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随着矿山、油气资源开发和基础设施建设的迅速发展,对新一代高效、长寿命粗晶超粗晶矿用硬质合金的需求量日益增加。现代采掘业高冲击载荷、热冲击以及强烈磨料磨损的工况条件,对硬质合金矿用工具材料的性能要求非常高。深冷处理和时效处理是能有效改变金属材料组织结构与合金性能的后处理工艺。将深冷处理和时效处理工艺应用于粗晶超粗晶矿用硬质合金有重大的研究价值和应用前景。本论文以粗晶WC-10Co硬质合金为研究对象,制备了四种不同碳含量的粗晶WC-10Co硬质合金样品,并对试样进行了空白对照、深冷处理以及回火+深冷处理三种处理工艺后,采用电解选择性腐蚀法溶除WC-Co硬质合金表层中的WC硬质相,研究了腐蚀时间、WC粒度、Co相含量对WC选择性腐蚀速度的影响;研究了不同处理工艺对不同碳含量硬质合金样品的力学性能、饱和磁化强度、相结构、显微组织和冲击磨粒磨损性能的影响,并结合实验结果讨论了影响机理;通过与国内外相关研究进行对比,得出以下结论:(1)对于WC-6Co～WC-14Co的粗晶硬质合金,合金中WC硬质相的电解腐蚀速率与腐蚀时间、WC粒度以及Co含量密切相关。在常规电解腐蚀条件下,当选择性电解腐蚀9h时,可获得最佳的合金表层中WC相溶除效果;(2)硬质合金的耐冲击磨粒磨损性能与硬质合金的含碳量以及后处理方式密切相关:通过降低含碳量,可使烧结合金的冲击磨粒磨损量降低60%以上;通过回火+深冷处理,可使合金的冲击磨粒磨损量进一步降低20%以上;(3)深冷处理以及回火+深冷处理后硬质合金的显微组织结构未发生明显改变。但HRTEM观察发现:烧结态低碳WC-10Co硬质合金的Co相中存在着少量成分为WxCoyCz、尺寸为3～5nm、与Co相基体形成完全共格界面的球状弥散相;回火+深冷处理后,由于回火(时效)处理时产生原位沉淀析出效应,纳米WxCouCz弥散相的数量明显增加,使合金的维氏硬度(HV30)轻微上升。(4)在不产生η相的前提下,粗晶WC-10Co硬质合金采用较低碳含量和回火(时效)+深冷处理工艺可获得最佳的耐冲击磨粒磨损性能。对于粗晶合金磨粒磨损性能的提升,Co粘结相中原位析出的纳米弥散相的沉淀强化作用至关重要;合金中WC硬质相邻接度的降低对避免应力集中起到了重要作用;深冷处理后合金表面宏观压应力增加有利于抑制合金表面微裂纹的生成与扩展导致的合金早期失效,从而有利于提高粗晶WC-Co合金的耐磨寿命。