鎢鈷類硬質合金(WC-Co 類合金):主要由碳化鎢和鈷組成,常溫時硬度有 HRA89-92,紅熱硬度有 800-900℃,國標牌號是 YG,可用來制造加工脆性材料或沖擊力較大工件的刀具,也可用來加工某些有色金屬。
優(yōu)點
高硬度與耐磨性:常溫下硬度可達 86-93HRA,即使在 500℃的溫度下硬度也基本保持不變,在 1000℃時仍有很高的硬度,在切削、磨削、鉆孔等加工過程中能夠保持長時間的鋒利度,減少磨損。
優(yōu)良的耐熱性:能在高溫環(huán)境下保持其硬度和機械性能,在高速切削、重載切削等高溫工作條件下具有顯著優(yōu)勢。
良好的抗腐蝕性:對酸、堿等腐蝕性介質具有較好的抵抗能力,在弱酸、弱堿、中性環(huán)境下,耐腐蝕性能非常出色。
較高的韌性與抗沖擊性:具有一定的韌性和抗沖擊性,在受到?jīng)_擊或碰撞時不易斷裂或損壞,提高了使用性。
良好的加工性能:可以通過磨削、電火花加工、激光加工等多種方式進行加工和成型,制造過程更加靈活和多樣化。
優(yōu)異的導電性能:導電系數(shù)約為純銅的 1/3 左右,但比金屬鐵和不銹鋼等低導體要高,在電子器件、電極制造等領域具有廣泛應用。
缺點:抗彎強度低、脆性大、怕振以及導熱性能差。
制備方法
液相燒結法:將碳化鎢粉與鋼基體形成粉末后進行混合、成形,然后在有液相存在的條件下,可在真空環(huán)境或是氫氣中進行燒結,燒結過后對產(chǎn)品進行檢查退火即可獲得鎢鋼。成型方法可選擇擠壓成型或者注射成型。
冷等靜壓:在傳統(tǒng)液相燒結法的基礎上,選擇冷等靜壓的加固方法。將粉末冶金法過程中加壓固結所形成的壓坯放入密閉容器中,在壓坯表面覆蓋彈性模具,然后在室溫條件下向容器中沖入高壓液體,使壓坯在各個方向上均勻受力,從而使壓坯更加牢固后再進行燒結成型。
微波燒結法:直接將鎢元素、碳元素和鈷元素的混合粉末壓坯成型后直接進行燒結成鎢鋼的制作工藝。
電冶熔鑄法:取適量配比的碳化鎢粉末以及廢棄的 GCr15 軸承鋼粉,再加入微量元素釔,然后將原料放入中頻感應電爐中制做成自耗電極,之后將電極放入單臂梁立式電渣爐中制成所需鎢鋼。
機械合金法:將制作鎢鋼所需的原料粉末即鋼粉和鎢粉加入球磨罐中,抽取球磨罐中的空氣至真空后再充入氬氣,然后球磨一段時間后取出即可獲得鎢鋼。
自蔓延高溫合成法(SHS):直接將原料粉末混合,然后采用燃燒合成的方法來制備鎢鋼。
硬度與韌性的平衡不同
鎢鋼刀具:高硬度伴隨高脆性,抗沖擊性能較差,受劇烈振動或沖擊易崩刃、斷裂;
高速鋼刀具:硬度較低,但韌性更好(抗彎強度約 3000-4000 MPa,是鎢鋼的 1.5-2 倍),能承受更大的沖擊和切削力,適合復雜刀具(如鉆頭、絲錐)的制作。