由于其硬度和耐热性,钨是高速钢(一种工具钢)中的常见合金元素。这些合金工具钢能在高温时保持硬度,使它们经受住高速切削工具时的高温和磨损。它们的钨含量因合金而不同,但可以高达18.75%。这些钢还包含碳,并且往往还包括一定比例的钼、铬和钒等合金属。此外,有时也使用少量的铜、镍和磷。
钨钢(Tungsten Steel)是一种由钨和铁结合而成的金属合金。在合金中添加钨能增加硬度和耐热性,让用钨钢制造的设备在高温情况下耐磨损并保持高性能。钨钢作为工具钢的工业用途很广泛,经常用于加工其它金属的工具和机械,如模具和刀具等。
硬质合金刀具比高速钢切削速度高4~7倍,刀具寿命高5~80倍。制造模具、量具,寿命比合金工具钢高 20~150倍。可切削50HRC左右的硬质材料。
但硬质合金脆性大,不能进行切削加工,难以制成形状复杂的整体刀具,因而常制成不同形状的刀片,采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。
钨钢烧结过程的四个基本阶段:
1、脱除成形剂及预烧阶段,在这个阶段烧结体发生如下变化:
成型剂的脱除,烧结初期随着温度的升高,成型剂逐渐分解或汽化,排除出烧结体,与此同时,成型剂或多或少给烧结体增碳,增碳量将随成型剂的种类、数量以及烧结工艺的不同而改变。
粉末表面氧化物被还原,在烧结温度下,氢可以还原钴和钨的氧化物,若在真空脱除成型剂和烧结时,碳氧反应还不强烈。粉末颗粒间的接触应力逐渐消除,粘结金属粉末开始产生回复和再结晶,表面扩散开始发生,压块强度有所提高。
2、固相烧结阶段(800℃——共晶温度)
在出现液相以前的温度下,除了继续进行上一阶段所发生的过程外,固相反应和扩散加剧,塑性流动增强,烧结体出现明显的收缩。
3、液相烧结阶段(共晶温度——烧结温度)
当烧结体出现液相以后,收缩很快完成,接着产生结晶转变,形成合金的基本组织和结构。
4、冷却阶段(烧结温度——室温)
在这一阶段,钨钢的组织和相成分随冷却条件的不同而产生某些变化,可以利用这一特点,对钨钢进行热处理以提高其物理机械性能。