WC基硬质合金材料，以其高硬度、高强度、高耐磨性、高弹性模量、高导热性、高导电性和良好的化学稳定性等综合性能，被称为“现代工业的牙齿”。近年来IT产业、电子技术和计算机工业的迅猛发展对WC-Co硬质合金材料提出了新的要求，超细WC-Co硬质合金的出现有效地解决了传统WC-Co硬质合金材料在性能上的不足。超细WC-Co硬质合金材料虽然性能优越、应用广泛，但制备难度大，其关键在于高质量WC-Co纳米复合粉体的制备。本文从粉体合成入手，采用氮化物转化法合成纳米WC和WC-Co粉体。借助热力学计算及XRD分析，系统研究了氮化物转化法的反应历程；在此基础上研究了WC粉体的无压、热压、SPS烧结致密化行为，分析了烧结方式与烧结制度对材料的致密化、显微结构及力学性能的影响；利用氮化物转化法所制备的WC-8wt%Co粉体为原料，以通过无压烧结、放电等离子烧结作为烧结方式获得了致密的超细WC-Co硬质合金，并研究其显微结构和力学之间的关系。主要研究内容如下：　　 (1)采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备粒径为40 nm的WO3粉体，再经氮化物转化法制备纳米WC粉体。所制备的WC粉体粒径分布均匀，粒径为20～30 nm，其比表面积为24.6 m2/g，并对比了氮化物转化法与直接碳化法的反应历程与优势。在氮化物转化法制备W2N粉体的基础上，以碳黑作为碳源，通过W2N与碳黑之间的固相反应制备平均粒径为120 nm的WC粉体，游离碳含量低。采用氮化-原位分解法制备纳米钨粉，考察反应前后的物相、形貌与比表面积，合成了平均粒径为20 nm、比表面积为6.52 m2/g的纳米钨粉。　　 (2)首次采用氮化物转化法合成出纳米WC-Co粉体。分析了钴相的添加方式对氮化的影响：与WO3-CoWO4相比较，以WO3-CoO为原料更利于氮化反应的进行，经氮化转化法后制得粒径为50 nm的WC-Co纳米复合粉体，尺寸小于直接碳化法所合成的WC-Co粉体，并分析两种方法差异所产生的原因。在制得W2N-CoN的基础上，通过W2N-CoN与碳黑的固相反应获得平均尺寸为45 nm的WC-Co粉体；生成WC-Co粉体的条件为750℃保温2h，远低于文献中其他方法制备WC-Co粉体所需的温度条件。　　 (3)经氮化物转化法固相反应所制备的WC粉体烧结活性明显高于商业化WC粉体。经1700℃热压1h后样品相对密度达96.6%，晶粒平均尺寸为1.91μm，维氏硬度为20.6 GPa。在此基础上，对样品的热压工艺进行优化，样品在1620℃热压3h后致密度达96.6%，晶粒平均尺寸为0.96μm，维氏硬度为21.8 GPa。商业化粉体经2000℃热压后密度仅为92.5%；同时由于粉体中氧污染的存在，所制备的材料中含有W2C杂相。　　 (4)对氮化物转化法固相反应所制备的WC粉体进行SPS烧结，在1420℃的条件下制备了相对密度为98.6%的WC材料，样品晶粒平均尺寸为0.90μm，维氏硬度为24.5 GPa。利用W2N的分解和WC烧结所需温度的差异，经反应SPS烧结制备纳米无粘结剂WC硬质合金。得益于原位分解和反应烧结的优点，样品烧结活性高，在1350℃即可完成致密化，低于文献中报道的SPS烧结温度；样品晶粒平均尺寸为270 nm，维氏硬度为25.4 GPa。　　 (5)氮化物转化法所制备的WC-8wt%Co粉体烧结活性高，致密化行为在1300℃完成，经1300℃烧结后样品晶粒平均粒径为0.96μm，维氏硬度达17.0GPa，断裂韧性为6.9 MPa·m1/2，性能与相同组分的标准样品YG8U(16.8 GPa)相近。在传统无压烧结的基础上，使用两步烧结法对WC-Co细晶化进行探索：将温度升至1450℃后迅速降温至1300℃保温，对比传统一步烧结的形貌并未获得抑制晶粒长大的效果。初步分析保温温度1300℃对于纳米WC-Co粉体的烧结偏高。　　 (6)通过放电等离子烧结WC-Co硬质合金能降低烧结温度和抑制晶粒长大，经1200℃烧结后，样品平均粒径为0.71μm，维氏硬度为18.4 GPa，断裂韧性为10.3 MPa·m1/2，力学性能高于无压烧结样品；添加VC作为晶粒生长抑制剂在相同的条件烧结后，样品的晶粒尺寸进一步降低，维氏硬度达19.8 GPa。