金屬鎢粉的性能在很大程度上影響后續(xù)產(chǎn)品的加工性能和質(zhì)量。不論是硬質(zhì)合金領(lǐng)域或鎢材加工領(lǐng)域都對(duì)原料鎢粉提出了相應(yīng)的化學(xué)純度和物理性能要求，特別是對(duì)物理性能的要求愈來(lái)愈高。
1.化學(xué)純度
硬質(zhì)合金及鎢制品生產(chǎn)時(shí)，對(duì)鎢粉的化學(xué)純度要求較高。鎢粉中殘留的雜質(zhì)元素對(duì)產(chǎn)品的加工性能和使用性能產(chǎn)生影響。例如，在以APT為原料生產(chǎn)鎢粉的過(guò)程中，物料與煅燒、還原爐管以及舟皿等直接接觸，引起Fe、Ni、Cr、Si等雜質(zhì)含量增高，化學(xué)純度降低。這些雜質(zhì)元素有的是從原料帶入的，有的是由舟皿或爐管材料脫落引起的，當(dāng)它們達(dá)到一定的含量或聚集成足夠大的尺寸時(shí)，可能成為后續(xù)加工或使用的缺陷源。
鎢粉中雜質(zhì)對(duì)硬質(zhì)合金性能的影響非常復(fù)雜。有些是有害的，有些是有益的。目前的研究認(rèn)為Ca、Mg、P、As、Si、S、Fe、Ni、Cu、Al、Mo會(huì)使合金強(qiáng)度降低，K、Na促進(jìn)WC晶粒長(zhǎng)大，V和cr則起抑制晶粒長(zhǎng)大的作用。如WO，中的Mo含量超過(guò)0.5%后，會(huì)引起后續(xù)合金抗彎強(qiáng)度降低。
鎢粉中的氧能與碳化物發(fā)生反應(yīng)，吸收碳化物中的碳而引起硬質(zhì)合金脫碳，合金嚴(yán)重脫碳時(shí)出現(xiàn)叼相，使合金變脆；反應(yīng)放出的氣體增加合金中的孔隙度，降低合金的強(qiáng)度。根據(jù)不同的還原工藝與設(shè)備，鎢粉中的氧含量一般在0.05%～0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))之間，且隨鎢粉粒度的減小而增加。
2.物理性能
金屬鎢粉的物理性能主要有平均粒度、粒度分布、顆粒聚集度、顆粒形貌、比表面積、松裝密度、振實(shí)密度、霍爾流速等。
(1)平均粒度和粒度分布
不論是硬質(zhì)合金或鎢制品，對(duì)鎢粉的平均粒度和粒度分布都有著嚴(yán)格的要求。在硬質(zhì)合金領(lǐng)域，鎢粉的粒度和粒度分布直接影響所生產(chǎn)的wC粉的粒度及粒度分布。wC粉粒度則影響硬質(zhì)合金制品的性能。
研究發(fā)現(xiàn)，WC粉的特性受鎢粉特性的制約，鎢粉碳化成WC后，顆粒大小略有變化，一般情況下，wc粉的晶粒度比原料鎢粉的晶粒度更小。生產(chǎn)粗、中、細(xì)顆粒的WC粉需要采用粗、中、細(xì)顆粒的鎢粉，不均勻的鎢粉碳化所得到的WC粉也不均勻。
不同用途的硬質(zhì)合金根據(jù)其所用WC粉粒度不同，對(duì)原料鎢粉的平均粒度及粒度組成有不同的要求。切削刀具要求鎢粉及WC粉粒度細(xì)，粒度分布較窄。沖擊工具要求鎢粉及WC粉粗，粒度分布較寬。粗晶WC用平均粒度25.8μm鎢粉的粒度分布如圖3-1所示。
測(cè)定粉末粒度和粒度分布的方法很多，費(fèi)氏粒度儀和激光粒度分析儀在金屬鎢粉中應(yīng)用比較廣泛。但由于兩種測(cè)定方法的原理不同，同一粉末所得測(cè)定值不盡相同，因此鎢粉粒度一般應(yīng)說(shuō)明是費(fèi)氏平均粒度或激光平均粒度。另外還應(yīng)指出，“供應(yīng)態(tài)”鎢粉通常存在不同程度的團(tuán)聚，它與生產(chǎn)條件有關(guān)。采用這種樣品測(cè)量得到的鎢粉平均粒度與粉末的真實(shí)粒度存在差異。例如，某些亞微細(xì)鎢粉“供應(yīng)態(tài)”的粒徑為1～2μm，經(jīng)解聚分散后的數(shù)值降至0.4-～0.5μm。對(duì)粒度在1～10μm范圍的鎢粉，在大多數(shù)情況下測(cè)定“供應(yīng)態(tài)”粒徑即可滿足生產(chǎn)要求。對(duì)于亞微細(xì)鎢粉和較粗顆粒的鎢粉，為了更準(zhǔn)確地表征顆粒的大小，須采用“研磨態(tài)”樣品進(jìn)行平均粒度和粒度分布測(cè)試。
粒度分布是粒度的函數(shù)。粒度愈粗，粒度分布愈寬。對(duì)某一給定的粒度，生產(chǎn)中采用濕氫或向氧化鎢(或APT中)中添加堿金屬(如K、Na等)等方法，可使晶粒長(zhǎng)大。粒度分布的測(cè)定常采用“研磨態(tài)”樣品。
鎢粉的平均粒度一般用其直徑的微米數(shù)表示，但在生產(chǎn)實(shí)踐中往往采用一些半定量的概念，通常的分類(lèi)有：
①特粗顆粒：平均粒度>30μm；
②粗顆粒：平均粒度10～30μm；
③中顆粒：平均粒度3～10μm；
④細(xì)顆粒：平均粒度0.5～3μm；
⑤超細(xì)顆粒：平均粒度<0.5μm。
(2)聚集程度
通常用“供應(yīng)態(tài)”粉末和“研磨態(tài)”粉末的粒度之差來(lái)表征粉末的聚集程度。細(xì)鎢粉的聚集程度通常比粗鎢粉高。對(duì)鎢材生產(chǎn)而言，聚集程度直接影響到生坯的強(qiáng)度。在WC生產(chǎn)過(guò)程中，鎢粉的聚集程度對(duì)配碳的均勻性產(chǎn)生影響。
(3)顆粒形貌
鎢粉的顆粒形貌對(duì)其壓制性能和生坯強(qiáng)度產(chǎn)生影響。不規(guī)則的顆粒形貌引起顆粒間的互鎖，提高生坯強(qiáng)度。球形鎢粉流動(dòng)性好，特別適用于噴涂材料。同樣在制備WC時(shí)，鎢粉的形貌亦影響到WC粉的形貌。
(4)比表面積
單位質(zhì)量鎢粉所具有的總表面積稱為鎢粉的比表面積，常用m2/g來(lái)表示。鎢粉的比表面積通常在0.01～12m2/g之間。它間接反映鎢粉的粒度大小和顆粒形貌，是衡量鎢粉的燒結(jié)活性、溶解特性以及在碳化過(guò)程中與氣固態(tài)物質(zhì)反應(yīng)能力的重要指標(biāo)。
(5)松裝密度和振實(shí)密度
鎢粉的松裝密度和振實(shí)密度隨粉末平均粒度的增加而增加，典型鎢粉的松裝密度與其費(fèi)氏平均粒度的關(guān)系如表3-3所示。粉末的粒度分布愈窄、顆粒形貌愈復(fù)雜的聚集程度愈嚴(yán)重，則松裝密度愈小，一般可通過(guò)調(diào)整還原過(guò)程的工藝參數(shù)來(lái)控制。
(6)流動(dòng)性
鎢粉的流動(dòng)性受粒度、粒度分布以及顆粒形貌的影響，粉末粒度越粗、顆粒越圓、表面越光滑，則流動(dòng)性越好。鎢粉的流動(dòng)性通常用霍爾流速來(lái)度量，即用50g鎢粉流過(guò)霍爾流動(dòng)計(jì)規(guī)定小孔的時(shí)間來(lái)表示。粉末的流動(dòng)性直接影響壓制過(guò)程的容積裝料和壓坯密度的均勻性。
(7)壓縮性
在規(guī)定壓制條件下鎢粉被壓緊的能力稱為壓縮性。通常在標(biāo)準(zhǔn)的模具中、在規(guī)定的潤(rùn)滑條件下加以測(cè)定，用在規(guī)定的壓力下粉末所達(dá)到的壓坯密度來(lái)表示。也可用壓坯密度隨壓制壓力變化的曲線圖來(lái)表示。
(8)成形性
即鎢粉壓坯保持既定形狀的能力。用粉末得以成形的小單位壓力來(lái)表示，或用在一定成形壓力下壓坯的強(qiáng)度來(lái)衡量。