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碳化钨的基础知识

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碳化钨的基础知识

发布日期:2018-06-11 作者: 点击:

碳化钨粉(WC)是生产硬质合金的主要原料,化学式WC。全称为 Wolfram Carbide, 也译作tungsten carbide为黑色六方晶体,有金属光泽,硬度与金刚石相近,为电、热的良好导体。碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸,易溶于硝酸-氢氟酸的混合酸中。纯的碳化钨易碎,若掺入少量钛、钴等金属,就能减少脆性。用作钢材切割工具的碳化钨,常加入碳化钛、碳化钽或它们的混合物,以提高抗爆能力。碳化钨的化学性质稳定。


不同用途的硬质合金采用不同粒度的WC(碳化钨)。硬质合金切削刀具:比如切脚机刀片、V-CUT刀等精加工合金采用超细、亚细、细颗粒WC,粗加工合金采用中颗粒WC,重力切削和重型切削的合金采用中、粗颗粒WC做原料;矿山工具:岩石硬度高,冲击负荷大,采用粗颗粒WC,岩石冲击小冲击负荷小采用中颗粒WC做原料;耐磨零件:当强调其耐磨性、抗压和表面光洁度时,采用超细、亚细、细、中颗粒WC做原料,耐冲击工具采用中、粗颗粒WC原料为主。


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,实际上目前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。


不同使用范围、不同Co(钴)含量、不同晶粒度的合金所用WC总碳可做一些小的调整。低钴合金可选用总碳偏高的碳化钨,高钴合金则可选用总碳偏低的碳化钨。总之,硬质合金的具体使用需求不同对碳化钨粒度的要求也不同。


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