高速钨钢经常用于生产锯片、水和钻头等设备。由于耐磨损,有时还用于手动工具,如凿子和厨房刀等。
钨也是一些热加工工具钢(生产耐高温工具用钢)的主要合金元素。此外,热操作工具钢还必须耐受因温度快速变化而导致的压力(热冲击)。热加工钨钢通常包含高铬成分,有时还含钒。它用于挤压和锻造模具等加工其它加热金属的设备。
由于其硬度和耐热性,钨是高速钢(一种工具钢)中的常见合金元素。这些合金工具钢能在高温时保持硬度,使它们经受住高速切削工具时的高温和磨损。它们的钨含量因合金而不同,但可以高达18.75%。这些钢还包含碳,并且往往还包括一定比例的钼、铬和钒等合金属。此外,有时也使用少量的铜、镍和磷。
钨钢烧结过程的四个基本阶段:
1、脱除成形剂及预烧阶段,在这个阶段烧结体发生如下变化:
成型剂的脱除,烧结初期随着温度的升高,成型剂逐渐分解或汽化,排除出烧结体,与此同时,成型剂或多或少给烧结体增碳,增碳量将随成型剂的种类、数量以及烧结工艺的不同而改变。
粉末表面氧化物被还原,在烧结温度下,氢可以还原钴和钨的氧化物,若在真空脱除成型剂和烧结时,碳氧反应还不强烈。粉末颗粒间的接触应力逐渐消除,粘结金属粉末开始产生回复和再结晶,表面扩散开始发生,压块强度有所提高。
2、固相烧结阶段(800℃——共晶温度)
在出现液相以前的温度下,除了继续进行上一阶段所发生的过程外,固相反应和扩散加剧,塑性流动增强,烧结体出现明显的收缩。
3、液相烧结阶段(共晶温度——烧结温度)
当烧结体出现液相以后,收缩很快完成,接着产生结晶转变,形成合金的基本组织和结构。
4、冷却阶段(烧结温度——室温)
在这一阶段,钨钢的组织和相成分随冷却条件的不同而产生某些变化,可以利用这一特点,对钨钢进行热处理以提高其物理机械性能。
碳化钨,碳化钴,碳化铌、碳化钛,碳化钽是钨钢的常见组份。碳化物组份(或相)的晶粒尺寸通常在0.2-10微米之间,碳化物晶粒使用金属粘结剂结合在一起。粘结剂通常是指金属钴(Co),但对一些特别的用途,镍(Ni),铁(Fe),或其它金属及合金也可使用。对于一个待定的碳化物和粘结相的成份组合称之为“牌号”。