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標準進行。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。
含鎢的鋼材,比如高速鋼和某些熱作模具鋼,鋼材中含鎢對鋼材硬度和耐熱性能有很顯著的提高,但是韌性會急劇下降。
鎢鋼屬于硬質(zhì)合金,又稱之為鎢鈦合金。硬度可以達到89~95HRA,正因如此,鎢鋼的產(chǎn)品(常見的有鎢鋼手表),具有不易被磨損,堅硬不怕退火,但質(zhì)脆的特性。
硬質(zhì)合金中主要成分為碳化鎢和鈷,其占所有成分的99%,1%為其他金屬,所以也被稱作鎢鋼。
常用于高精度機械加工、高精度刀具材料、車床、沖擊鉆鉆頭、玻璃刀刀頭、瓷磚割刀之上,堅硬不怕退火,但質(zhì)脆。屬于稀有金屬之列。
鎢鋼(硬質(zhì)合金)具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能,特別是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的溫度下也基本保持不變,在1000℃時仍有很高的硬度。硬質(zhì)合金廣泛用作材料,如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等,用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材,也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。新型硬質(zhì)合金的切削速度等于碳素鋼的數(shù)百倍。
鎢鎳合金廣泛應(yīng)用于機械、電子、醫(yī)療器械、汽車零部件、航天和軍事工業(yè)、日用五金零件、工業(yè)作工模具等。
電鍍工藝
鎢鎳合金電鍍工藝可以提高模具質(zhì)量、延長模具壽命、清潔生產(chǎn)。鎢、鎳金屬硬度高、耐磨性好,與熔融態(tài)基體粘附溫度高。
鎢鎳合金鍍層結(jié)晶細致光亮、耐磨性好,與基體結(jié)合力強、硬度高,高溫下維氏硬度達到1000以上。鎢鎳合金電鍍工藝將逐步取代模具電鍍鉻,但是,鎢鎳合金電鍍工藝普遍存在鍍層粗糙、不均、麻點等缺陷,嚴重制約其應(yīng)用發(fā)展。
鎢絲除少量用作高溫爐的發(fā)熱材料、電子管的熱子和復(fù)合材料的加強筋等外,絕大部分都用于制作各種白熾燈和鹵鎢燈的燈絲以及氣體放電燈的電極。對用作氣體放電燈陰極的鎢絲或鎢桿,為降低其電子逸出功,須加入0.5~3%的釷,稱為鎢釷絲。由于釷是一種放射性元素,污染環(huán)境,故有用鈰來代替釷作成鎢鈰絲或鎢鈰桿的。但鈰的蒸發(fā)率高,所以鎢鈰絲或鎢鈰桿只能用于小功率的氣體放電燈。
鎢絲一旦經(jīng)高溫使用發(fā)生再結(jié)晶以后就變得很脆,在受沖擊或震動的情況下極易斷裂。在一些要求高可靠性的電光源產(chǎn)品中,為防止燈絲的斷裂,常在摻雜鎢絲中加入3~5%的錸,稱為鎢錸絲,它可以使鎢的延脆轉(zhuǎn)變溫度下降到室溫或室溫以下。這是一種很奇特的錸效應(yīng),至今還未發(fā)現(xiàn)一種元素能代替錸,在鎢中產(chǎn)生同樣效應(yīng)。