昆山钨钢基础知识您了解多少？


钨钢（硬质合金）具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。

简介

钨钢，又称为硬质合金，是指至少含有一种金属碳化物组成的烧结复合材料。碳化钨，碳化钴，碳化铌、碳化钛，碳化钽是钨钢的常见组份。碳化物组份(或相)的晶粒尺寸通常在0.2-10微米之间，碳化物晶粒使用金属粘结剂结合在一起。粘结剂通常是指金属钴(Co)，但对一些特别的用途，镍(Ni)，铁(Fe)，或其它金属及合金也可使用。对于一个待定的碳化物和粘结相的成份组合称之为“牌号”。

钨钢的分类根据ISO标准进行。这种分类的依据是工件的材料种别（如P，M，K，N，S，H牌号)。粘结相成份主要是利用其强度和耐蚀性。

钨钢的基体由两部分组成：一部分是硬化相；另一部分是粘结金属。粘结金属一般是铁族金属，常用的是钴、镍。因此就有了钨钴合金、钨镍合金及钨钛钴合金。

含钨的钢材，比如高速钢和某些热作模具钢，钢材中含钨对钢材硬度和耐热性能有很显著的提高，但是韧性会急剧下降。

钨资源的主要应用也是硬质合金，也就是钨钢。硬质合金，被称为现代工业的牙齿，钨钢制品的使用程度非常广泛。

我国硬质合金产业存在的主要问题：一是企业规模较小，产业集中度不高。据不完全统计，199家硬质合金企业平均年产能176吨，平均年产量仅86吨，年产量在1000吨以上的企业只有4家。二是科技投入较少，缺乏高端技术人才，技术研发能力较弱。我国硬质合金工业在科技方面的投入不到销售收入的3%，科技研发水平不高，原创性核心技术成果较少。三是产品质量水平较低，产品结构有待调整。我国硬质合金产量占世界总产量的40%以上，但硬质合金销售收入不足全球的20%，主要是由于高性能超细合金、高精度高性能研磨涂层刀片、超硬工具材料、复杂大异制品、精密硬质合金数控刀具等高附加值产品产量较少、深加工配套不足以及品种不全所致。

随着中国汽车产业急速扩张，汽车零部件加工的切削工具的需求不断增大，中国钢铁、交通、建筑等领域对硬质合金的需求也愈发旺盛。在国外硬质合金跨国公司的战略图景中，中国市场已经悄然由配角变为主角。

分析指出，到“十二五”末期，我国硬质合金产量达到3万吨，销售收入达到300亿元，深加工产品产量占硬质合金总量的40%以上。出口相比“十一五”将翻一番，力争超过10亿美元。硬质合金将向精深加工、工具配套方向发展；向超细、超粗及涂层复合结构等方向发展；向循环经济、节能环保方向发展；向精密化、小型化方向发展。

成分结构

烧结过程

钨钢烧结成型就是将粉末压制成坯料，再进烧结炉加热到一定温度（烧结温度），并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的钨钢材料。

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。

应用介绍

钨钢属于硬质合金，又称之为钨钛合金。硬度可以达到89-95HRA，正因如此，钨钢的产品（常见的有钨钢手表），具有不易被磨损，坚硬不怕退火，但质脆的特性。

硬质合金中主要成分为碳化钨和钴，其占所有成分的99%，1%为其他金属，所以也被称作钨钢。

常用于高精度机械加工、高精度刀具材料、车床、冲击钻钻头、玻璃刀刀头、瓷砖割刀之上，坚硬不怕退火，但质脆。属于稀有金属之列。

钨钢（硬质合金）具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。新型硬质合金的切削速度等于碳素钢的数百倍。

钨钢（硬质合金）还可用来制作凿岩工具、采掘工具、钻探工具、测量量具、耐磨零件、金属磨具、汽缸衬里、精密轴承、喷嘴等。

材料系列

钨钢系列材料典型代表产品有：圆棒，钨钢板材，钨钢长条等。

模具材料

钨钢级进模具、钨钢拉伸模具、钨钢拉拢模具、钨钢拉丝模具、钨钢热挤压模具、钨钢冷冲模具、钨钢成型冲裁模具、钨钢冷镦模具等。

矿用产品

代表产品有：钨钢挖路齿/掘路齿、钨钢枪钻头、钨钢钎头片、钨钢钻头齿、钨钢潜孔钻头齿、钨钢牙轮钻头齿、钨钢截煤机截齿、钨钢空心钻头齿等。

耐磨材料

钨钢密封环、钨钢耐磨材料、钨钢柱塞材料、钨钢导轨材料、钨钢喷嘴、钨钢磨床心轴材料等。

钨钢材料

钨钢材料学术名称为钨钢型材，典型代表产品有：钨钢圆棒、钨钢长条、钨钢圆片、钨钢板材等。