高速鎢鋼經常用于生產鋸片、水和鉆頭等設備。由于耐磨損,有時還用于手動工具,如鑿子和廚房刀等。
鎢也是一些熱加工工具鋼(生產耐高溫工具用鋼)的主要合金元素。此外,熱操作工具鋼還必須耐受因溫度快速變化而導致的壓力(熱沖擊)。熱加工鎢鋼通常包含高鉻成分,有時還含釩。它用于擠壓和鍛造模具等加工其它加熱金屬的設備。
由于其硬度和耐熱性,鎢是高速鋼(一種工具鋼)中的常見合金元素。這些合金工具鋼能在高溫時保持硬度,使它們經受住高速切削工具時的高溫和磨損。它們的鎢含量因合金而不同,但可以高達18.75%。這些鋼還包含碳,并且往往還包括一定比例的鉬、鉻和釩等合金屬。此外,有時也使用少量的銅、鎳和磷。
鎢鋼燒結過程的四個基本階段:
1、脫除成形劑及預燒階段,在這個階段燒結體發(fā)生如下變化:
成型劑的脫除,燒結初期隨著溫度的升高,成型劑逐漸分解或汽化,排除出燒結體,與此同時,成型劑或多或少給燒結體增碳,增碳量將隨成型劑的種類、數(shù)量以及燒結工藝的不同而改變。
粉末表面氧化物被還原,在燒結溫度下,氫可以還原鈷和鎢的氧化物,若在真空脫除成型劑和燒結時,碳氧反應還不強烈。粉末顆粒間的接觸應力逐漸消除,粘結金屬粉末開始產生回復和再結晶,表面擴散開始發(fā)生,壓塊強度有所提高。
2、固相燒結階段(800℃——共晶溫度)
在出現(xiàn)液相以前的溫度下,除了繼續(xù)進行上一階段所發(fā)生的過程外,固相反應和擴散加劇,塑性流動增強,燒結體出現(xiàn)明顯的收縮。
3、液相燒結階段(共晶溫度——燒結溫度)
當燒結體出現(xiàn)液相以后,收縮很快完成,接著產生結晶轉變,形成合金的基本組織和結構。
4、冷卻階段(燒結溫度——室溫)
在這一階段,鎢鋼的組織和相成分隨冷卻條件的不同而產生某些變化,可以利用這一特點,對鎢鋼進行熱處理以提高其物理機械性能。
碳化鎢,碳化鈷,碳化鈮、碳化鈦,碳化鉭是鎢鋼的常見組份。碳化物組份(或相)的晶粒尺寸通常在0.2-10微米之間,碳化物晶粒使用金屬粘結劑結合在一起。粘結劑通常是指金屬鈷(Co),但對一些特別的用途,鎳(Ni),鐵(Fe),或其它金屬及合金也可使用。對于一個待定的碳化物和粘結相的成份組合稱之為“牌號”。