钨钛钴类硬质合金(WC-TiC-Co 类合金):主要由碳化钨、碳化钛和钴组成,常温时硬度是 HRA89.5-92.8,红热硬度是 900-1000℃,牌号是 YT,常用于加工钢类和其他塑性材料。
制备方法
液相烧结法:将碳化钨粉与钢基体形成粉末后进行混合、成形,然后在有液相存在的条件下,可在真空环境或是氢气中进行烧结,烧结过后对产品进行检查退火即可获得钨钢。成型方法可选择挤压成型或者注射成型。
冷等静压:在传统液相烧结法的基础上,选择冷等静压的加固方法。将粉末冶金法过程中加压固结所形成的压坯放入密闭容器中,在压坯表面覆盖弹性模具,然后在室温条件下向容器中冲入高压液体,使压坯在各个方向上均匀受力,从而使压坯更加牢固后再进行烧结成型。
微波烧结法:直接将钨元素、碳元素和钴元素的混合粉末压坯成型后直接进行烧结成钨钢的制作工艺。
电冶熔铸法:取适量配比的碳化钨粉末以及废弃的 GCr15 轴承钢粉,再加入微量元素钇,然后将原料放入中频感应电炉中制做成自耗电极,之后将电极放入单臂梁立式电渣炉中制成所需钨钢。
机械合金法:将制作钨钢所需的原料粉末即钢粉和钨粉加入球磨罐中,抽取球磨罐中的空气至真空后再充入氩气,然后球磨一段时间后取出即可获得钨钢。
自蔓延高温合成法(SHS):直接将原料粉末混合,然后采用燃烧合成的方法来制备钨钢。
硬度与韧性的权衡
钨钢的高硬度伴随高脆性,抗弯强度较低(一般 1000-3000MPa),受冲击易断裂;而钢材(尤其是结构钢)韧性更好,可承受弯曲、冲击等载荷,硬度与韧性的平衡更灵活。
高温硬度稳定性不同
高速钢刀具在温度超过 300℃时,硬度会明显下降(如 500℃时 HRC 可能降至 50 以下),因此切削速度受限(通常≤50 米 / 分钟);
钨钢刀具在 500℃时硬度几乎不变,800℃时仍能保持 HRA 70 以上的硬度(约 HRC 60),适合高速切削(切削速度可达 100-300 米 / 分钟甚至更高)。