表面贫Co梯度硬质合金具有表面耐磨性好、心部强韧性高的优点,成为近几十年来国际硬质合金学术研究和产业界关注的热点。本论文以WC粒径0.8μm, Co含量10wt.%的WC-Co硬质合金为研究对象,开展无η相梯度硬质合金制备工艺优化及性能的研究工作。运用正交实验设计法,对无η相超细梯度硬质合金制备工艺参数的优化进行了研究。结果表明,在无η相梯度超细硬质合金制备过程中,温度对梯度层厚度和贫Co幅度的影响高度显著；甲烷浓度对梯度层厚度影响高度显著,对贫Co幅度影响不显著；时间对梯度层厚度的影响相对显著,对贫Co幅度影响不显著;混合气体流量对梯度层厚度和贫Co幅度的影响都不显著。随温度的升高和时间的延长,梯度层厚度和贫Co幅度增大；随甲烷浓度的增大,梯度层厚度和贫Co幅度减小；随混合气体流量的增加,梯度层厚度和贫Co幅度先增大、后减小。在本研究条件下,制备无η相超细晶梯度硬质合金的最优工艺参数组合为：时间240min,温度1320℃,甲烷浓度1.2vo1.%,混合气体流量8L/min。WC晶粒尺寸有长大的趋势,但仍在超细晶尺度之内。对无η相超细梯度硬质合金的性能进行了研究。结果表明,在梯度硬质合金制备过程中,试棒会产生不同程度的变形,工艺因素对变形量的影响无明显规律。渗碳热处理后试样钴磁值增大,矫顽磁力减小。梯度硬质合金试样的硬度沿截面径向呈梯度分布,试样表面的硬度值显著高于烧结态硬质合金。试样烧结面的残余应力数值降低,应力状态由拉应力转变为压应力。对Co含量及WC晶粒度对梯度结构的影响进行了研究。结果表明,在无η相梯度硬质合金制备过程中,C原子与W原子结合形成WC,以及表面与心部之间液相压力差的共同作用,形成了无η相梯度超细硬质合金中的Co相梯度结构。Co含量越高,WC晶粒度越大,越易获得较大的梯度层厚度和贫Co程度。即,在WC晶粒度相同,Co含量不同时,Co含量越高,形成的梯度层厚度和贫Co程度越大；在Co含量相同,WC晶粒度不同时,WC晶粒度越大,形成的梯度层厚度和贫Co程度越大。