硬质合金的生产需要消耗大量的钴资源,然而,我国却是一个Co资源严重缺乏的国家,每年需要大量进口Co原料来维持我国Co产品及Co相关领域的发展。同时,Co作为一种战略资源,价格昂贵且容易大幅波动,这增加了我国Co行业发展的风险。因此,减少Co在硬质合金中的使用对缓解我国Co资源的依赖和Co行业的发展有重要意义。鉴于此,本文目的是利用其它元素部分取代Co作为粘结相,且不降低硬质合金的综合性能。本工作选用Cu替代Co元素,原因有三方面:其一,Cu是周期表中距离Co最近的同周期元素,且密度与Co相近;其次,Cu能降低液相烧结温度,抑制晶粒长大;最后,Cu的储量巨大,价格便宜。但是,由于Cu与WC间较差的润湿性,直接加入Cu后会降低合金的耐磨性和耐腐蚀。因此,在以部分Cu替代Co之前,先利用Mo优异的属性来改善合金的性能,随后在优化Mo含量的基础上以Cu部分取代Co,并寻找较合适的Cu添加量。硬质合金通过低压烧结的方式制备,并对其微观组织、力学性能、耐磨性能和耐腐蚀性能进行分析,结果发现,由于Mo能提升WC和粘结相间的润湿性,且能减少WC在液相中的析出,降低WC颗粒的溶解-析出几率,进而提高合金的致密性并细化WC晶粒尺寸。合金的致密度由未添加Mo时的98.83%提升至Mo含量为1.5 wt.%时的99.64%,平均WC晶粒尺寸则由0.68μm降低至0.56μm。此外,晶粒尺寸的减小使得硬度由1713 HV提高到1898 HV。当Mo含量为1.5 wt.%时,合金的抗弯强度为最大,约为2637 MPa。同时,WC-8Co-1.5Mo合金的磨损率和酸性条件下的腐蚀电位比WC-8Co合金分别降低了70.61%和93.76%。在WC-8Co-1.5Mo合金中加入Cu后,合金的致密度出现下降,这可能是由Cu较差的润湿性所致。此外,Cu能降低液相烧结温度,在一定程度上抑制晶粒长大。当Cu添加量较少时能小幅细化WC晶粒,提高合金硬度和抗弯强度。当Cu含量为1.2 wt.%时,WC-6.8Co-1.2Cu-1.5Mo合金的致密度、WC平均尺寸、硬度和抗弯强度分别为99.31%、0.53μm、1908 HV和2617 MPa,相比于WC-8Co硬质合金都有一定程度的提升。虽然Cu的加入会降低合金的耐磨性和耐腐蚀性,但WC-6.8Co-1.2Cu-1.5Mo合金在酸性环境下的腐蚀电流和磨损率相比WC-8Co硬质合金分别下降了90.99%和14.69%。由此可见,利用Cu来替代部分Co作为粘结相是可行的。