硬質(zhì)合金(tungsten carbide/cemented carbide)是一種粉末冶金產(chǎn)品,主要由硬質(zhì)相碳化鎢(WC)粉末和粘結(jié)相組成,其中WC粉末主要為合金提供硬度和耐磨性,而粘結(jié)相主要為合金提供延展性、韌性和強(qiáng)度。當(dāng)粘結(jié)相成分及其含量不同時(shí),硬質(zhì)合金的物理化學(xué)性能指標(biāo)也不一樣。
常見的金屬粘結(jié)劑有鈷(Co),鐵(Fe),錳(Mn),銅(Cu)和鎳(Ni)等。
鈷(Cobalt)是一種銀白色鐵磁性金屬,為密排六方晶體,位于周期表中的第4周期第Ⅷ族,原子序數(shù)27,原子半徑125pm,熔點(diǎn)約1493℃,比重約8.9g/cm3,在硬度、抗拉強(qiáng)度、機(jī)械加工性能、熱力學(xué)性質(zhì)和電化學(xué)行為等方面與鐵和鎳的相類似。鈷對(duì)WC粉末具有優(yōu)良的潤(rùn)濕性和隨溫度變化的溶解度,有助于燒結(jié);隨著鈷含量的增加,硬質(zhì)合金的硬度、耐腐蝕性、抗氧化性和耐高溫性越差。
鐵(Ferrum)是一種金屬元素,位于周期表中的第4周期第Ⅷ族,原子序數(shù)26,原子質(zhì)量為55.845,熔點(diǎn)約1538℃,比重約7.86g/cm3,能溶于強(qiáng)酸和中強(qiáng)酸,不溶于水,在生活中分布較廣,占地殼含量的4.75%,僅次于氧、硅、鋁,位居地殼含量第四。鐵會(huì)抑制碳化鎢晶粒的生長(zhǎng),對(duì)WC粉末的潤(rùn)濕性差,易生成脆性相W3FesC。
錳(Manganese)是一種灰白色、硬脆、有光澤的過渡金屬,位于周期表中的第4周期第VIIB族,原子序數(shù)25,原子量54.94,熔點(diǎn)約1244℃,密度約7.3g/cm3,化學(xué)性質(zhì)較活潑(易與氧氣發(fā)生反應(yīng)),環(huán)保無毒,價(jià)格低廉,在自然界中廣泛存在。錳能提高WC粉末的潤(rùn)濕性,是一種強(qiáng)的奧氏體穩(wěn)定劑。