什么是碳化鎢材料？

碳化鎢是一種硬質(zhì)金屬，用于制造切削刀具和模具等耐磨部件。它可以與其他金屬結(jié)合，產(chǎn)生其他類型的碳化物。這種組合的一個(gè)例子是碳化鎢-鈷，這是最流行的碳化鎢合金，由硬質(zhì)材料碳化鎢和粘合劑材料鈷組合而成。

碳化鎢是通過一系列生產(chǎn)工藝制成的，例如粉末混合、壓制、燒結(jié)等。在燒結(jié)過程中，鈷等粘合劑材料會(huì)熔化并有助于碳化鎢的混合和粘合，從而增加最終合金的致密性和密度。

碳化鎢是最適合回收利用的材料之一。雖然它是一種非常有價(jià)值的金屬，但它也可能成為廢料的來源。例如，廢碳化鎢可以熔化并精煉成新的碳化鎢碎片。

碳化鎢材料的特性

今天我們來了解一下碳化鎢的6個(gè)關(guān)鍵材料參數(shù)。從學(xué)術(shù)上講，硬質(zhì)合金是一種以高硬度難熔金屬的碳化鎢粉末（硬化相）為主要成分，以鈷、鎳等金屬（粘結(jié)相）為粘結(jié)劑，經(jīng)球磨、壓制、燒結(jié)而成的一種硬度極高、耐磨性好的合金材料。我們可以簡(jiǎn)單理解為一種硬度高、耐磨性好的金屬材料。碳化鎢通常以物理性能為指標(biāo)，但其化學(xué)相容性會(huì)因金屬粘結(jié)劑的不同而變化。例如，鎳結(jié)合碳化鎢比鈷結(jié)合碳化鎢更耐腐蝕。

根據(jù)物理學(xué)的有關(guān)參數(shù)，硬質(zhì)合金的力學(xué)性能主要表現(xiàn)在以下材料參數(shù)中：

碳化鎢的硬度

碳化鎢的硬度是其密度的函數(shù)，即單位體積內(nèi)材料的質(zhì)量。該屬性的 SI 單位是每立方米千克，英制單位是每立方英尺磅。對(duì)于一立方英寸的碳化鎢，其密度為 14.5 g/cm3。對(duì)于不同等級(jí)的碳化鎢-鈷合金，密度可以從 13-15g/cm^3 不等。硬度可以從 HRA86 到 HRA95，后者是世界上最堅(jiān)硬的材料之一，僅次于鉆石。

碳化鎢的彎曲強(qiáng)度

硬質(zhì)合金的彎曲強(qiáng)度低于高速鋼。即使是彎曲強(qiáng)度高的YG8硬質(zhì)合金，其彎曲強(qiáng)度也只有高速鋼的一半左右。硬質(zhì)合金中鈷含量越高，其強(qiáng)度越高。在鈷含量相同的情況下，WC-TiC合金的彎曲強(qiáng)度隨TiC含量的增加而降低。除了碳化物的類型外，WC晶粒的大小也影響硬質(zhì)合金的強(qiáng)度。粗晶粒硬質(zhì)合金的彎曲強(qiáng)度高于中晶粒硬質(zhì)合金。

碳化鎢的抗壓強(qiáng)度

硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度很高，可比高速鋼高30%-50%，約3500-5600mpa，熱等靜壓產(chǎn)品可達(dá)6000mpa。硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度與鈷含量有關(guān)，鈷含量為5%時(shí)抗壓強(qiáng)度最大。細(xì)晶粒硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度大于粗晶粒硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度，YT硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度低于YG硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度，且隨TiC含量的增加而降低。加入少量TAC、NBC、VC等，可細(xì)化WC晶粒，提高抗壓強(qiáng)度。

由于硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于抗彎強(qiáng)度，因此，在設(shè)計(jì)刀具結(jié)構(gòu)、選用硬質(zhì)合金刀片時(shí)，應(yīng)盡量使刀頭處于受壓應(yīng)力、受彎矩較小的狀態(tài)。

碳化鎢的抗拉強(qiáng)度

硬質(zhì)合金的抗拉強(qiáng)度為750-1500MPa，約為抗壓強(qiáng)度的1/4。由于影響硬質(zhì)合金材料塑性的因素很多，因此硬質(zhì)合金的抗拉強(qiáng)度通常在一定的范圍內(nèi)。

碳化鎢的沖擊韌性

硬質(zhì)合金的沖擊韌性比高速鋼低，性能較好的YG8合金沖擊韌性為30～40kj/m2，而W18Cr4V高速鋼沖擊韌性為180～320kj/m2。

含tic的硬質(zhì)合金沖擊韌性下降，當(dāng)tic含量由6%增加到10%時(shí)，沖擊韌性明顯下降；溫度對(duì)WC Co硬質(zhì)合金沖擊韌性有一定影響，在較高溫度下，沖擊韌性有所提高。

由于硬質(zhì)合金的沖擊韌性比高速鋼低，不宜在有強(qiáng)烈沖擊和振動(dòng)的場(chǎng)合使用，否則可能造成切削刃損壞。硬質(zhì)合金的沖擊韌性波動(dòng)很大，其絕對(duì)值與試驗(yàn)方法有關(guān)。因此，在比較硬質(zhì)合金的沖擊韌性時(shí)，應(yīng)使用同一儀器，對(duì)相同尺寸和形狀的試樣進(jìn)行比較。

碳化鎢的疲勞強(qiáng)度

由于刀具通常在動(dòng)態(tài)條件下工作，因此其疲勞強(qiáng)度非常重要。硬質(zhì)合金中鈷含量越高，疲勞強(qiáng)度越高。硬質(zhì)合金的疲勞強(qiáng)度與試樣的表面質(zhì)量密切相關(guān)。表面光潔度越好，疲勞強(qiáng)度越高。

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