性有所下降。

碳化鎢是一種非常穩(wěn)定的元素，假設(shè)由于低溫處理而發(fā)生的主要微觀結(jié)構(gòu)變化將發(fā)生在鈷粘合劑中。由于鈷是一種鐵磁材料，除了研究冶金和機械性能外，研究低溫處理對飽和磁化強度和矯頑力等磁性能的影響也非常重要。因此，本研究旨在展示低溫處理對具有 25% 鈷的非常高粘合劑含量的碳化鎢的影響，并強調(diào)材料的關(guān)鍵冶金和機械特性的變化。