制備方法
液相燒結(jié)法:將碳化鎢粉與鋼基體形成粉末后進(jìn)行混合、成形,然后在有液相存在的條件下,可在真空環(huán)境或是氫氣中進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)過(guò)后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢查退火即可獲得鎢鋼。成型方法可選擇擠壓成型或者注射成型。
冷等靜壓:在傳統(tǒng)液相燒結(jié)法的基礎(chǔ)上,選擇冷等靜壓的加固方法。將粉末冶金法過(guò)程中加壓固結(jié)所形成的壓坯放入密閉容器中,在壓坯表面覆蓋彈性模具,然后在室溫條件下向容器中沖入高壓液體,使壓坯在各個(gè)方向上均勻受力,從而使壓坯更加牢固后再進(jìn)行燒結(jié)成型。
微波燒結(jié)法:直接將鎢元素、碳元素和鈷元素的混合粉末壓坯成型后直接進(jìn)行燒結(jié)成鎢鋼的制作工藝。
電冶熔鑄法:取適量配比的碳化鎢粉末以及廢棄的 GCr15 軸承鋼粉,再加入微量元素釔,然后將原料放入中頻感應(yīng)電爐中制做成自耗電極,之后將電極放入單臂梁立式電渣爐中制成所需鎢鋼。
機(jī)械合金法:將制作鎢鋼所需的原料粉末即鋼粉和鎢粉加入球磨罐中,抽取球磨罐中的空氣至真空后再充入氬氣,然后球磨一段時(shí)間后取出即可獲得鎢鋼。
自蔓延高溫合成法(SHS):直接將原料粉末混合,然后采用燃燒合成的方法來(lái)制備鎢鋼。
鋼材:根據(jù)硬度需求調(diào)整(如低碳鋼用于結(jié)構(gòu)件,高碳鋼用于刀具),更適合需要綜合力學(xué)性能(強(qiáng)度、韌性、可加工性)的場(chǎng)景,如機(jī)械零件、建筑結(jié)構(gòu)、武器裝備等。
鎢鋼的硬度遠(yuǎn)高于普通鋼材,甚至超過(guò)專(zhuān)用刀具鋼,是目前工業(yè)中硬度的材料之一;但鋼材的優(yōu)勢(shì)在于可通過(guò)熱處理調(diào)整硬度與韌性,適應(yīng)更廣泛的結(jié)構(gòu)和功能需求。兩者并非替代關(guān)系,而是根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的性能需求互補(bǔ)使用。
硬度與韌性的平衡不同
鎢鋼刀具:高硬度伴隨高脆性,抗沖擊性能較差,受劇烈振動(dòng)或沖擊易崩刃、斷裂;
高速鋼刀具:硬度較低,但韌性更好(抗彎強(qiáng)度約 3000-4000 MPa,是鎢鋼的 1.5-2 倍),能承受更大的沖擊和切削力,適合復(fù)雜刀具(如鉆頭、絲錐)的制作。