硬質合金球斷口表面影響因素
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2015年1月16日
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硬質合金球的特點是耐磨性高，長時間工作並無顯著磨損，能極大地提高加工品質，獲得高光潔度和精確尺寸的製品。與此同時，硬質合金球的斷口表面與溫度，滲碳工藝密切相關。
不同溫度下梯度硬質合金斷口隨著溫度的提高，其起裂區和穩態擴展區的粗糙程度隨溫度上升而下降，即斷口變得更加平整。斷口的平整意味著斷裂的路程減小，裂紋易於擴展，斷裂強度下降。此外，對其斷裂源進行進一步分析表明，表層組織缺陷往往成為其可能的斷裂源。這與滲碳工藝有關，如包覆料中的碳含量、總碳含量和滲碳時間等有關。600℃時梯度硬質合金斷口表面不同區域的形貌細節，其斷口表面發生了很大的改變：表面層斷裂主要發生在粘結相，斷口主要呈現沿晶斷裂方式，由於鈷相進一步軟化和氧化誘導的開裂使得很少發生穿晶斷裂方式;中間層斷裂全部發生在粘結相，個別斷裂發生在WC/Co相介面，斷口不平整，粗糙程度增大，沒有見到穿晶斷裂，鈷相出現明顯的塑性變形，存在很多的顯微臺階，斷口表面粗糙;芯部斷裂發生在WC/WC、WC/η、η/η、WC/C0和Co/C。相介面，穿晶斷裂和沿晶斷裂共存，鈷相也出現明顯的塑性變形，斷口表面要比富鈷層平整。
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梯度硬質合金球的斷口表面區
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2015年1月16日
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硬質合金自上世紀30年代應用到礦用工具以來，硬質合金球在鋼鐵、有色金屬、隧道、煤炭、建材和石油開採等領域，應用範圍日益擴大。
高溫下梯度硬質合金球的斷口表面對應於其成分和組織的梯度分佈也同樣呈現明顯的三個區域：中間區的斷口表面明顯要比表面層和芯部的粗糙。斷口表面的粗糙化表明裂紋擴展的路徑曲折，斷裂路程增大，因此裂紋前端擴展所需的斷裂能也就增加，有利於保持其高溫橫向斷裂強度。對應於梯度硬質合金球的富鈷區，也是其斷裂的穩態擴展區。隨著燒結溫度的升高，梯度硬質合金球的橫向斷裂強度不斷提高。這與常溫橫向斷裂強度的結果是一致的。燒結溫度的提高，有利於促進缺碳硬質合金燒結緻密化，減少合金中的孔隙。這樣燒結緻密的硬質合金球經過滲碳處理，形成的梯度硬質合金中的孔隙也就很少，有利於梯度硬質合金球性能的提高，所以較高的燒結溫度對硬質合金球性能的提高非常有利。
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硬質合金的高溫強度及失效機理
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2015年1月16日
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硬質合金球經常在高溫耐腐蝕環境下工作，也就是紅硬性應該是硬質合金球的一個重要參數指標。對於硬質合金球來說，隨著溫度的提高，其斷裂行為發生了很大的改變，室溫下主要為脆性斷裂，中溫下主要為延性斷裂，高溫下主要以蠕變為主。高溫下斷裂機理主要與鑽含量及其固溶情況、殘餘應力、氧化等因素有關。而對於具有梯度結構的新型硬質合金球材料來說，其粘結相及其組織的梯度分佈也會影響到其高溫強度。
梯度硬質合金球富鑽層中Co固溶的W的濃度要比表面和芯部高得多，W的固溶會強化粘結相Co，起到固溶強化作用，降低了其強度隨溫度升高而下降的幅度，這是富鑽區要比表面層和芯部粗糙的原因。可見，鑽含量的梯度分佈，尤其是富鑽區對裂紋的延緩作用，避免了其高溫強度的快速下降，從而使梯度結構硬質合金球具有較好的高溫穩定性。
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鎢坩堝外觀品質標準
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- 發佈於：2015年1月15日
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鎢坩堝（英文名稱：Tungsten Crucibles）是金屬鎢製品之一，主要分為燒結成型（應用到粉末冶金技術），衝壓成型，旋壓型。其具有耐高溫，耐摩擦，耐腐蝕，而且導熱，導電性良好等性能，被廣泛應用于藍寶石單晶生長爐，石英玻璃熔煉爐，稀土冶煉爐等工業爐內的核心容器。
鎢坩堝其產品標準，除了化學成分中W含量達到99.95%，密度標準應達到17.8g/cm³，尺寸及公差在產品的製備過程中應根據尺寸的不同而調整公差外，外觀品質也是一項很重要的標準。鎢坩堝外觀品質，其外觀應光滑，潔淨，無裂痕，凹坑，夾雜等缺陷。由於鎢坩堝的使用環境較為特殊，要求其外觀表面應光滑無裂痕，凹坑等缺陷，這樣才能保證鎢坩堝的使用壽命。
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鎢坩堝密度標準
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- 發佈於：2015年1月15日
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鎢坩堝（英文名稱：Tungsten Crucibles）是金屬鎢製品之一，主要分為燒結成型（應用到粉末冶金技術），衝壓成型，旋壓型。利用鎢棒車削加工成型（一般尺寸比較小），焊接成型多種，採用純鎢板，鎢片和純鎢棒經相應的工藝加工而成。鎢坩堝可以在2600°以下的真空惰性氣體中使用。其具有耐高溫，耐摩擦，耐腐蝕，而且導熱，導電性良好被廣泛應用于稀土冶煉，石英玻璃，電子噴塗，晶體生長等行業。
隨著鎢製品需求量的增加，鎢坩堝應用領域越來越廣泛，對鎢製品的要求也越來越高，密度是影響鎢坩堝品質的重要因素。鎢坩堝的密度是產品性能的重要指標，密度越高，均勻性越好，產品耐腐蝕性能就越好，使用壽命也越長，根據市場及目前工藝技術現狀，鎢坩堝在製備的過程中，其密度標準應達到17.8g/cm³。
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鎢坩堝尺寸及公差標準
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由於鎢坩堝主要應用于稀土冶煉，石英玻璃等行業中，隨著行業生產規模的不斷擴大，大規格的鎢坩堝需求也在不斷地增加，對鎢坩堝尺寸及公差的要求也越來越高。以下為常用鎢坩堝尺寸及公差確定標準。
| 規格 |
外徑公差 （mm） |
高度公差 （mm） |
壁厚公差 （mm） |
底厚公差 （mm） |
密度 （g/cm³） |
| Φ180×320 |
+1.86 +1.50 |
+2.76 +2.51 |
+1.68 +1.71 |
+1.79 +1.81 |
+18.10 +18.09 |
| Φ275×260 |
+2.66 +2.84 |
+3.16 +3.42 |
+1.67 +1.64 |
+2.76 +2.81 |
+18.12 +18.04 |
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鎢坩堝化學成分標準
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鎢坩堝屬於金屬鎢製品之一，是通過鎢粉-過篩-合批-等靜壓制-粗坯車加工-中頻燒結-精品車加工-包裝這一系列流程製備而得的。其具有耐高溫，耐摩擦，耐腐蝕，而且導熱、導電性良好被廣泛應用于稀土冶煉，石英玻璃，電子噴塗，晶體生長等行業。由於鎢坩堝採用的是粉末燒法製備，因此技術要求遵循粉末冶金產品的要求，對產品化學成分，密度，尺寸，外觀品質等具有一系列的確定標準。以下介紹化學成分：
鎢坩堝是純鎢製品，採用粉末冶金製備，高溫氫氣燒結爐燒結，在加工過程中很少會加如其他元素，由於鎢坩堝化學成分和粉末成分基本保持一致，因此在確定鎢坩堝的化學成分時候採用粉末成分即可，其最主要的W含量達到99.95%。
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新型粘結劑對硬質合金球性能的改善
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硬質合金球具有高強度、高耐磨、高精度、耐高溫、耐腐蝕等特點，在石油行業軸承等方面得到廣泛應用。
用金屬熔體處理方法對硬質合金球材料進行合金化處理，其處理方法是選擇鎳或矽作為合金化添加元素。這主要是考慮到鎳可穩定硬質合金球材料γ相中的立方鈷，而矽作為WC-C-Co系中的表面活性元素可影響相介面的成分與狀態。用金屬熔體處理法在合金中添加鎳可提高其抵抗疲勞裂紋能力，如迴圈加載時，在鎳合金化合金中疲勞裂紋移動速度是未添加鎳合金的1/30。這說明鎳既抑制亞微缺陷的擴展，亦可抑制微米級缺陷的擴展。同時，矽也可促進燒結硬質合金抵抗疲勞裂紋能力的提高。在用鎳和矽同時合金化的合金中，疲勞微裂紋移動速度僅為只用鎳合金化合金的1/30。
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WC-Co-金剛石三相功能梯度硬質合金球
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硬質合金球具有硬度高、耐磨性好、熱膨脹係數小、化學性質穩定，及可回收利用等優良特性，使其在石油鑽探抽油、制筆等領域被廣泛應用。然而在一些特殊領域，要求硬質合金球具有更高的耐磨性，此時WC-Co-金剛石三相功能梯度就顯得更具優勢。
WC-Co-金剛石三相功能梯度複合材料可採用高溫高壓合成，即首先將粉末與聚合物混合料擠壓製成生壓坯，然後用高溫高壓金剛石合成法進行固結。功能梯度WC-Co-金剛石材料主要用作牙輪鑽頭。在實際應用中，WC-Co-金剛石梯度鑲件材料的主要優點表現為：（1）因減少了熱膨脹和彈性不匹配應力，使金剛石耐脫落性增強；（2) 因具有金剛石增強表面，故表現出優異的耐磨性；(3) 因WC-Co-增強核心的作用，故斷裂韌性優異。因此當WC-Co-金剛石複合材料用於製作硬質合金球時，硬質合金球因具有WC-Co-金剛石複合材料表面，其耐磨性大為增強，使用壽命明顯提高。
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雙粘結硬質合金球
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雖然WC-Co硬質合金球具有高彈性模量，高耐腐蝕性，高耐磨性和一定斷裂韌性的良好組合，但在實際應用中，因硬質合金球斷裂韌性有限而易產生脆性斷裂。因此，提高斷裂韌性一直是改進硬質合金球品質的驅動力。
雙粘結硬質合金球與普通硬質合金球相比，其突出的特點是硬質合金相球粒不是由硬質化合物(如WC)，而是由燒結合金(如WC-Co合金)球粒組成，也就是說雙粘結硬質合金球硬質相是由難熔化合物與金屬鈷經過燒結而成的成品硬質材料球粒，然後將燒結球粒與金屬粘結劑混合並進行第二次燒結，從而在不降低硬度的情況下使斷裂韌性大幅度提高。雙粘結硬質合金球複合材料由於具有上述優異性能，故可應用於石油鑽探、建築等特別需要高的斷裂韌性、耐磨性和硬度等力學性能的領域。
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