由于其硬度和耐熱性,鎢是高速鋼(一種工具鋼)中的常見合金元素。這些合金工具鋼能在高溫時保持硬度,使它們經(jīng)受住高速切削工具時的高溫和磨損。它們的鎢含量因合金而不同,但可以高達18.75%。這些鋼還包含碳,并且往往還包括一定比例的鉬、鉻和釩等合金屬。此外,有時也使用少量的銅、鎳和磷。
硬質(zhì)合金刀具比高速鋼切削速度高4~7倍,刀具壽命高5~80倍。制造模具、量具,壽命比合金工具鋼高 20~150倍。可切削50HRC左右的硬質(zhì)材料。
但硬質(zhì)合金脆性大,不能進行切削加工,難以制成形狀復(fù)雜的整體刀具,因而常制成不同形狀的刀片,采用焊接、粘接、機械夾持等方法安裝在刀體或模具體上使用。
鎢鋼燒結(jié)過程的四個基本階段:
1、脫除成形劑及預(yù)燒階段,在這個階段燒結(jié)體發(fā)生如下變化:
成型劑的脫除,燒結(jié)初期隨著溫度的升高,成型劑逐漸分解或汽化,排除出燒結(jié)體,與此同時,成型劑或多或少給燒結(jié)體增碳,增碳量將隨成型劑的種類、數(shù)量以及燒結(jié)工藝的不同而改變。
粉末表面氧化物被還原,在燒結(jié)溫度下,氫可以還原鈷和鎢的氧化物,若在真空脫除成型劑和燒結(jié)時,碳氧反應(yīng)還不強烈。粉末顆粒間的接觸應(yīng)力逐漸消除,粘結(jié)金屬粉末開始產(chǎn)生回復(fù)和再結(jié)晶,表面擴散開始發(fā)生,壓塊強度有所提高。
2、固相燒結(jié)階段(800℃——共晶溫度)
在出現(xiàn)液相以前的溫度下,除了繼續(xù)進行上一階段所發(fā)生的過程外,固相反應(yīng)和擴散加劇,塑性流動增強,燒結(jié)體出現(xiàn)明顯的收縮。
3、液相燒結(jié)階段(共晶溫度——燒結(jié)溫度)
當(dāng)燒結(jié)體出現(xiàn)液相以后,收縮很快完成,接著產(chǎn)生結(jié)晶轉(zhuǎn)變,形成合金的基本組織和結(jié)構(gòu)。
4、冷卻階段(燒結(jié)溫度——室溫)
在這一階段,鎢鋼的組織和相成分隨冷卻條件的不同而產(chǎn)生某些變化,可以利用這一特點,對鎢鋼進行熱處理以提高其物理機械性能。
鎢鋼的分類根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)進行。這種分類的依據(jù)是工件的材料種別(如P,M,K,N,S,H牌號)。粘結(jié)相成份主要是利用其強度和耐蝕性。
鎢鋼的基體由兩部分組成:一部分是硬化相;另一部分是粘結(jié)金屬。粘結(jié)金屬一般是鐵族金屬,常用的是鈷、鎳。因此就有了鎢鈷合金、鎢鎳合金及鎢鈦鈷合金。