含板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的研究進(jìn)展

夏小群，弓滿鋒，李 萌，連海山

(1.嶺南師范學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，湛江 524048；2.西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院，西安 710072)

0 引 言

硬質(zhì)合金具有高強(qiáng)、高韌、良好的耐磨性和紅硬性等優(yōu)點(diǎn)[1]，廣泛應(yīng)用于制備難加工材料用刀具、礦山鑿巖工具及耐磨耐蝕零件，被譽(yù)為“工業(yè)的牙齒”。隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展和難加工材料的不斷出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)高性能材料的需求日益提升。然而普通硬質(zhì)合金屬于脆性材料，其硬度和韌性往往無(wú)法兼顧。納米和超細(xì)晶WC材料的開發(fā)，從細(xì)化硬質(zhì)相顆粒的角度實(shí)現(xiàn)了硬質(zhì)合金強(qiáng)度和韌性的“雙高”，板狀WC晶粒引入則從改善硬質(zhì)相晶粒形態(tài)的角度，為實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)合金硬度和韌性的“雙高”提供了另一條有效途徑。當(dāng)硬質(zhì)合金中存在板狀WC晶粒且其含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))高于20%時(shí)，合金會(huì)表現(xiàn)出高硬度、高韌性、良好的高溫蠕變性、較高的高溫疲勞強(qiáng)度等一系列優(yōu)異的力學(xué)性能。

1969年，MEADOWS等[2]最早采用熱壓與擠壓方式實(shí)現(xiàn)了WC晶粒的板狀定向排布，并在第八族黏結(jié)相金屬(鈷、鎳、鐵等)存在的情況下，通過(guò)燒結(jié)首次得到了含板狀WC晶粒的硬質(zhì)合金，該合金具有較高的橫向斷裂強(qiáng)度和硬度以及良好的韌性和耐腐蝕性能。1975年，BRUM等[3]研究發(fā)現(xiàn)，WC-TiC過(guò)飽和固溶體粉末在1 450 ℃下燒結(jié)能產(chǎn)生板狀WC晶體。1997年，小林正樹等[4]通過(guò)向含有鎢、第八族黏結(jié)相元素或其化合物(CoxWyCz)的混合粉體中加入碳粉，在1 450 ℃燒結(jié)得到了板狀WC晶粒，并成功申請(qǐng)了專利保護(hù)。2000年左右，KINOSHITA等[5-7]用扁平狀鎢粉與鱗片狀石墨的混合物代替?zhèn)鹘y(tǒng)冶金工藝中的WC粉作為原料，在1 400 ℃以上燒結(jié)得到了含大量定向排布、長(zhǎng)厚比大于3的板狀WC晶粒的硬質(zhì)合金，并首次提出板狀WC晶粒及晶面具有三角形或三長(zhǎng)邊三短邊的六邊形特征。之后，圖格萊公司應(yīng)用該板狀WC晶粒硬質(zhì)合金生產(chǎn)方法，推出了牌號(hào)為TD 900的板狀晶增韌系列硬質(zhì)合金，該合金成分可控、制備工藝簡(jiǎn)單。至此，以“鎢+石墨+第八族黏結(jié)相元素”混合粉體為原料的制備方法成為了板狀晶硬質(zhì)合金的主要制備方法[8-9]。

因性能優(yōu)異、工業(yè)應(yīng)用前景廣闊，含板狀WC晶粒硬質(zhì)合金受到越來(lái)越多國(guó)內(nèi)外研究人員的關(guān)注[10]，其制備方法得到了改進(jìn)，性能提升方面也取得了很多新的成果。為了給廣大研究人員提供參考，作者結(jié)合WC晶粒的結(jié)構(gòu)、性能及其板狀化機(jī)理，從原料組成，球磨、燒結(jié)工藝及非均勻化結(jié)構(gòu)研究等方面對(duì)含板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

1 含板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的晶體結(jié)構(gòu)及性能

與普通硬質(zhì)合金相比，板狀晶硬質(zhì)合金具有更高的韌性。這是由于裂紋沿板狀WC晶界擴(kuò)展時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的偏轉(zhuǎn)，擴(kuò)展路徑更加曲折[14]；同時(shí)裂紋還會(huì)發(fā)生龜裂、橋接而阻礙其擴(kuò)展，使得板狀晶硬質(zhì)合金在斷裂過(guò)程中消耗更多的能量。此外，板狀晶硬質(zhì)合金還具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能。WC晶粒的板狀化使合金層錯(cuò)能降低，更容易產(chǎn)生位錯(cuò)擴(kuò)展，而難以產(chǎn)生位錯(cuò)割階、交滑移及攀移，因此硬質(zhì)合金的高溫蠕變速率降低，高溫力學(xué)性能提高[15]。

2 板狀WC晶粒的形成機(jī)理

板狀WC晶粒的形成主要與制備工藝有關(guān)。按照目前的制備方法，其形成方式主要有3種。MEADOWS[2]和BRUNM等[16]研究發(fā)現(xiàn)，將細(xì)晶WC加熱到某一臨界溫度以上，會(huì)通過(guò)溶解-析出的方式生成板狀WC晶粒，臨界溫度的高低取決于原始WC粉末粒度及金屬黏結(jié)劑的成分和數(shù)量。板狀WC晶粒還可以通過(guò)化學(xué)介質(zhì)成核并沿(0001)晶面擇優(yōu)長(zhǎng)大。目前在燒結(jié)過(guò)程中使用的介質(zhì)主要有板狀WC晶種[17]、TiC[18]以及Y2O3[19]。WC晶粒在液相燒結(jié)階段發(fā)生重結(jié)晶，均勻分散在液相中的介質(zhì)會(huì)促進(jìn)WC相從黏結(jié)相中均勻析出、長(zhǎng)大，并抑制WC晶粒沿c軸生長(zhǎng)。以扁平化的鎢粉作為定向排布及板狀形態(tài)的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)鎢+石墨+鈷的混合粉末進(jìn)行燒結(jié)亦可形成板狀晶。在該制備過(guò)程中，近球狀的鎢顆粒首先通過(guò)球磨作用變成扁平狀，然后在壓制力下發(fā)生定向排布，大部分晶粒的(0001)面垂直于壓制方向；之后在液相燒結(jié)過(guò)程中鎢、石墨、鈷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相繼生成板狀結(jié)構(gòu)的CoxWyCz相和W2C相。由于CoxWyCz+W2C+鎢在(0001)面獲取碳原子比在其他柱面容易，且WC(0001)晶面和CoxWyCz碳化物的界面能較其他晶面的小，所以WC(0001)晶面優(yōu)先生長(zhǎng)，從而形成大量垂直于壓制方向的定向板狀WC晶粒。目前，最后一種板狀WC晶粒的制備方法得到了研究者的普遍認(rèn)同[20-24]。

3 板狀WC晶粒的制備工藝

3.1 原料組成

板狀晶硬質(zhì)合金的原料一般包括含鎢原料、石墨及第八族元素單質(zhì)，其中含鎢原料主要包括單質(zhì)鎢粉末、CoxWyCz粉末及WC粉末3類。近年來(lái)，研究人員多以上述原料制備含板狀WC晶粒硬質(zhì)合金，并通過(guò)摻雜來(lái)實(shí)現(xiàn)合金改性。雷純鵬等[22]通過(guò)向鎢+石墨+鈷粉原料中添加適量的Cr3C2，制備了幾乎完全致密、綜合性能優(yōu)良的含板狀WC晶粒的WC-10%Co硬質(zhì)合金，該合金硬度達(dá)91.4 HRA。張立等[25-26]以納米鎢粉、納米石墨粉以及平均粒徑小于0.5 μm的鈷粉、鎳粉或鈷+鎳混合粉為原料，通過(guò)添加超細(xì)Cr3C2、VC和La2O3，制備了具有高結(jié)晶完整性板狀晶的硬質(zhì)合金。使用單質(zhì)鎢粉末制備的硬質(zhì)合金中的板狀WC晶粒高度定向排布，宏觀表現(xiàn)為各向異性。當(dāng)裂紋擴(kuò)展方向平行或垂直于粉末壓制方向時(shí)，合金表現(xiàn)出更好的斷裂韌性和更高的橫向斷裂強(qiáng)度。以單質(zhì)鎢為原料制備板狀晶硬質(zhì)合金時(shí)的關(guān)鍵步驟是對(duì)鎢粉進(jìn)行扁平化處理，但該過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)、操作環(huán)節(jié)多，容易造成原料的污染，難以批量獲得高質(zhì)量扁平化的鎢粉。

KITAMURA等[27]開發(fā)了以CoxWyCz化合物(Co3W9C4或Co2W4C)+石墨混合粉末為原料制備含板狀WC晶粒硬質(zhì)合金的方法：將鎢、石墨、鈷粉干磨后在1 200～1 400 ℃下合成CoxWyCz，然后將其與石墨混合后進(jìn)行濕磨、干燥、壓制，將壓制坯在950～1 250 ℃下熱壓燒結(jié)，最終形成具有非定向排布板狀WC晶粒的硬質(zhì)合金。與使用鎢+石墨+鈷粉制備的合金相比，該硬質(zhì)合金避免了板狀晶定向排布帶來(lái)的某些方向上材料硬度不高的問(wèn)題。SOMMER等[28]和郭瑜等[29]通過(guò)向WC-10Co粉末中添加少量η相粉末(主要為Co3W3C和Co6W6C)和等物質(zhì)的量炭黑，應(yīng)用傳統(tǒng)粉末冶金工藝制備得到了含板狀WC晶粒硬質(zhì)合金。CoxWyCz化合物具有脆性特征，在球磨過(guò)程中僅發(fā)生細(xì)化，未發(fā)生扁平化，因此在后續(xù)壓制過(guò)程中，球狀CoxWyCz不能定向排布，這使得WC晶粒雖然能夠擇優(yōu)生長(zhǎng)但未形成定向排布。在硬質(zhì)合金制備過(guò)程中，CoxWyCz無(wú)論是作為主要原料還是作為少量摻雜物，在碳化燒結(jié)時(shí)合金中均會(huì)形成一定數(shù)量的板狀WC孿晶，進(jìn)而形成板狀WC晶粒。板狀孿晶的存在會(huì)提高合金中板狀WC晶粒的比例，但這種方法的缺點(diǎn)也較為明顯：一方面CoxWyCz化合物不穩(wěn)定，生產(chǎn)中難以批量獲得純度較高的CoxWyCz粉末，給制備帶來(lái)不便；另一方面板狀孿晶的形成難以控制。因此，該方法不適于硬質(zhì)合金的大批量生產(chǎn)。

BAUD等[30]研究發(fā)現(xiàn)，在SiC和Al2O3等陶瓷材料中加入與基體成分相同或相近的單晶晶須，能夠誘導(dǎo)晶粒形成某種特定的形狀，并可以在不降低材料其他性能的條件下提高韌性?；诖?，李志林等[17]首次通過(guò)添加板狀WC晶種，采用熔鹽法制得板狀晶硬質(zhì)合金。板狀晶種的加入對(duì)合金顯微組織的影響主要發(fā)生在液相燒結(jié)階段：當(dāng)液相中WC達(dá)到飽和后，就會(huì)在尺寸較大的板狀WC晶種表面析出，晶種進(jìn)一步長(zhǎng)大，最終形成具有板狀特征的WC晶粒。板狀WC晶種的加入直接影響了WC晶粒的最終形態(tài)，使合金的抗彎強(qiáng)度增加了12.8%，斷裂韌度提高了46.9%。YANG等[31]通過(guò)在超細(xì)鎢+石墨+鈷混合粉末中添加超細(xì)WC晶種制備了板狀晶WC-10Co硬質(zhì)合金，當(dāng)超細(xì)WC晶種的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0增至20%時(shí)，合金的相對(duì)密度和硬度增大，橫向斷裂強(qiáng)度則先升高后下降，在超細(xì)WC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%時(shí)達(dá)到最大。

SHATOV等[18]以WC-xNi(x=8,14,22,質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%)混合粉末為原料，通過(guò)添加適量TiC制備了含板狀WC晶粒硬質(zhì)合金。當(dāng)鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.04%～0.4%)極小時(shí)，WC晶粒的形態(tài)仍會(huì)由正三棱柱狀變成扁平狀。這是由于鈦改變了相間界面能，使得WC晶粒在(0001)面擇優(yōu)生長(zhǎng)。

以WC粉末為含鎢原料來(lái)制備板狀晶硬質(zhì)合金時(shí)，需要添加一定量的介質(zhì)(如晶種、TiC等)誘導(dǎo)原始WC相進(jìn)行定向擇優(yōu)生長(zhǎng)。但是加入介質(zhì)后，硬質(zhì)相的尺寸均勻度會(huì)下降，導(dǎo)致合金致密度降低，從而影響合金性能的進(jìn)一步提高。

綜上可知，制備板狀晶硬質(zhì)合金的原料粉體正朝著多樣化摻雜和晶粒細(xì)化的方向發(fā)展。上述方法雖然都能形成一定數(shù)量的板狀晶，但普遍存在硬質(zhì)相難以控制、生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定、成本高等缺點(diǎn)，因此進(jìn)一步開發(fā)質(zhì)量穩(wěn)定、可靠的板狀晶硬質(zhì)合金制備工藝仍然是未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)需要不斷探索的問(wèn)題。

3.2 球磨工藝

球磨是使鎢粉扁平化的一個(gè)重要過(guò)程，球磨工藝對(duì)合金的最終性能起著關(guān)鍵作用。雷純鵬等[32]研究發(fā)現(xiàn)，將粒徑為4.3 μm的鎢粉在高能球磨機(jī)中進(jìn)行24 h扁平化預(yù)處理后，鎢粉顆粒由多面體等軸狀變?yōu)榫哂懈呋兡艿谋∑瑺?，粒徑?xì)化至2 μm。將該片狀鎢粉與石墨、鈷粉繼續(xù)球磨，經(jīng)混合、壓制、高溫?zé)Y(jié)后，可制備得到含有粗大板狀晶的硬質(zhì)合金。與未經(jīng)球磨預(yù)處理的相比，該合金雖然晶粒尺寸較大，但硬度(91.4 HRA)僅比細(xì)晶硬質(zhì)合金的略微降低，而斷裂韌度(12.45 MPa·m1/2)則提高了30%，表現(xiàn)出高硬度、高韌性的優(yōu)良綜合性能。 KINOSHITA等[6]研究發(fā)現(xiàn):使用鎢+石墨+鈷粉制備板狀晶硬質(zhì)合金時(shí)，板狀WC晶粒的定向排布程度隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng)而提高，與原料粒徑無(wú)關(guān)；在鎢粉、鈷粉粒徑增大和石墨粉粒徑減小的情況下，板狀WC晶粒的尺寸隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，且晶粒數(shù)量增多。

朱敏等[33-34]通過(guò)將冷場(chǎng)放電等離子體引入到普通機(jī)械振動(dòng)球磨機(jī)上，研發(fā)出了PBMS型等離子球磨機(jī)。等離子球磨利用近常壓下氣體在球磨罐中形成的高能量非平衡等離子體和機(jī)械球磨的協(xié)同作用，促進(jìn)粉末組織細(xì)化、合金化、活性激活、化合反應(yīng)，加速原位氣-固相反應(yīng)[35-36]。王為等[37]研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)鎢、鈷、石墨復(fù)合粉體進(jìn)行不同時(shí)間等離子球磨后，最終燒結(jié)生成的硬質(zhì)合金的板狀特征更加明顯；原始粒徑為0.5 μm的鎢晶粒在球磨1，3 h后分別細(xì)化至86，81 nm；隨球磨時(shí)間延長(zhǎng)，粉體分布更加彌散、均勻。相比于普通高能球磨，等離子球磨能高效實(shí)現(xiàn)提高混合粉體分散效率、細(xì)化晶粒、改變晶粒形貌等目的。

通過(guò)球磨在WC或者鎢中引入大量的位錯(cuò)等缺陷[38-39]，可以促使WC或扁平化的鎢顆粒在液相燒結(jié)過(guò)程中定向生長(zhǎng)為板狀[40]。到目前為止，板狀WC硬質(zhì)合金制備仍然以高能球磨法為主，然而該球磨工藝過(guò)程繁瑣、效率低，且極易造成粉體污染，導(dǎo)致合金燒結(jié)過(guò)程中形成孔隙等缺陷[41]。為保證WC板狀晶的形態(tài)和數(shù)量，開發(fā)使用效率高、污染小的球磨工藝很有必要。若忽略設(shè)備投入成本問(wèn)題，等離子球磨技術(shù)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

3.3 燒結(jié)工藝

燒結(jié)工藝的開發(fā)和完善是提升合金致密性及力學(xué)性能的關(guān)鍵。目前，制備板狀晶硬質(zhì)合金的燒結(jié)工藝主要有真空燒結(jié)、低壓燒結(jié)(壓力小于10 MPa)、熱壓燒結(jié)(壓力在10～40 MPa)和放電等離子燒結(jié)等，尚未出現(xiàn)將微波燒結(jié)應(yīng)用于板狀晶制備的研究報(bào)道。

真空燒結(jié)是硬質(zhì)合金制備過(guò)程中最常規(guī)的燒結(jié)方式，然而燒結(jié)時(shí)合金內(nèi)部會(huì)因氣體無(wú)法徹底排除而形成微小孔洞，影響致密程度，導(dǎo)致燒結(jié)體的綜合力學(xué)性能不高[42-43]。高璐[44]研究發(fā)現(xiàn)，提高真空燒結(jié)溫度、延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間有利于增加板狀WC晶粒的數(shù)量、提高合金的致密性，但會(huì)明顯增大WC晶粒尺寸。

WANG等[45]研究發(fā)現(xiàn)，與真空燒結(jié)板狀晶硬質(zhì)合金的致密度(98.5%)相比，低壓燒結(jié)合金的提升至99.5%，幾乎處于完全致密狀態(tài)，且低壓燒結(jié)體中存在更多面心立方(fcc)結(jié)構(gòu)的Co3W3C相，這是由于低壓燒結(jié)的降溫速率較快[46]。硬質(zhì)合金中面心立方含鈷化合物的含量決定了黏結(jié)相的變形能力[47-48]，含量越高越有利于提高合金的韌性。

朱麗慧等[49]研究發(fā)現(xiàn)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下，25 MPa熱壓燒結(jié)有利于板狀WC晶粒的定向排布。肖章貽[50]研究發(fā)現(xiàn)，使用熱壓燒結(jié)制備WC-10Ni3Al板狀晶硬質(zhì)合金時(shí)，溫度在1 250～1 350 ℃下，合金的密度、硬度、橫向斷裂強(qiáng)度和斷裂韌度均隨著溫度的升高而增大；當(dāng)燒結(jié)溫度高于1 400 ℃，WC晶粒發(fā)生聚集而明顯長(zhǎng)大，合金內(nèi)部的細(xì)小孔隙聚合成圓孔。使用放電等離子燒結(jié)制備WC-10Ni3Al板狀晶硬質(zhì)合金時(shí)，在燒結(jié)溫度不高于1 450 ℃的情況下，溫度越高，WC晶粒板狀化越充分，晶粒尺寸越大；隨著升溫速率的增加，合金的硬度和斷裂韌度增大，WC晶粒尺寸則逐漸減小。余洋等[51]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)燒結(jié)溫度相近時(shí)，熱壓燒結(jié)試樣的密度高于放電等離子燒結(jié)試樣的，其主要原因在于前者黏結(jié)相的揮發(fā)程度較小，因此孔隙率更低。但放電等離子燒結(jié)試樣的硬度、橫向斷裂強(qiáng)度和斷裂韌性都表現(xiàn)更佳，這是由于在放電等離子燒結(jié)過(guò)程中，每個(gè)顆粒自身都產(chǎn)生焦耳熱，顆粒獲得的熱源均勻，燒結(jié)致密化是在整個(gè)粉體內(nèi)同時(shí)進(jìn)行的，燒結(jié)體具有更加均勻的顯微組織[52]；而且放電等離子燒結(jié)形成的晶粒更加細(xì)小，成板率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱壓燒結(jié)的[53-54]。

綜上所述，低壓燒結(jié)和熱壓燒結(jié)硬質(zhì)合金表現(xiàn)出更好的致密性和力學(xué)性能；而放電等離子燒結(jié)的效率更高，所得硬質(zhì)合金普遍具有更高的韌性和更好的力學(xué)性能。

4 非均勻結(jié)構(gòu)的板狀晶硬質(zhì)合金

目前板狀晶硬質(zhì)合金的研究，除了集中在原料粉末、球磨工藝和燒結(jié)工藝等方面外，還涉及了非均勻化結(jié)構(gòu)體系，產(chǎn)生了一些有前瞻性的研究成果。

鄭勇等[55]通過(guò)向扁平化處理的鎢+石墨+鈷粉原料中添加一定量的TiC和VC，制得了具有梯度結(jié)構(gòu)的板狀晶硬質(zhì)合金，其表面富硬質(zhì)相、貧鈷，硬質(zhì)相以板狀WC晶粒為主，鈷相的含量在表層一定厚度內(nèi)呈梯度分布。相比均勻結(jié)構(gòu)的板狀晶硬質(zhì)合金，該梯度合金具有表面更硬、心部更韌的特性，適用于礦山鉆采等場(chǎng)合[56-58]。

近年來(lái)，研究人員在制備具有雙尺度或多尺度晶粒結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和韌性配合良好的硬質(zhì)合金材料方面取得了較大的突破[59-61]。雙尺度或多尺度晶粒強(qiáng)韌化的機(jī)理在于細(xì)晶可有效阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，使合金保持高強(qiáng)度，而粗晶在變形過(guò)程中能夠吸收細(xì)晶周圍的應(yīng)變，延緩裂紋擴(kuò)展，從而提高合金的韌性[62-63]。宋曉艷等[64]研究發(fā)現(xiàn)，具有雙尺度晶粒結(jié)構(gòu)的WC-10Co硬質(zhì)合金的斷裂韌度較成分相同且結(jié)構(gòu)均勻的硬質(zhì)合金的提高了15%，且硬度下降不明顯。為減輕板狀WC晶粒硬質(zhì)合金由于晶粒的高度定向排布帶來(lái)的力學(xué)性能各向異性，WANG等[65]通過(guò)調(diào)控不同形貌或不同尺度的鎢+石墨+鈷混合粉末，制備了雙形態(tài)(板狀、棱柱狀WC晶粒)、雙尺度(細(xì)小、粗大WC晶粒)及同時(shí)具有雙形態(tài)和雙尺度WC晶粒的硬質(zhì)合金。雙形態(tài)WC硬質(zhì)合金比單純的板狀WC硬質(zhì)合金具有更優(yōu)異的綜合力學(xué)性能；而形態(tài)和尺度效應(yīng)的協(xié)同作用進(jìn)一步提高了硬質(zhì)合金的力學(xué)性能，具有雙形態(tài)和雙尺度WC晶粒硬質(zhì)合金的橫截面硬度為1 768 HV，斷裂韌度為23.11 MPa·m1/2，橫向斷裂強(qiáng)度高達(dá)4 084 MPa。ZHANG等[26]通過(guò)添加稀土元素和熱固成形制備了含板狀晶WC雙模組織結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)合金，該雙模組織結(jié)構(gòu)板狀晶硬質(zhì)合金較單純板狀晶硬質(zhì)合金具有更好的綜合力學(xué)性能。

5 結(jié)束語(yǔ)

含板狀WC晶粒硬質(zhì)合金因WC特殊的形態(tài)與結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能，有效解決了傳統(tǒng)硬質(zhì)合金硬度與韌性不能兼顧的問(wèn)題，應(yīng)用前景廣闊。然而，通過(guò)上述制備方法雖然均能獲得含有一定數(shù)量板狀WC晶粒的硬質(zhì)合金，但其大都還處于試驗(yàn)探索階段。梯度和雙模結(jié)構(gòu)板狀晶硬質(zhì)合金新材料體系的建立，為板狀晶材料的優(yōu)化提供了更好的研究方向。作為一種還未完全開發(fā)的新材料，板狀WC晶粒硬質(zhì)合金目前還存在著以下亟待解決的問(wèn)題。

(1) 原料粉體納米化化學(xué)介質(zhì)摻雜誘導(dǎo)WC晶粒擇優(yōu)生長(zhǎng)，能在一定程度上提高硬質(zhì)合金內(nèi)部晶粒的成板率，但由于工藝繁瑣，仍然避免不了原料污染概率大、質(zhì)量不穩(wěn)定等客觀問(wèn)題。

(2) 低壓燒結(jié)和熱壓燒結(jié)在一定程度上能改善真空燒結(jié)引起的孔隙等缺陷，提高硬質(zhì)合金的致密性，但存在燒結(jié)時(shí)間長(zhǎng)和燒結(jié)溫度高帶來(lái)的晶粒粗化問(wèn)題。

(3) 等離子輔助球磨和放電等離子燒結(jié)工藝為提高硬質(zhì)合金的加工效率和質(zhì)量可靠性提供了更好的途徑，但也增加了成本。

(4) 目前板狀晶硬質(zhì)合金的研究仍主要集中在制備工藝和性能方面，而在實(shí)際工程中的應(yīng)用研究展開較少，這與板狀晶硬質(zhì)合金目前還停留在研制階段不無(wú)關(guān)系。

綜合以上因素，開發(fā)出高效、可靠、低廉的制備工藝仍然是未來(lái)較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)含板狀WC晶粒硬質(zhì)合金領(lǐng)域的研究重點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)。