什么是碳化钨材料？

碳化钨是一种硬质金属，用于制造切削刀具和模具等耐磨部件。它可以与其他金属结合，产生其他类型的碳化物。这种组合的一个例子是碳化钨-钴，这是最流行的碳化钨合金，由硬质材料碳化钨和粘合剂材料钴组合而成。

碳化钨是通过一系列生产工艺制成的，例如粉末混合、压制、烧结等。在烧结过程中，钴等粘合剂材料会熔化并有助于碳化钨的混合和粘合，从而增加最终合金的致密性和密度。

碳化钨是最适合回收利用的材料之一。虽然它是一种非常有价值的金属，但它也可能成为废料的来源。例如，废碳化钨可以熔化并精炼成新的碳化钨碎片。

碳化钨材料的特性

今天我们来了解一下碳化钨的6个关键材料参数。从学术上讲，硬质合金是一种以高硬度难熔金属的碳化钨粉末（硬化相）为主要成分，以钴、镍等金属（粘结相）为粘结剂，经球磨、压制、烧结而成的一种硬度极高、耐磨性好的合金材料。我们可以简单理解为一种硬度高、耐磨性好的金属材料。碳化钨通常以物理性能为指标，但其化学相容性会因金属粘结剂的不同而变化。例如，镍结合碳化钨比钴结合碳化钨更耐腐蚀。

根据物理学的有关参数，硬质合金的力学性能主要表现在以下材料参数中：

碳化钨的硬度

碳化钨的硬度是其密度的函数，即单位体积内材料的质量。该属性的 SI 单位是每立方米千克，英制单位是每立方英尺磅。对于一立方英寸的碳化钨，其密度为 14.5 g/cm3。对于不同等级的碳化钨-钴合金，密度可以从 13-15g/cm^3 不等。硬度可以从 HRA86 到 HRA95，后者是世界上最坚硬的材料之一，仅次于钻石。

碳化钨的弯曲强度

硬质合金的弯曲强度低于高速钢。即使是弯曲强度高的YG8硬质合金，其弯曲强度也只有高速钢的一半左右。硬质合金中钴含量越高，其强度越高。在钴含量相同的情况下，WC-TiC合金的弯曲强度随TiC含量的增加而降低。除了碳化物的类型外，WC晶粒的大小也影响硬质合金的强度。粗晶粒硬质合金的弯曲强度高于中晶粒硬质合金。

碳化钨的抗压强度

硬质合金的抗压强度很高，可比高速钢高30%-50%，约3500-5600mpa，热等静压产品可达6000mpa。硬质合金的抗压强度与钴含量有关，钴含量为5%时抗压强度最大。细晶粒硬质合金的抗压强度大于粗晶粒硬质合金的抗压强度，YT硬质合金的抗压强度低于YG硬质合金的抗压强度，且随TiC含量的增加而降低。加入少量TAC、NBC、VC等，可细化WC晶粒，提高抗压强度。

由于硬质合金的抗压强度远高于抗弯强度，因此，在设计刀具结构、选用硬质合金刀片时，应尽量使刀头处于受压应力、受弯矩较小的状态。

碳化钨的抗拉强度

硬质合金的抗拉强度为750-1500MPa，约为抗压强度的1/4。由于影响硬质合金材料塑性的因素很多，因此硬质合金的抗拉强度通常在一定的范围内。

碳化钨的冲击韧性

硬质合金的冲击韧性比高速钢低，性能较好的YG8合金冲击韧性为30～40kj/m2，而W18Cr4V高速钢冲击韧性为180～320kj/m2。

含tic的硬质合金冲击韧性下降，当tic含量由6%增加到10%时，冲击韧性明显下降；温度对WC Co硬质合金冲击韧性有一定影响，在较高温度下，冲击韧性有所提高。

由于硬质合金的冲击韧性比高速钢低，不宜在有强烈冲击和振动的场合使用，否则可能造成切削刃损坏。硬质合金的冲击韧性波动很大，其绝对值与试验方法有关。因此，在比较硬质合金的冲击韧性时，应使用同一仪器，对相同尺寸和形状的试样进行比较。

碳化钨的疲劳强度

由于刀具通常在动态条件下工作，因此其疲劳强度非常重要。硬质合金中钴含量越高，疲劳强度越高。硬质合金的疲劳强度与试样的表面质量密切相关。表面光洁度越好，疲劳强度越高。

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