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難熔金屬碳化鎢WC
專欄:熱點聚焦
發(fā)布日期:2012-12-07
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難熔金屬硬質(zhì)化合物通常指元素周期表第Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ族中過渡元素(鈦、鉿、鋯;釩、鉭、鈮;鎢、鉬、鉻)的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等。這些化合物的共同特點是熔點高、硬度高。在硬質(zhì)合金中應(yīng)用最多的是金屬碳化物,典型的有WC、TiC、TaC、NbC等,重點介紹難熔金屬碳化鎢即WC。
碳化鎢(WC)是生產(chǎn)硬質(zhì)合金的主要原料,化學(xué)式WC,全稱為 Wolfram Carbide, 也譯作tungsten carbide。碳化鎢是硬質(zhì)合金的重要組成部分,也是硬質(zhì)合金工業(yè)中使用最多的碳化物。為黑色六方晶體,有金屬光澤,硬度與金剛石相近,為電、熱的良好導(dǎo)體。熔點2870℃, 沸點6000℃,相對密度15.63(18℃)。碳化鎢不溶于水、鹽酸和硫酸,易溶于硝酸-氫氟酸的混合酸中。純的碳化鎢易碎,若摻入少量鈦、鈷等金屬,就能減少脆性。用作鋼材切割工具的碳化鎢,常加入碳化鈦、碳化鉭或它們的混合物,以提高抗爆能力。碳化鎢的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。 W和C可形成兩種化合物:WC和W2C,其物理化學(xué)性質(zhì)差別有異。WC具有兩種晶型,常見的為簡單六方結(jié)構(gòu),另外一種是面心立方結(jié)構(gòu),在2785℃下由包晶反應(yīng)形成的,僅在高溫下穩(wěn)定。W2C為密排六方結(jié)構(gòu),其顯著特點是硬度高、脆性大。 碳化鎢WC粉末的制備主要由鎢粉與炭黑的混合物在碳化爐高溫煅燒,其反應(yīng)式為:W+C=WC。碳化反應(yīng)在830℃時開始進(jìn)行,超過1300℃時加速進(jìn)行,通常的碳化溫度為1300℃~2000℃。鎢粉的碳化主要依靠氣相的滲碳作用來實現(xiàn),碳化分為通氫碳化和無氫碳化。通氫碳化時,WC的生成溫度較低,得到的WC比較疏松。鎢粉的氧含量與粒度有關(guān)。費氏粒度(FSSS)0.8μm下的鎢粉,含氧量不大于0.5%;費氏粒度3μm以下的鎢粉,氧含量不大于0.3%;費氏粒度10μm以下的鎢粉,氧含量不大于0.25%;費氏粒度10μm以上的鎢粉,氧含量不大于0.1%。 碳化鎢制備中鎢粉和炭黑的配料需要準(zhǔn)確。當(dāng)碳化鎢中的含碳量過低時,應(yīng)補(bǔ)加炭黑,重新碳化。當(dāng)碳化鎢中含碳量過高時,應(yīng)補(bǔ)加鎢粉,重新碳化。鎢粉和炭黑混合要均勻,以防止碳化產(chǎn)物出現(xiàn)黑心 分層等現(xiàn)象。采用球磨機(jī)時,球料比一般是1:1,鋼球的直徑為15~50mm,混合時間2~4h。中、細(xì)碳化鎢的碳化過程在鉬絲碳化爐中進(jìn)行,而粗晶粒碳化鎢的碳化過程在碳管爐內(nèi)進(jìn)行。碳化后的料塊斷面應(yīng)呈灰色,疏松易碎。經(jīng)球磨、過篩、合批后得到粒度和化學(xué)成分一直的碳化鎢粉。 碳化鎢粉主要用于生產(chǎn)硬質(zhì)合金。在碳化鎢中,碳原子嵌入鎢金屬晶格的間隙,并不破壞原有金屬的晶格,形成間隙固溶體,因此也稱填隙(或插入)化合物。碳化鎢可由鎢和碳的混合物高溫加熱制得,氫氣或烴類的存在能加速反應(yīng)的進(jìn)行。若用鎢的含氧化合物進(jìn)行制備,產(chǎn)品最終必須在1500℃進(jìn)行真空處理, 以除去碳氧化合物。碳化鎢適宜在高溫下進(jìn)行機(jī)械加工,可制作切削工具、窯爐的結(jié)構(gòu)材料、噴氣發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、噴嘴、穿甲彈彈芯等。 硬質(zhì)合金制品的品質(zhì)跟原材料關(guān)系密切!立足品質(zhì),專注品牌,株洲三鑫硬質(zhì)合金生產(chǎn)有限公司專注硬質(zhì)合金刀片生產(chǎn)工藝每一個細(xì)節(jié),精益求精努力做到最好! 本文由株洲三鑫硬質(zhì)合金生產(chǎn)有限公司http://www.allykey.com發(fā)表,如需轉(zhuǎn)載請注明出處! |