钨钢广泛用作材料,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。钨钢的切削速度等于碳素钢的数百倍。
钨钢: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℡☎联系: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”。
钨的最大的用途,还不是制造灯丝,而是制造钨钢。全世界每年有90%的钨是用于制造钨钢。在我国古代,常有所谓“削铁如泥”的宝刀,《水浒》里说把头发放在“青面兽”杨志的那把宝刀的刀刃上一吹,头发便断成两半。这些传说固然有夸张之处,不过,的确有些刀是格外锋利的。据现代用化学方法分析。原来,在这些钢刀中含有钨!现在,人们便用钨矿和铁矿放在一起,炼成钨钢。钨钢一般含钨9—17%。
钨是最耐高温的金属。钨钢也继承了钨的这一优良特性。用普通碳素钢做的车刀,加热到250℃以上便变软了,自然也就没法切削金属了。然而,钨钢做的车刀,温度高达1000℃,仍然坚硬如故。1900年,人们才第一次在世界博览会上展出用钨钢制造的车刀。然而,由于钨钢车刀具有很大的优越性,便迅速地在工业上得到推广。在短短的五十年间,由于钨钢车刀的使用,使金属切削速度增加了二百倍,从每分钟十米增加到两千米以上。现在,炮筒、枪筒也常用钨钢做,因为在连续发射时,会被炮弹、枪弹摩擦得滚烫,但耐热的钨钢依然保持良好的弹性和机械强度。
钨很坚硬,钨纲也很坚硬、锋利。不过,如果用碳化钨和钴粉制成硬质合金,比钨钢还要坚硬,以至可与金刚石比美。这种硬质合金并不是从炼钢炉里炼出来的,而是用金属粉末做成的。这种制造方法,叫做“粉末冶金”。在制造时,人们先把碳粉与钨粉混合,加热到1500℃左右,制成碳化钨。然后,再把碳化钨粉与黑色的钴粉混合,模压成一定形状,先加热到1000℃进行预烧。预烧后的合金,进行一些机械加工(因为变硬后几乎无法再加土),再加热到1500℃左右,这时,原先是“一盘散沙”般的黑粉,却烧结成非常结实的硬质合金。我国现在正大力推广使用这种简便的粉末冶金法,制造硬质合金。用这种碳化钨硬质合金制成的刀具,在加工同样的机械零件时,切削速度比钨钢刀具还快十五倍。用这种碳化钨硬质合金制成的模具,可以冲三百多万次,而普通的合金钢模具只能冲五万多次。更可贵的是,由于它不易被磨损,所以冲出来的产品,十分精确。硬质合金现在已广泛地用于我国各工业部门,如制造手表中的零件、化工厂用的高压喷嘴以及制造无缝钢管的顶芯、钻探机的钻头等。
钨的其他合金——钨钛合金、钨铬钴合金等,也都是著名的硬质合金。
钨的化学性质很稳定,即使在加热的情况下,也不会与盐酸、硫酸作用,甚至不会溶解在王水里——在王水中,钨只是表面缓慢氧化而已。只有腐蚀性极强的氢氟酸和硝酸的混合物,才能溶解钨。
钨有许多化合物,其中碘化钨、溴化钨可用于制造新光源;钨酸钠可用来制作防火布;钨酸铅可作白色颜料,氧化钨则是黄色的颜料。
通常钨钢与钢(高速钢、45#钢、粉末钢、模具钢)的焊接工艺选择有以下几点要注意的地方:
1. 焊接温度:钨钢的与钢的焊接,如果采用钎焊(典型的有高频感应钎焊),温度由钎料来决定,因为钎焊是通过钎料,是液化的钎料通过毛细作用渗透到材料当中的,钎料的熔点决定了焊接温度。一般焊接钨钢,采用的钎料多为铜基钎料或银基钎料,熔点在400°C-800°C范围,因此焊接温度也在这个范围,如果是焊接刀具或者冲头,需要做涂层的,就要慎重选择,不然喷涂过程中容易产生焊缝脱落的情况。此外高频感应钎焊对于大直径的产品焊接效果不是很好,由于交变电流的集肤效应,通常中心处的焊料难以融化,造成沙眼、气孔、应力不均等情况,焊接强度不高,在φ6以上的钨钢产品焊接,不建议采用高频感应钎焊;
2. 焊接时间:钨钢是烧结出来的合金,而非冶炼而成,因此在焊接过程中,时间一长,其粘合剂钴容易扩散或者升华,造成脆化,焊接碳化钨中的碳也容易与钎料、钢材生成金属间脆性化合物,焊缝变脆,另外焊接时间长也会导致钨钢晶粒位移,致使晶粒粗大,整体脆化;
3. 氧化:焊接过程如果没有做真空处理或气体保护措施,会造成钨钢和钢材的氧化,破坏材料特性
钨钢与铜的焊接同理,一般用来做热沉材料、镶嵌电极(等离子喷涂等的电极)
如果是大直径的钨钢焊接45#钢,建议了解一下原子焊,行业里比较新的工艺,焊接时间相对较短,温度也控制在800-1000°C之间,整面结合的焊接,做好真空保护的情况下,很适合钨钢类别的产品焊接。
钨的熔点是所有金属元素中最高的,密度(19.3 g/cm³)很高,与黄金接近,钨的硬度也很高,如碳化钨的硬度则与金刚石接近。此外,钨还具有良好的导电性和导热性,较小的膨胀系数等特性,因而被广泛应用到合金、电子、化工等领域,其中硬质合金是钨最大的消费领域。
一、合金领域
1、钢铁
钨的硬度很高,钨的密度接近黄金,因而能够提高钢的强度、硬度和耐磨性,是一种重要的合金元素,被广泛应用于各种钢材的生产中,常见的含钨钢材有高速钢、钨钢以及具有高的磁化强度和矫顽磁力的钨钴磁钢等,这些钢材主要用于制造各种工具,如钻头、铣刀、拉丝模、阴模和阳模等。
2、碳化钨基硬质合金
钨的碳化物具有高耐磨性和难熔性,其硬度则接近金刚石,因而常被用于一些硬质合金中。目前碳化钨基硬质合金是钨最大的消费领域,这种硬质合金是将碳化钨℡☎联系:米级粉末和金属粘合剂(如钴、镍、钼)在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。碳化钨基硬质合金是大体上可分为碳化钨—钴、碳化钨—碳化钛—钴、碳化钨—碳化钛—碳化钽(铌)—钴及钢结硬质合金等四类,这些碳化钨基硬质合金主要用于制造切削工具、矿山工具和拉丝模等。
3、热强和耐磨合金
钨的熔点是所有金属中最高的,硬度也很高,因而常被用来生产热强和耐磨合金,例如钨和铬、钴、碳的合金常用来生产诸如航空发动机的活门、涡轮机叶轮等高强耐磨的零件,而钨和其它难熔金属(如钽、铌、钼、铼)的合金常来生产诸如航空火箭的喷管、发动机等高热强度的零件。
4、高比重合金
由于钨的密度高,硬度高,因而成为了制作高比重合金的理想材料,这些高比重合金按组成特性及用途分为W-Ni-Fe、W-Ni-Cu、W-Co、W-WC-Cu、W-Ag等主要系列,这类合金具有比重大、强度高、吸收射线能力强、导热系数大、热膨胀系数小、导电性能良好、可焊性和加工性良好等特性,被广泛应用在航天、航空、军事、石油钻井,电器仪表、医学等行业,如制造装甲、散热片、控制舵的平衡锤以及诸如闸刀开关、断路器、点焊电极等的触头材料。
二、电子领域
钨的可塑性强、蒸发速度小、熔点高、电子发射能力强,因而钨及其合金被广泛应用于电子和电源工业。例如钨丝的发光率高,使用寿命长,因而被广泛应用于制造各种灯泡灯丝中,如白炽灯、碘钨灯等,钨丝还可以用于制造电子振荡管的直热阴极和栅极以及各种电子仪器中旁热阴极加热器。钨的特性使它也很适合用于TIG焊接以及其它类似这种工作的电极材料。
三、化工领域
钨的化合物常用作催化剂和无机颜色,如二硫化钨在合成汽油的制取中用作润滑剂和催化剂,青铜色的氧化钨被用在绘画中,钙或镁钨常用在荧光粉中。
四、其他领域
由于钨的热胀性与硅酸硼玻璃类似,它被用来做玻璃或金属密封。钨的敏感性低,因此被用来制作高纯度钨金首饰。此外,钨也被应用在放射性医学上,有些乐器的铉也会使用钨丝。
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。
扩展资料:
主要的钨矿有十几种,我国主要有两种;黑钨矿(钨锰铁矿)和白钨矿(钨酸钙矿)。
目前世界上开采出的钨矿,约50%用于优质钢的冶炼,约35%用于生产硬质钢,约10%用于制钨丝,约5%其他用于其他用途。
钨可以制造枪械、火箭推进器的喷嘴、切削金属的刀片、钻头、超硬模具、拉丝模等等,钨的用途十分广泛,涉及矿山、冶金、机械、建筑、交通、电子、化工、轻工、纺织、军工、航天、科技、各个工业领域。
参考资料:百度百科-钨钢
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