钨钢,又称为硬质合金,是一种由硬质相和粘结相构成的粉末冶金产品。其硬质相主要由各类碳化物组成,包括碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)和碳化铌(NbC)。在大多数情况下,钴是作为粘结相使用。在硬质合金的生产过程中,必须经过混合、压制及烧结等多个工艺步骤。
根据ISO标准,硬质合金可以进行分类,依据是工件的材料类别,如
等。不同类型的硬质合金在车削、铣削、孔加工、切槽等多种应用中各有其独特用途。
钨钢制品中约含18%的钨。其硬度为维氏10K,仅次于钻石,因此,钨钢手表等产品具有卓越的耐磨性。钨钢广泛用于制造车床刀具、冲击钻钻头、玻璃刀等工具,这些工具的显著特点是坚硬且不怕退火,尽管其本身较脆。钨钢的优良性能使其成为一种稀有金属。硬质合金不仅具有高硬度,还具备良好的强度和韧性,耐热和耐腐蚀等特点,且在500℃下硬度基本不变,在1000℃时仍能保持高硬度。现代的硬质合金刀具切削速度已达到碳素钢的数百倍。其应用领域极为广泛,涵盖了凿岩工具、测量量具、喷嘴等。
在全球范围内,现在约有50个国家生产硬质合金,年产总量在27000至28000吨。主要生产国包括美国、俄罗斯、瑞典、中国、德国、日本、英国和法国等。尽管市场已趋于饱和,但中国硬质合金工业自50年代末期起步,经过60到70年代的快速发展,至90年代初期总生产能力达6000吨,成为全球第三大生产国,仅次于俄罗斯和美国。
选择合适的硬质合金型号在实际应用中至关重要。根据矿山的经验,选择时应考虑以下几点:
- 岩石的物理机械性能,如硬度、摩擦性及其结构特征。
- 所用凿岩机的型号,如轻型或重型。
- 生产设备的性能,如气压情况。
硬质合金的使用强度与钴的含量密切相关。一般而言,含钴量低的硬质合金适用于轻型凿岩机,适应于较软岩层;含钴量中等者适用于中型凿岩机;而高钴含量的硬质合金则适用于重型凿岩机。选择时,不能仅考虑岩石的坚固性系数,还需关注其他条件,如岩石的特征、设备性能及钻具参数等。
合理选择硬质合金类型的型号是经过长期研究与使用经验积累得出的成果,确保其适用性至关重要。以K0型硬质合金片为例,其适用于大直径硬质合金钎头,磨损特性与岩石的摩擦行为密切相关。选择合适的硬质合金片型号时,必须考虑到岩石的摩擦性系数,以保证加工效率与工具的使用寿命。
总之,钨钢/硬质合金凭借其卓越的硬度和耐用特性,在现代工程和制造领域扮演着不可或缺的角色。通过科学合理的选择与应用,可以有效提升其在各种加工中的性能表现。