无粘结相硬质合金具有比WC-Co硬质合金更高的耐磨性、硬度、抗腐蚀性、抗氧化性和抛光性等,在精密光学模具和特种耐磨材料等领域具有广泛的应用前景。制备性能良好的纳米WC粉末是制备性能优异的无粘结相硬质合金的基础和关键。本论文利用铂催化作用下的无氢碳化工艺制备纳米WC粉,并采用热压烧结法制备超细晶无粘结相硬质合金。本文研究了纳米WC粉及无粘结相硬质合金的制备工艺、性能和机理,具体内容如下:1.研究了铂催化作用下无氢碳化过程中的物相结构转变,铂催化剂添加量对纳米WC粉物相和形貌的影响,碳化温度对纳米WC粉物相和形貌的影响。结果表明:无氢碳化过程中AMT到WC的过程为:AMT→WO3→WO2.72→WO2→W→W2C→WC。微量铂催化剂有利于降低碳化温度,改善WC粉的形貌和性能;过量铂催化剂将消耗碳源导致产物缺碳。随着碳化温度升高,WC的颗粒粒径增大、分散性变差。铂催化作用下无氢碳化法制备纳米WC粉的最佳工艺为:铂催化剂添加量0.01 wt%,碳化温度1050℃,碳化时间100 min。所得WC粉平均颗粒粒径为89.5 nm,粒径分布集中,颗粒分散性好。2.以无氢碳化法制备的纳米WC粉为原料,采用热压烧结法制备超细晶无粘结相硬质合金,研究了烧结工艺参数对无粘结相硬质合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度上升和保温时间延长,平均晶粒粒径增大,试样的相对密度增大;试样的力学性能与致密度、晶粒粒径密切相关;烧结温度过高会使晶粒异常长大、合金中出现W2C相,导致试样的力学性能下降。无粘结相硬质合金的最佳热压烧结工艺参数为:烧结温度1700℃,压力40 MPa,保温时间60 min,所得无粘结相硬质合金的平均晶粒粒径为263.6 nm,维氏硬度为 2887 kg·mm-2,断裂韧性为 7.1 MPa·mm1/2。