制備方法
液相燒結(jié)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(jié),燒結(jié)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(jié)法的基礎(chǔ)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(jié)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(jié)成型。
微波燒結(jié)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(jié)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(yīng)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。
地質(zhì)礦山工具:用于沖擊鑿巖用釬頭、地質(zhì)勘探用鉆頭、礦山油田用潛孔鉆、牙輪鉆以及截煤機截齒、建材工業(yè)沖擊鉆等。
硬度與韌性的權(quán)衡
鎢鋼的高硬度伴隨高脆性,抗彎強度較低(一般 1000-3000MPa),受沖擊易斷裂;而鋼材(尤其是結(jié)構(gòu)鋼)韌性更好,可承受彎曲、沖擊等載荷,硬度與韌性的平衡更靈活。
對切削性能的實際影響
鎢鋼刀具:因超高硬度,可切削硬度較高的材料(如淬火鋼、鑄鐵),且耐磨性極強,刀具壽命是高速鋼的 5-10 倍;但只能用于平穩(wěn)切削,不適合斷續(xù)切削或粗加工(易崩刃)。
高速鋼刀具:硬度較低,更適合切削軟材料(如未淬火鋼、鋁、銅),且因韌性好,可制作成復(fù)雜形狀(如麻花鉆、齒輪刀具),適合低速、大進給量的粗加工或斷續(xù)切削。