硬質合金刀具氧化行為

硬質合金刀具在加工工件時，刀具前刀面摩擦區溫度高達500℃以上。硬質合金刀具的氧化行為成為刀具失效的原因之一，空氣中的氧氣與硬質合金刀具組分發生氧化反應，造成刀具表面附近區域的硬質合金成分和顯微結構發生改變，降低了刀具的力學性能，而刀具氧化及化學腐蝕是刀具磨損的主要原因。

WC-Co硬質合金在氧氣介質中的氧化行為，由於WC-Co硬質合金在高速切削時，在刀具和工件接觸面的溫度高達到1000℃，因此，WC-Co硬質合金很容易發生氧化，並且在不同濃度的氧氣氣氛中，WC-Co硬質合金均發生氧化，氣氛中的氧氣含量越高，氧化現象越嚴重，試樣表面為W03氧化層，其呈現多孔，且易龜裂，龜裂是因為在氧化過程中生成了 CO和CO2氣體，之後氣體揮發導致試樣表面形成氣孔，大量氣孔相互連通。氧化物的形成原因為WC脫碳，氧氣與WC中的C發生反應，生成揮發性碳氧化物，而WC貧碳生成W2C，WC-Co硬質合金的氧化會使合金的強度降低，並伴隨材料的膨脹現象。WC的氧化首先生成三氧化碳，三氧化碳脆性且多孔隙，氧氣通過WO3擴散，在成碳氧化物，隨著微孔洞的長大，形成氣孔。

影響WC-Co硬質合金刀具抗氧化性能的因素與氧氣的的含量及流速、氧化溫度的高低和氧化時間的長度，以及材料本身的化學成分和顯微結構有關，如WC晶粒度和Co含量等。氧氣含量越高，流速越高，氧化溫度越高，材料氧化越嚴重。Co含量、WC晶粒度是影響硬質合金抗氧化性能的重要因素，適當提高Co含量並細化WC晶粒可以改善硬質合金刀具材料的抗氧化性能。