無(wú)磁硬質(zhì)合金材料的研發(fā)和生產(chǎn)是新型硬質(zhì)合金材料意義重大的表現(xiàn)。硬質(zhì)合金是以元素周期表第ⅣA、ⅤA、ⅥA族難熔金屬碳化物(如碳化鎢WC)，以鐵族過(guò)渡族金屬(鈷Co、鎳Ni、鐵Fe)作為粘結(jié)相，通過(guò)粉末冶金工業(yè)燒結(jié)而成。以上碳化鎢都是無(wú)磁的，而Fe、Co、Ni都是有磁的，其居里點(diǎn)分別為770℃、1120℃、354℃。其中Ni(鎳)的居里點(diǎn)相對(duì)較低，可以通過(guò)一些方法將其降至室溫以下，用Ni做粘結(jié)劑是制取無(wú)磁合金的必備條件。
獲得WC-Ni系無(wú)磁硬質(zhì)合金有以下方法：
1.嚴(yán)格控制碳含量
WC-Ni合金和WC-Co合金一樣，碳含量是影響W在粘結(jié)相中固容量的主要因素，即合金中碳化合物相的碳含量越低，Ni粘結(jié)相中W的固溶量越大，其變化范圍約在10~31%。當(dāng)W在Ni粘結(jié)相中的固溶量超過(guò)17%時(shí)，合金就呈無(wú)磁性。這種方法的實(shí)質(zhì)是通過(guò)降低碳含量，提高W在粘結(jié)相中的固溶量來(lái)獲得無(wú)磁硬質(zhì)合金。實(shí)際通常采用碳含量低于理論碳含量的WC粉，或在混合料中加入W粉的方法來(lái)達(dá)到生產(chǎn)低碳合金的目的。不過(guò)，單純利用控制碳含量的方法來(lái)制取無(wú)磁合金是非常困難的。
2.添加鉻Cr、鉬Mo、鉭Ta
高碳的WC-10%Ni(wt%重量百分比)合金在常溫下呈鐵磁性，如果以金屬的形式添加0.5%以上的Cr、Mo和1%以上的Ta，可使高碳合金由鐵磁性轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)磁性。添加Cr，合金磁性與碳含量無(wú)關(guān)，Cr在合金粘結(jié)相中與W一樣大量固溶的結(jié)果。而添加Mo、Ta的合金只能在一定的碳含量下轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)磁合金。由于Mo、Ta在粘結(jié)相中固溶量較少，大部分Mo、Ta只是奪取WC中的碳形成了相應(yīng)的碳化物或碳化物固溶體，所以合金成分向低碳側(cè)偏移，從而引起W在粘結(jié)相中的固溶量增加。也就是說(shuō)，添加Mo、Ta的方法實(shí)際上還是通過(guò)降低碳含量來(lái)獲得無(wú)磁合金，雖然不如添加Cr容易控制，但比純WC-10%Ni合金在控制碳含量方面相對(duì)容易些，含碳量的范圍由5.8~5.95%拓寬至5.8~6.05%。
3.添加NiB或AI
以含硼1~8的NiB(硼化鎳)為粘結(jié)相，以WC、TiC(碳化鈦)、TaC(碳化鉭)等為硬質(zhì)相，通過(guò)1300~1450℃真空燒結(jié)制成的。當(dāng)粘結(jié)相中硼含量大于8%時(shí)，抗彎強(qiáng)度明顯下降。這種合金之所以能獲得無(wú)磁性，推斷是由于硼在合金粘結(jié)相中固溶而使合金居里點(diǎn)降低，或者是由于硼與WC反應(yīng)生成新的硬質(zhì)相而使合金變成低碳合金的結(jié)果。在WC-Ni系硬質(zhì)合金中添加Al,如成分為WC-0.75%Al-14.25%Ni的合金，這種合金在室溫下呈弱磁性，其抗彎強(qiáng)度為1670MPa，硬度為87.4HRA。
在無(wú)磁合金的生產(chǎn)制備方法中，第二種方法在生產(chǎn)中得到了實(shí)際應(yīng)用。種方法因工藝難以控制，第三種方法因?yàn)樾阅茌^差而沒(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
就第二種方法來(lái)說(shuō)，雖然可以滿(mǎn)足生產(chǎn)無(wú)磁硬質(zhì)合金的要求，但還存在一些問(wèn)題。碳含量是生產(chǎn)無(wú)磁合金中比較難準(zhǔn)確控制的因素，也是獲得正常性能硬質(zhì)合金的基本前提。W-C-Ni三元系能得到正常組織結(jié)構(gòu)(二相區(qū))的碳成分范圍比較窄，而其中能夠獲得無(wú)磁合金的范圍更窄。在工業(yè)生產(chǎn)條件下，比較難以保證合金組織在二相區(qū)中的無(wú)碳區(qū)。如果希望合金無(wú)磁，往往控制碳含量在二相區(qū)的低碳側(cè)，如果碳含量過(guò)低，就會(huì)析出θ相，從而嚴(yán)重影響合金機(jī)械性能。雖然添加Mo、Ta等合金元素可使合金粘結(jié)相二相區(qū)中無(wú)碳區(qū)的范圍增大，但增寬幅度畢竟有限。
對(duì)于添加Cr生產(chǎn)無(wú)磁合金的方法來(lái)說(shuō)，其磁性不依賴(lài)合金碳含量的變化。但是加入Cr3C2(碳化鉻)后合金的強(qiáng)度會(huì)受到影響。生產(chǎn)的無(wú)磁硬質(zhì)合金，無(wú)磁的重要指標(biāo)是磁導(dǎo)率偏高，其機(jī)械性能(強(qiáng)度、硬度、耐磨性等)有待進(jìn)一步提高
鎢泥是一種健康環(huán)保的新興產(chǎn)品，其本身不含有毒成分也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，具有長(zhǎng)久的使用壽命。因?yàn)樵摦a(chǎn)品常用于兒童玩具，所以在使用時(shí)要防止兒童吞食，并且在拿捏過(guò)后要洗手。鎢泥在存放時(shí)要避免和食品放在一起以防誤食，并且遠(yuǎn)離兒童能觸摸的地方。在使用鎢泥時(shí)要保證有大人陪同，以防以外情況發(fā)生。如果發(fā)現(xiàn)兒童吞食行為要馬上讓孩子吐出，嚴(yán)重的要馬上送往醫(yī)院。
采用氫還原三氧化鎢或仲鎢酸銨的方法制備。用氫還原法制取鎢粉的工藝過(guò)程一般分為兩個(gè)階段：階段在500～700℃溫度下，三氧化鎢還原成二氧化鎢；第二階段在700～900℃溫度下，二氧化鎢還原成鎢粉。還原反應(yīng)常在管式電爐或回轉(zhuǎn)式爐中進(jìn)行。
還原鎢粉的性能(如純度、粒度、粒度組成等)主要取決于還原工藝。在管式爐中還原鎢粉時(shí)，影響還原速度的主要工藝參數(shù)是還原溫度、燒舟中氧化鎢的裝載量、燒舟移動(dòng)速度、氫氣流速及氫氣中水分含量。隨著還原溫度的升高，鎢粉的粒度變粗。
鎢粉的制取除了氫還原法外，還有早期采用的氧化鎢碳還原法，還原溫度高于1050℃。用這種方法得到的鎢粉純度較低。此外，用金屬鋁、鈣、鋅等還原氧化鎢的工藝研究工作亦在進(jìn)行中。對(duì)于特殊應(yīng)用而要求高純度、超細(xì)粒度的鎢粉，則發(fā)展了氯化鎢氫還原法，得到的鎢粉粒度可小于0.05μm。
工業(yè)生產(chǎn)可用氫氣還原三氧化鎢制得；或?qū)⒅冁u酸銨用酸處理，再經(jīng)熟分解得到三氧化鎢，用氫氣還原制得。
1.
氫氣還原三氧化鎢法：用氫氣還原可分二個(gè)階段進(jìn)行，階段將三氧化鎢加熱至550～800℃，用氫氣還原，第二階段還原在650～850℃時(shí)進(jìn)行，制得鎢粉成品。
2.
也可先將仲鎢酸銨通氫或不通氫還原成藍(lán)色氧化鎢（藍(lán)鎢），再用氫還原成鎢粉。鎢粉的粒度、粒度組成是鎢粉的重要質(zhì)量指標(biāo)。還原在管式電爐或回轉(zhuǎn)式電爐內(nèi)進(jìn)行。
鎢絲的電阻率是5.3*10^-8，鎢的熔點(diǎn)高，電阻率大，強(qiáng)度好，蒸氣壓低，是所有純金屬中制作白熾燈絲的材料。但鎢的硬度大且脆，很難加工。當(dāng)電流通過(guò)鎢絲被加熱到一定溫度，鎢絲的電阻值也就增加到一定值(一般金屬絲的電阻值隨溫度升高而增加)。1909年，庫(kù)利奇發(fā)明了鎢絲的加工工藝，為白熾燈泡的生產(chǎn)和推廣起了決定性的作用，其基本原理一直沿用到今天。