什么是碳化钨硬质合金?

“硬质合金”通常用作复合材料的通用术语,该材料含有由碳化钨组成的硬颗粒,以及用于将颗粒固定或“粘合”到位的更软的金属结合剂。

制造这种材料首先要将钨矿精制为钨粉 (W)。 将钨粉与碳 (C) 组合并加热至高温,使碳和钨结合形成碳化钨 (WC)。冷却后,将材料压碎并筛分成具有特定粒级的粉末。

制作材质:

当碳化钨粉末随后与粉末化的结合剂(通常是钴或镍)以及其他添加剂混合时,就会形成一种“分级粉末”。每种材质都有不同数量的碳化钨和添加的结合剂,以及不同晶粒尺寸的碳化钨粉末。 离心机耐磨部件通常包含 6-10% 结合剂,以及由碳化钨制成的平衡材料,晶粒尺寸为 1 微米至 3 微米以下,并含有耐腐蚀添加剂。

粉末成形:

用水压机将分级粉末压入模具中是批量生产较小部件的最经济方法。我们的离心瓦就是用这种方法制作的。

制造进料和出料喷嘴等大型或复杂的部件需要通过流体静压将分级粉末压制成“坯料”。硬质合金经两种方法中的任何一种被压制,它仍然是非常柔软、如同粉笔一般质地的材料,被称为“生坯”。如果需要,可以通过传统的车削、钻削、铣削或磨削方法使生坯成形,以制成“预成型件”。我们还能够使用增材制造生产硬质合金预成型件。

烧结:

然后,将硬质合金“预成型件”放置在托盘上,所述托盘装载到烧结炉中并加热到结合剂的熔点,通常为 2,500°F 至 2,800°F。烧结导致部件在线性测量中收缩约 20%,体积收缩约 50%。冷却后就得到一块坚硬的硬质合金毛坯。 

精加工:

硬质合金可“烧结”使用,并钎焊到钢上,我们的瓦也一样,可进行环氧树脂处理并与钢装配到一起成为出料喷嘴,甚至为具有临界配合的部件精加工至完全符合公差。

 

烧结碳化钨硬质合金材质

我们提供多种碳化钨材质,包括亚微米晶粒、细粒、中粒和粗粒碳化钨与结合剂和添加剂的混合物,可为应用创造适当的硬度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性平衡。 

硬度:

硬度由结合剂的百分比和碳化钨颗粒的晶粒尺寸决定。通常,结合剂越多,硬度越低,晶粒越大,硬度越低。

耐磨性

通常,结合剂含量越高或晶粒越粗的材质,(硬度越低),耐磨性越低。但是,强度则会有所增加。平衡高硬度/高耐磨性与较低硬度/高强度始终很重要。为了测试我们的硬质合金材质的耐磨性,我们通常会进行干砂 (G65) 或浆料测试 (B611)。 

强度

结合剂的量和晶粒尺寸的变化也会影响冲击强度(冲击负荷)和断裂韧性(裂纹开裂和裂纹扩展的衡量指标)。更多的结合剂和/或更粗的晶粒通常会增加冲击强度和断裂韧性。与同等钴含量的较粗晶粒材质相比,亚微米晶粒材质的冲击强度和断裂韧性降低,硬度则会增加。

含中粗粒的硬质合金示例

材质名称

结合剂

结合剂

(重量 %)

硬度

晶粒系列

HRA

HV30

KFS33

6

93.0

1800

亚微米晶粒

KFS64

10

91.8

1590

亚微米晶粒

KFM65

11

89.7

1310

中粒

HARC

钴铬

6.9

93.3

1850

细粒

K701*

钴铬

10

92.4

1680

细粒

CNC68

钴镍铬

6.5

93.4

2000

亚微米晶粒

CNC10

钴镍铬

8.5

90.5

1410

细粒

KR855

钴镍铬

10

91.8

1580

亚微米晶粒

KR466

钴镍铬

12

90.0

1355

细中粒

CN13S

钴镍铬

12.5

88.7

1220

粗粒

KR887

钴镍铬

15

90.2

1370

亚微米晶粒

HAN6

6

90.5

1410

中粒

GTD

镍铬

9.2

91.6

1550

细粒

HAN10

10

90.0

1340

细粒

 

*K701 不能钎焊

可提供其他烧结碳化钨硬质合金材料,以及 ROCTEC 和 Stellite 选项

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