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硬质合金性能的改善主要通过两种方法,一是调整硬质相的种类和晶粒度,二是对粘结相进行不断的探索和优化。近几年新型粘结相硬质合金日益受到人们的关注,成为硬质合金研究的热点。本论文通过放电等离子烧结制备了几种钴基复合粘结相硬质合金,并采用X-射线衍射、透射电镜、扫描电镜、光学硬度计及万能试验机等对制备出的硬质合金的微观组织结构及力学性能进行研究,主要内容如下:(1)在不同温度下烧结制得WC-10(Co85-V-Ta)硬质合金块体,研究发现,随着烧结温度的提高,WC晶粒不断长大,晶粒形状呈现棱柱及三角形状。烧结温度为1200℃时,合金维氏硬度最高,达到2079kg/mm2,此后烧结温度提高硬度下降。断裂韧性随烧结温度的提高而提高,在1350℃时达到11.12MPa·m1/2。密度在1300℃时达到最大,为14.18 g/cm3。合金横向断裂强度的变化趋势与密度类似,在1300℃时达到最大,为1351 MPa。合金中出现的异常组织(在WC和粘结相之间形成的富V、Ta相),是由于混合粉末在球磨过程中产生了一定的应力和缺陷、存在较大的表面能,且高温下钒和钽活泼性较强,这些原因使得粘结相粉末在烧结过程中与WC发生剧烈的反应,钒、钽元素再分布,向WC侧迁移。(2)在 1200℃下烧结制得 WC-x(Co85.28-V8.88-Ti5.84)(x=5,8,10,15)硬质合金块体,研究发现,随着粘结相含量的增加,合金的维氏硬度逐渐下降,WC-5(Co85.28-V8.88-Ti5.84)合金硬度最高,达到2204 kg/mm2。合金的断裂韧性和横向断裂强度与之相反,随粘结相含量增加呈现上升的趋势,WC-15(Co85.28-V8.88-Ti5.84)合金断裂韧性为11.43 MPa·m1/2,横向断裂强度为1455MPa。合金的断裂机制以沿晶断裂为主。烧结过程中WC与WC、WC与粘结相粉末之间原子的互扩散、反应程度都较为剧烈,某些区域可能出现钒、钛过量而钴缺失的现象,在这些区域内脆性的碳化钨晶粒无法很好地联结起来。(3)在1200℃下烧结制得WC-8(Co75.21-A13.71-W21.08)硬质合金块体,研究发现,WC-8(Co75.21-Al3.71-W21.08)合金中脱碳相Co3W3C的形成,主要是由于粘结相中过量的W导致的,脱碳相的生成减少了以粘结相存在的Co的质量分数,产生了孔洞和粘结相分布不均的现象。合金维氏硬度为1942 kg/mm2,断裂韧性为 9.23 MPa·m1/2,密度为 14.33 g/cm3。