碳化鎢(WC)基硬質(zhì)合金具有高的硬度,、較小的熱膨脹系數(shù)和優(yōu)良的耐磨及耐腐蝕性能,，被廣泛用于采煤、采礦、石油勘探和金屬切削等領(lǐng)域,。不同用途的硬質(zhì)合金采用不同粒度的WC,。硬質(zhì)合金切削刀具精加工時(shí)采用超細(xì),、亞細(xì)或細(xì)顆粒WC,；重力切削和重型切削中、采用粗顆粒WC,；在礦山工具方面,，如巖石硬度高，沖擊負(fù)荷大,，需采用粗顆粒WC,；在耐沖擊工具方面，以采用中,、粗顆粒WC原料為主,。由于粗WC晶粒對(duì)裂紋有明顯的偏轉(zhuǎn)和分叉作用，故能有效提高硬質(zhì)合金的韌性,，因此,，世界范圍內(nèi)的礦山工具均采用粗晶WC硬質(zhì)合金。

　　制備WC硬質(zhì)合金的傳統(tǒng)方法主要是粉末冶金技術(shù),，但該方法工序復(fù)雜,，時(shí)間長(zhǎng)，能耗高,。近年來(lái),，一些研究集中于利用高能束流的快速制造技術(shù)來(lái)制備WC增強(qiáng)復(fù)合材料，如以WC-17%Co為原料粉末,，采用等離子熔注技術(shù)在Q235 低碳鋼上制備了WC增強(qiáng)表面金屬基復(fù)合材料,；以鑄造WC粉末作為增強(qiáng)顆粒，采用激光熔注技術(shù)制備了WC/Fe復(fù)合涂層,；采用超音速火焰噴涂工藝制備微米結(jié)構(gòu)WC-10Co4Cr 涂層等,，但這些只能解決材料的表面增強(qiáng)問(wèn)題，在塊體WC材料的快速制備方面還進(jìn)展不大,。

　　最近,，科研工作者以W 和C 粉末為原料，利用自耗電極直流電弧原位冶金技術(shù)制備粗晶WC塊體復(fù)合材料，取得了突破性的進(jìn)展,。他們將W 粉和C 粉按照質(zhì)量比93:7 配成混合粉末。自耗電極基材為1Cr18Ni9Ti 不銹鋼管,。將混合粉末與適量Na2SiO3·9H2O 粘結(jié)劑混合均勻,，填充于不銹鋼管內(nèi)并壓實(shí)，低溫烘干,。實(shí)驗(yàn)用直流電弧原位冶金系統(tǒng)主要包括：大功率逆變直流電源,、自動(dòng)升降裝置以及底部為石墨電極的冶金坩堝。自耗電極安裝在自動(dòng)升降裝置上,，接電源負(fù)極,，石墨接電源正極。實(shí)驗(yàn)時(shí),，自耗電極勻速下降與石墨電極接觸引燃電弧,，在直流電弧作用下自耗電極不斷熔化，進(jìn)入坩堝形成熔池,，W 粉和C 粉則在熔池中發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng),。當(dāng)自耗電極熔化結(jié)束后，使其緩慢降溫凝固,，獲得制品,。

　　對(duì)所獲試樣微觀組織的檢測(cè)表明，試樣整體致密,，沒(méi)有明顯的孔洞和裂紋,。該結(jié)果證明，大電流直流電弧能迅速熔化高熔點(diǎn)金屬,，可以實(shí)現(xiàn)WC在熔凝過(guò)程中的原位結(jié)晶長(zhǎng)大,，從而達(dá)到短流程快速制備塊體材料的目的。相分析表明,，在直流電弧原位冶金過(guò)程中,，W 和C 元素通過(guò)溶解進(jìn)入熔池并發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng)，在高溫條件下W2C更容易生成,，隨著C 原子的進(jìn)一步擴(kuò)散,，W2C 向WC轉(zhuǎn)變。一般高能束表面冶金能提供更大的過(guò)冷度,，但降溫速率過(guò)快,，WC最大晶粒尺寸通常僅為20 μm；而直流電弧原位冶金冷卻速度快,，可提供較大的過(guò)冷度,，當(dāng)達(dá)到臨界值時(shí)，WC晶粒得以迅速成核；與表面冶金在基材表面形成的熔池相比,，直流電弧原位冶金熔池能保持較長(zhǎng)的保溫時(shí)間,，有利于WC晶粒的進(jìn)一步長(zhǎng)大，因而形成了最大尺寸約為100 μm 的粗晶WC,。