鎢鋼,又稱為硬質(zhì)合金,是指至少含有一種金屬碳化物組成的燒結(jié)復(fù)合材料。碳化鎢,碳化鈷,碳化鈮、碳化鈦,碳化鉭是鎢鋼的常見組份。碳化物組份(或相)的晶粒尺寸通常在0.2-10微米之間,碳化物晶粒使用金屬粘結(jié)劑結(jié)合在一起。粘結(jié)劑通常是指金屬鈷(Co),但對一些特別的用途,鎳(Ni),鐵(Fe),或其它金屬及合金也可使用。對于一個(gè)待定的碳化物和粘結(jié)相的成份組合稱之為“牌號”。
鎢鋼的分類根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(qiáng)度和耐蝕性。
鎢的熔點(diǎn)是所有金屬元素中的,密度(19.3 g/cm3)很高,與黃金接近,鎢的硬度也很高,如碳化鎢的硬度則與金剛石接近。此外,鎢還具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,較小的膨脹系數(shù)等特性,因而被廣泛應(yīng)用到合金、電子、化工等領(lǐng)域,其中硬質(zhì)合金是鎢的消費(fèi)領(lǐng)域。
鎢銅合金電工材料:主要分為電接觸材料和電加工材料。
(1)電接觸材料。這是重要的一類電工材料,它們具有高的抗電弧燒蝕性能和抗熔焊性能,用于各種高、低壓開關(guān)電器和某些儀表中作為電觸頭、電觸點(diǎn)和電極。電觸頭是鎢銅材料應(yīng)用量的一類,特別是含銅量在20%~40%的鎢銅材料應(yīng)用量,主要用作中、高電壓和中、大電流的開關(guān)電器中,如輸電網(wǎng)的保護(hù)斷路器觸頭和其他觸頭、觸點(diǎn)。含15%~20%Cu的鎢銅觸頭可用在電壓高達(dá)50萬V或更高的斷路器上。
(2)電加工材料。指用在電阻焊、電鉚接、電鐓鍛、電火花加工技術(shù)中的電極和模具材料。電火花加工要求電極或模具材料具有較好的導(dǎo)電性和抗電弧燒蝕性,以保證加工精度,所以多采用鎢銅材料。電阻焊也多采用鎢銅材料。電鉚接和電鐓鍛在某些場合下也采用鎢銅材料。
鎢鋼燒結(jié)過程的四個(gè)基本階段:
脫除成形劑及預(yù)燒階段,在這個(gè)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(shí),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(shí),碳氧反應(yīng)還不強(qiáng)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(kuò)散開始發(fā)生,壓塊強(qiáng)度有所提高。