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硬质合金材料中的WC理论

发布日期:2021-10-15 内容来源于:/

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    硬质合金材料是以高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC)微米级粉末为主要成分,以钴(Co)或镍(Ni)、钼(Mo)为粘结剂,在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。


  通常按合金成份进行分类,用途表述则比较分散.分类碳化钨基硬质合金:包括 WC—Co、WC—TaC—Co、WC—TiC—Co、WC—TiC—TaC—Co、WC—Ti—TaC—NbC—Co等合金,这些合金均以碳化钨为主成份。碳化钛基或碳氮化钛基硬质合金:通常以 TiC 或 Ti(C、N)为基础成份,以 Ni—Mo 作粘结剂而组成的一种硬质合金。这类硬质合金近几年又有许多新的进展,如含Ta等重金属元素的多元复式碳化物固溶体加入研制高性能TiW(C、N)基金属陶瓷等。碳化铬基硬质合金:以Cr3C2为基,以Ni 或 Ni—W 等作粘结剂而组成的硬 质合金,通常用来作耐磨耐腐蚀零件,近几年还大量用于装饰品部件如表链等。钢结硬质合金:以TiC或WC为基,钢作粘结剂而组成的一种硬质合金,是一种可进行机加工和热处理的合金,是介于传统硬质合金与合金钢之间的一种工程材料。涂层硬质合金:通常指在韧性的碳化钨基硬质合金基体上通过化学气相沉积或物理涂层方法,涂上几微米厚的 TiC、TiN、Ti(C、N)、Al2O3之类的硬质化合物而生产的。


  WC理论含碳量为6.128%(原子50%),当WC含碳量大于理论含碳量,则WC中出现游离碳(WC+C)。游离碳的存在,烧结时使其周围的WC晶粒长大,致使硬质合金晶粒不均匀。碳化钨一般要求化合碳高(≥6.07%),游离碳(≤0.05%),总碳则决定于硬质合金的生产工艺和使用范围。


  正常情况下,石蜡工艺真空烧结用WC总碳主要决定于烧结前压块内的化合氧含量。含一份氧要增加0.75份碳,即WC总碳=6.13%+含氧量%×0.75(假设烧结炉内为中性气氛,实际上多数真空炉为渗碳气氛,所用WC总碳小于计算值)。


  目前我国WC的总碳含量大致分为三种:石蜡工艺真空烧结用WC的总碳约为6.18±0.03%(游离碳将增大)。石蜡工艺氢气烧结用WC的总碳含量为6.13±0.03%。橡胶工艺氢气烧结用WC总碳=5.90±0.03%。上述工艺有时交叉进行,因此确定WC总碳要根据具体情况。


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