一 硬王
談到材料之硬度,一般人似乎都曉得鋼鐵比鋁合金硬。而在各式各類鋼鐵中,工具鋼又比低碳鋼硬。鋼鐵之硬度一般都靠其結(jié)構(gòu)內(nèi)有麻田散體之存在(又名馬氏體,如圖一所示)。如果鋼鐵內(nèi)含馬氏體愈多,它就愈硬。而這馬氏體如合碳量愈多,它也就愈硬。由于大部分的鋼鐵靠馬氏體逞強(qiáng)稱硬,因此馬氏體就有「硬祖」之稱。如果鋼鐵之構(gòu)造除了馬氏體外,又加上碳化鉻的顆粒(如圖二所示),那么它的強(qiáng)硬度又更進(jìn)一級(jí)了。許多工具鋼就是靠碳化鉻與馬氏體之合作而達(dá)到高硬度。
然而,工具鋼盡管強(qiáng)硬,比起利用
碳化鎢為主要成份,做成的碳化物合金材料仍是差一大截。雖然氧化鋁及碳化硅的硬度跟
碳化鎢不相上下,但它們的工業(yè)用途非常有限。雖然金鋼石比碳化鎢硬,但無工業(yè)用途。碳化鎢除了有硬度外,還非常美觀、耐用。于是乎碳化鎢就輕易的登上了「硬王」的寶座。
二 碳化鎢合金材料的一般成分
雖然早期之碳化鎢合金材料其主要成份是碳化鎢,而以鈷為黏合劑(即利用鈷將碳化鎢晶粒黏合在一起)。但如減少碳化鎢之百分成分,而以
碳化鈦或
碳化鉭替代,也可制成不同性質(zhì)之材料。此材料之一般成分,如下表所示:(重量百分成分)
碳化鎢 鈷
碳化鉭 碳化鈦 97% 3%
94% 6%
87% 13%
51% 7% 10% 32%
82% 10% 8%
上表所列的是一部分碳化鎢合金材料的成分。含碳化鎢及碳化鈦之量多,其硬度就大。然而韌性就相對(duì)的減少。
三 制造方法
(一)﹑碳化
鎢粉的制。豪眠x礦技術(shù)將含鎢的礦石破碎分離,而變成含鎢量高的精礦。將含鎢的精礦與碳化鋁或碳化鈣混在一起加熱起作用,產(chǎn)生的高熱與碳化鋁或碳化鈣混在一起加熱起作用,產(chǎn)生的高熱超過攝氏二千一百多度,于是碳化鎢就形成了。冷卻后,此碳化鎢可破碎至極細(xì)的粉末。另外一種制造方式是將
鎢粉與碳混在一起在高溫下制成碳化鎢。
(二)﹑合金的制成:將碳化鎢與鈷以一定的比例混合,加壓成各種形狀,然后半燒結(jié)。此燒結(jié)過程通常是在真空爐里進(jìn)行。將其置于真空爐里完成燒結(jié)。此時(shí)之溫度大約為攝氏一千三百至一千五百度之間。
四 碳化鎢合金材料的一些性質(zhì)
碳化鎢合金材料其顯微金屬構(gòu)造如圖三所示,此乃含94%碳化鎢及6%鈷之合金。其顆粒極細(xì),白色塊狀為較大之碳化鎢顆粒。圖四為在更高倍放大下之塊狀結(jié)構(gòu)。在碳化鎢顆粒之間乃鈷粒黏合劑。
在耐磨損、耐腐蝕、高溫、硬度諸性質(zhì)方面,碳化鎢合金材料約比*硬的鋼鐵強(qiáng)百倍。任何機(jī)器或機(jī)械裝置如需要好的耐磨損材料,*好先考慮使用這碳化鎢合金材料。也許制品的成本會(huì)較高,但是較耐用,可以減少機(jī)件失靈或換修的機(jī)會(huì)。
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