碳化钨-概述

AkulininaOlga /伤风

舍勒在1781年发现了“钨”;然而，又过了150年，在舍勒和他的继任者的努力下，碳化钨才得以在工业中使用。

硬质合金

目前，碳化钨的形式主要用于硬质合金的生产。硬质合金(也称为硬金属)是一种材料，通过使用液相烧结工艺将非常硬的碳化钨(WC)颗粒“粘结”在坚硬的钴金属基体中。

WC和金属钴作为粘结剂的组合不仅关于其特性的公修改的系统，而且要其烧结行为。

在高温下，WC与钴的溶解度很高，液态钴粘结剂也使WC具有良好的润湿性。这些性能导致在液相烧结过程中优良的致密化，并在无孔结构。因此，获得了一种集韧性、高强度、高硬度于一体的材料。

历史

碳化钨的生产可以追溯到20世纪20年代早期，当时德国电灯公司欧司朗(Osram)寻找昂贵的钨丝拉丝模具的替代品。

这些努力导致了硬质合金的发明，它很快被许多公司生产和销售，在一些应用中，它的高耐磨性尤其重要。

第一批碳化钨钴牌号很快就被有效地应用于铸铁的切削和铣削。在20世纪30年代早期，硬质合金的先驱公司推出了第一个钢磨等级，除了碳化钴和碳化钨，还含有钽和钛的碳化。

通过将碳化钽和碳化钛，热硬度，高温耐磨损性，和硬金属的氧化稳定性已经显著增强。该WC-TiC-（钽，铌）C - 钴的硬质金属是用于钢的加工特殊的切削工具。

与高速钢相比，车削和铣削钢的切削速度从25到50米/分钟提高到250米/分钟，这改变了许多行业的生产率。

不久，采矿工具的革命开始了。与钢制钻井工具相比，第一批使用硬质合金钻头的采矿工具将岩石钻头的使用寿命至少延长了10倍。

消费

在所有这些领域中，硬质合金的消耗量一直在持续增长，从1930年的每年10吨增长到1935年前后的100吨;20世纪40年代初，1000吨;20世纪60年代初为1万吨，目前已达3万吨左右。

在过去的40年里，金属切削工具的发展非常迅速，这在很大程度上受到了更好的设计和制造方法的刺激，例如，1950年代可转位刀片的添加和1970年涂层等级的发明。

涂料

第一涂层是碳化钛的薄层（〜5μm厚），使用化学气相沉积（CVD）工艺的发展。它通过因子2增加了工具的使用寿命，5。该方法已经被通过多层涂层，其中已添加氮化钛的氧化铝和其它材料的层，其具有由5至10倍进一步提高使用寿命增强欧洲杯足球竞彩．

新方法

然而，涂层和更好的设计只是硬币的一面。不断改进的制造方法和中间体使硬质金属的性能得到改善，开辟了新的应用领域。钨化学中溶剂萃取的出现——氢还原和渗碳的新方法——提高了钨和碳化钨粉的均匀性和纯度。

相应地，新的喷雾干燥、磨粉和烧结方法提高了硬质合金的性能和性能。特别是，真空烧结技术的不断发展和从20世纪80年代末开始的热等静压烧结导致了硬质合金新的质量标准。

晶粒尺寸

钨粉冶金的历史，特别是硬质金属工业的历史，标志着工业加工中可用晶粒尺寸的范围逐渐扩大;同时，各等级WC粉的粒度分布逐渐变窄。

可用WC等级范围扩大的最重要原因是，除了钴含量和某些碳化物添加剂所获得的差异外，WC- co硬质金属的性能，如耐磨性、硬度、强度、韧性、通过WC晶粒尺寸的不同，导热系数也有很大的不同。

可用的WC晶粒的规模扩大的纸型从2.0至5.0μm在20年代中期，在硬质金属工业的早期。目前，在硬质金属中使用的WC粉末的颗粒尺寸范围从0.5至50μm，或甚至150微米对于某些特殊应用。

应用程序

基于目前可用的各种晶粒尺寸，包括非常硬和耐磨的版本和非常硬的版本，硬质金属可以被制造为广泛应用于高科技工具、采矿工具、磨损部件以及工程行业的许多部门。

采矿和切削工具

采矿和石头切割工具经历了快速发展，性能更好，导致越来越多的钢工具被硬质合金工具取代，特别是在石油部门。特别是，在这一应用领域，非常粗粒的硬质金属的使用正在扩大。

磨损部件

钨体积的大部分目前硬质合金耐磨零件应用程序中使用,哪里有各种各样的产品非常小(如球圆珠笔)到大型和重型产品,如死亡、拳击、或热辊轧机的钢铁行业。

许多磨损部件和采矿工具是由直WC-Co硬质合金组成，没有任何其他碳化物。

如今，细晶和超细晶WC硬质合金在无屑成形工具、易损件领域以及有色合金、铸铁和木材的切削工具中都变得越来越重要。

第一个亚微米硬质合金在20世纪70年代末被商业化使用，从那时起，这种硬质合金的微观结构变得非常精细。对具有如此细晶粒的硬质合金的关键兴趣来自于对耐磨性和硬度随WC晶粒尺寸的减小而增加的理解。

好训练

对于涉及大量硬质合金的细或超细碳化钨硬质合金，一个独特的应用是用于在电子和计算机工业的印刷电路板上钻非常细的孔的钻头。为此，基于极细晶碳化物的新型硬质合金已经推出。