碳化鎢耐磨零件耐磨性比較

硬質合金圖片

磨損和腐蝕是工業領域中造成材料和能源損失的重要原因。WC顆粒具有高熔點、高硬度及良好的穩定性,碳化鎢顆粒與鐵基金屬的潤濕角為零,而且與其他金屬陶瓷顆粒(如碳化鈦等)相比易於獲得,因此WC顆粒增強複合材料越來越受到人們的重視。

1. 鑄造碳化鎢耐磨零件
鑄造碳化鎢是以WC粉和金屬鎢粉為原料,按碳含量要求配製成混合料裝入石墨舟中,在約3000℃的熔煉爐中熔化和補充滲碳,將熔體澆鑄成條,然後將鑄條破碎、分級,製成各種細微性範圍的鑄造碳化鎢。鑄造碳化鎢是WC和W2C的共晶,其洛氏硬度高達93~93. 7 HRA,其最硬組分W2C的顯微硬度為2 500~3 000 HV,因此具有非常好的耐磨性。

2. 燒結碳化鎢耐磨零件
將碳化鎢粉與鎢粉以一定的比例配合製成混合料、壓塊、燒結、然後機械破碎/過篩分級,便成為各種規格的燒結碳化鎢粉。實際生產中也有將細顆粒的鑄造碳化鎢粉加鈷製成混合料,然後制團、燒結、機械破碎,製成燒結碳化鎢。這種燒結碳化鎢中的W2C多半與鈷反應生成脆性的M6C相。燒結碳化鎢是用鈷或鎳粘結的碳化鎢微粒,其洛氏硬度大於88 HRA,耐磨性能略低於鑄造碳化鎢,抗彎強度大1 400 MPa,耐衝擊性能大於鑄造碳化鎢。

3. 單晶碳化鎢耐磨零件
用特殊工藝將鎢粉與碳黑混合,在高溫碳化爐內碳化,即可制得單晶碳化鎢。這種碳化鎢硬度和韌性均介於鑄造碳化鎢與燒結碳化鎢之間。同時,其對鐵族金屬的浸潤性好。然而,在表層複合材料中單晶碳化鎢含量不能過高,否則,單晶碳化鎢極易發生橋接現象,特別是鐳射熔覆過程中極易發生。這種橋接面之間結合力很弱,在外載荷下極易從該處發生破壞,導致碳化鎢發生剝落,降低耐磨性。