钴对硬质合金生产的影响及对策
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硬质合金成分硬质合金是一种由金属和非金属元素组成的复合材料,具有高硬度、高强度和耐磨性等优良性能。
它广泛应用于机械加工、矿山工程、石油钻探和航空航天等领域。
本文将从硬质合金的成分、制备工艺和应用领域三个方面进行介绍。
一、硬质合金的成分硬质合金的主要成分是金属钨(W)和钴(Co),以及少量的其他金属和非金属元素。
钨是硬质合金的主要组成部分,具有高熔点、高硬度和高密度的特点,是使硬质合金具有优异性能的关键因素之一。
钴是硬质合金的结合相,具有良好的结合性和塑性,能够将钨颗粒牢固地固定在一起。
此外,硬质合金中还可以加入一些其他金属元素,如钛(Ti)、铌(Nb)等,以及非金属元素,如碳(C)和氮(N)。
这些元素的加入可以进一步改善硬质合金的性能,提高其硬度和耐磨性。
二、硬质合金的制备工艺硬质合金的制备主要包括粉末冶金和烧结两个过程。
首先,将金属粉末和非金属粉末按一定比例混合,并加入一定量的粘结剂。
然后,通过球磨机等设备对混合粉末进行混合和粉碎,使粉末颗粒更加均匀细小。
接下来,将混合粉末压制成坯体,通常使用等静压或注射成型等方法。
最后,将坯体进行高温烧结处理,使金属粉末颗粒相互结合,并与粘结相形成致密的合金体。
烧结温度和时间的控制对硬质合金的性能有重要影响,过高的温度和过长的时间会导致晶粒长大,从而降低硬质合金的硬度和强度。
三、硬质合金的应用领域硬质合金具有高硬度、高耐磨性和高强度的特点,因此在机械加工领域得到广泛应用。
它可以用于制造刀具、切割工具、钻头、铣刀和刨刀等,能够在高速切削和重负荷加工条件下保持较长的使用寿命。
此外,硬质合金还可以用于制造矿山工具,如岩钻头、钻孔钻头和矿用刀具等,能够在恶劣的矿石破碎环境中保持较好的工作性能。
在石油钻探领域,硬质合金可以用于制造钻头和钻具,能够在高温高压和强磨蚀的地层中稳定地进行钻井作业。
此外,硬质合金还被应用于航空航天领域,用于制造发动机零部件、导弹零部件和航天器零部件等,能够在高温和高应力条件下保持稳定的工作性能。
kg7硬质合金密度KG7是一种常见的硬质合金材料,具有良好的物理和化学性质。
它由钨碳化物和钴组成,因此具有较高的硬度和抗磨损性能。
本文将从以下几个方面对KG7硬质合金的密度进行详细介绍。
首先,密度是指物质单位体积的质量,通常用g/cm³或kg/m³来表示。
KG7硬质合金的密度在不同制备工艺和成分比例下会有所差异,但一般在14-15g/cm³之间。
这一密度值非常高,比许多常见金属材料如钢铁和铝等都要大。
因此,KG7硬质合金在工程领域中得到广泛应用,尤其是在需要高强度和抗磨损性的部件制造中。
其次,KG7硬质合金的高密度与其成分的选择密切相关。
钨碳化物是KG7硬质合金的主要成分之一,具有高硬度和高熔点的特点。
而钴是一种常用的粘结相,它能够使钨碳化物颗粒之间形成良好的结合,并提高合金的塑性和韧性。
同时,钴的密度较大,也会对KG7硬质合金的总密度产生影响。
第三,KG7硬质合金的高密度赋予了它优异的物理和机械性能。
首先,由于高密度,KG7硬质合金具有较高的硬度。
硬度是指物质抵抗局部永久形变的能力,通常通过洛氏硬度来表征。
KG7硬质合金的硬度在HRA90以上,甚至可以达到HRA94。
其次,高密度使KG7硬质合金具有较高的抗磨损性能。
这是由于高密度使得合金表面硬度较高,抵抗外界物质的磨损。
另外,KG7硬质合金还具有较高的熔点和热稳定性,使得它在高温环境下也能保持出色的性能。
最后,KG7硬质合金的密度对其加工和应用具有一定的影响。
高密度使得KG7硬质合金比一些低密度的材料更加坚固和耐用,适用于制作尖端刀具、磨料和磨料工具等。
然而,由于高密度导致合金脆性增加,KG7硬质合金的加工和成型需要选择合适的工艺和设备,以避免出现开裂和断裂等问题。
综上所述,KG7硬质合金的密度在14-15g/cm³之间,属于较高密度材料。
它的高密度赋予了其优异的物理和机械性能,特别适合于需求高强度和抗磨损性的工程应用。
co元素在钢中的作用
钢是一种常见的金属材料,其强度和耐用性使其成为许多工业和建筑领域中不可或缺的材料。
而co元素,即钴元素,在钢中扮演着重要的角色。
co元素可以加强钢的硬度和弹性。
通过将co元素掺入钢中,可以改变钢的晶体结构,使其更加坚固和耐磨。
这是因为co元素的原子半径较大,与其他金属元素形成的晶体格子会变得更紧密,从而增加了钢的硬度。
与此同时,co元素还能够提高钢的弹性,使其在承受压力时更加不易变形。
co元素还能提高钢的耐腐蚀性。
钢在潮湿环境下容易受到氧化和腐蚀的影响,从而降低了其使用寿命。
而co元素的加入可以形成一层致密的氧化钴膜,有效地阻隔了氧气和水分的侵蚀,从而提高了钢的耐腐蚀性能。
这使得钢在恶劣环境中的使用更加可靠和持久。
co元素还能够提高钢的热稳定性。
在高温环境下,钢往往会发生晶体结构的变化,导致其性能下降。
而co元素的加入可以阻止晶体的生长和扩散,从而使钢在高温条件下保持其原有的性能。
这使得钢在高温工作环境中具有更好的稳定性和可靠性。
总的来说,co元素在钢中具有重要的作用。
它不仅能够提高钢的硬度、弹性和耐腐蚀性,还能够提高钢的热稳定性。
这使得钢在各个领域中得到广泛的应用,例如汽车制造、航空航天、建筑结构等。
正因为co元素的加入,钢才能够成为一种既坚固又耐用的材料,为人类的生产和生活提供了重要的支持。
钴在钢材中的作用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述钴是一种重要的合金元素,在钢材中起着重要的作用。
钴的加入可以显著改善钢材的性能和性质,提高其机械强度、耐磨性和耐腐蚀性,广泛应用于钢铁工业、航空航天和电子等领域。
钴在钢材中的作用主要可以归纳为以下几个方面:首先,钴可以提高钢材的机械强度。
钴的存在可以改善钢材的组织结构,使其具有更好的韧性和强度。
通过控制钴的含量,可以调整钢材的硬度和强度,满足不同领域的需求。
其次,钴可以增加钢材的耐磨性。
钴的硬度较高,可以在钢材表面形成一层坚硬且耐磨的保护层,有效抵御磨损和磨蚀。
因此,添加适量的钴可以提高钢材的耐磨性能,延长其使用寿命。
此外,钴还可以提高钢材的耐腐蚀性。
由于钴具有良好的化学稳定性,能够与一些腐蚀性介质起到抵御作用。
在一些特殊的工作环境中,加入一定量的钴可以有效减少钢材的腐蚀速度,提高其抗腐蚀性能。
总之,钴在钢材中具有重要的作用。
它不仅可以提高钢材的机械强度、耐磨性和耐腐蚀性,还可以增加钢材的使用寿命和可靠性。
随着科技的不断发展,对钴在钢材中作用的研究将进一步深入,为钢材行业的发展和应用带来更多的机遇和挑战。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:文章结构部分旨在介绍本文统一的逻辑框架,以便读者能够清晰地理解文章的组织结构和内容安排。
本文将分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先会对钴在钢材中的作用进行概述,简要介绍钴的性质和在钢材中的重要性。
接着,会阐明本文的目的,明确需要讨论的问题和立论的观点,以引起读者对本文主题的关注。
正文部分是本文的主体,将会详细论述钴在钢材中的三个不同方面的作用。
分别是钴在提高钢材强度方面的作用、钴在延长钢材寿命方面的作用以及钴在改善钢材耐蚀性方面的作用。
每一部分都将详细阐述钴的作用机理、作用效果以及相关的研究和实验数据。
结论部分将对前文中的论述进行总结,强调钴在钢材中的作用对钢材性能的重要影响。
此外,还将探讨钴在钢材中的作用的意义,如其在提高工业发展、促进经济增长和改善人民生活质量方面的重要性。
硬质合金各项参数之间的关系硬质合金(硬质合金)是一种由碳化物、氮化物、钨钼钴硫化钒等粉末冶金材料制成的高硬度、高强度、耐磨损、耐腐蚀的金属材料。
硬质合金广泛应用于切割工具、矿山工具、石油钻采工具、冲压模具等领域。
硬质合金的性能参数之间存在着复杂的关系,下面将详细介绍硬质合金各项参数之间的关系。
硬质合金的主要成分是钨碳化物(WC)和钴(Co),其它成分包括钼、铬、铌、钒等金属,这些成分的含量、配比和相互作用对硬质合金的性能具有重要影响。
硬质合金中钨碳化物的含量越高,硬度越大,但脆性也相应增大,而钴的含量增加可以提高合金的韧性和冲击强度,但硬度会降低。
合金成分的选择和比例设计是决定硬质合金性能的关键因素之一。
硬质合金的显微组织结构对其性能也有很大影响。
碳化物颗粒尺寸、分布均匀性和结合相之间的结合强度等因素都会对硬质合金的硬度、韧性、耐磨性等性能产生影响。
硬质合金的显微组织通常包括主要相(如WC)和结合相(如Co),主要相颗粒尺寸的大小和分布均匀性对硬质合金的硬度和耐磨性有显著影响。
而结合相的含量和性能对合金的韧性和冲击强度有重要作用。
优化硬质合金的显微组织结构是提高其性能的有效途径之一。
硬质合金的加工工艺对其性能也有重要影响。
比如粉末制备工艺、烧结工艺、热处理工艺等都会对硬质合金的组织结构和性能产生重要影响。
合理的烧结工艺可以有效控制合金的孔隙率和气密性,提高合金的硬度和抗变形能力。
而优化的热处理工艺可以有效改善硬质合金的组织结构,提高其耐磨性和韧性。
加工工艺的优化对硬质合金的性能提升具有重要意义。
硬质合金的各项参数之间存在着复杂的关系,包括成分配比、显微组织结构和加工工艺。
合理设计和控制这些参数,对提高硬质合金的性能具有重要意义。
在今后的研究和生产中,需要重点关注这些参数之间的关系,并通过优化设计和加工工艺来提高硬质合金的性能,以满足不同领域对硬质合金材料的需求。
根据要求,为确保公开透明,我将就年产40吨钨钴硬质合金生产的环评报告进行公示。
本报告旨在对该项目的环境影响进行全面的分析和评估。
一、项目概况二、环境影响评价(一)大气环境影响1.选用先进的尾气处理设备,保证排放的废气达到国家标准;2.严格控制生产过程中的粉尘、废气等二次污染,采取有效措施减少大气污染物的排放。
(二)水体环境影响1.建设合规的污水处理系统,对生产过程中的污水进行集中处理;2.实施水资源综合利用,采用循环水系统减少用水量。
(三)土壤环境影响1.严格执行土壤保护政策,避免土壤污染;2.加强对原材料和产品质量的监测,确保不会对土壤环境造成污染。
(四)噪声影响1.对于产生噪声的设备和工艺,采取隔声、减振等措施;2.严格遵守国家噪声排放标准,确保周边居民的正常休息和生活不受噪声干扰。
三、环境保护措施(一)粉尘治理措施1.设立合理的粉尘防治设施,减少粉尘的产生和排放;2.定期对粉尘收集设备进行清洁和维修,保持其正常运行状态。
(二)废气治理措施1.安装高效的废气处理设备,通过物理吸附和化学反应降低废气中的有害物质浓度;2.监测废气处理设备的运行状况,确保其有效运行。
(三)噪声控制措施1.对于噪声超标的设备和工艺,采取隔声、减振等措施;2.减少高噪声设备的使用时间,以降低噪声对周边环境的影响。
(四)污水处理措施1.建设符合国家标准的污水处理厂,对生产过程中的污水进行集中处理;2.严格控制污水排放,确保处理后的污水达到排放标准。
四、环境监测项目建设后,将建立并定期更新环境监测系统,对大气、水体、土壤等环境进行监测与评估。
将及时公开监测结果,并依法接受相关监管部门的检查和监察。
五、责任追究制度对于因环境违法行为造成的环境污染和生态破坏,将依法追究责任,承担相应的法律责任和经济赔偿责任。
六、公众参与和投诉渠道公众可通过项目所在区域环保局、环保部门等渠道了解项目信息,提出意见和建议。
同时,如有投诉需求,也可通过以上渠道进行投诉。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
钴有哪些用途
75%~80%的钴用于制造热强合金、永久磁铁、硬质、精密、抗腐、焊接
和低膨胀系数等各种含钴合金。
20%~25%的钴以各种化合物形态用于化学工业。
一、耐高温合金
钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火
箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的
重要金属材料。
研究指出:某些钴基合金可用镍基合金代替,如喷气发动系统中用镍基合金Inconel 718 代替钴基合金L605。
在透平机上用抗热铁基合金N-155 代替钴基合金X-40、FSX-414,用无钴合金713C 代替含13%Co 的Waspalloy 合金。
但该项用钴仍在增加。
二、耐磨合金
用于切削的耐高温硬磨合金,其中最重要的一种就是“斯太立”合金,其典型
组成为(重量%):Co55,Cr 28,W 15,C 2.5。
“斯太立”合金还用作挖掘装置的硬磨部件及航海柴油机,航空发动器的排气阀等。
钴作为粉末冶金中的粘结剂能保证硬质合金有一定的韧性。
如用WC 制造合
金时,钴除了起粘结剂作用之外,还能提高硬质合金的强度,矫正WC 晶格的
缺陷,至今钴粘结剂仍没有合适的代用品。
但已研制出与WC 硬质合金同样性
能的含Co12%的钼基工具钢和镍、铬、钒、钨基合金的粉末冶金制品。
三、永久磁性合金
钴是永久磁性合金的重要组成部分。
应用最广的高导磁率的阿尼科系合金含
钴25%左右。
铁钴磁性合金的特点是它的磁力线密度高。
1978 年前,永久磁性。
矫顽磁力对硬质合金的影响引言:硬质合金是一种具有优异性能的材料,广泛应用于机械加工、矿山工具、石油工具等领域。
而矫顽磁力是硬质合金中的重要参数之一,它对硬质合金的性能和应用具有重要的影响。
本文将探讨矫顽磁力对硬质合金的影响,并对其机理进行解析。
一、矫顽磁力的定义与意义1.1 矫顽磁力的定义矫顽磁力是指在外加磁场作用下,材料磁化强度达到最大值所需的磁场强度。
在硬质合金中,矫顽磁力决定了其磁性能和磁导率。
1.2 矫顽磁力的意义矫顽磁力是硬质合金具有磁性的重要指标,它直接影响着硬质合金的磁导率、磁饱和磁感应强度等性能。
矫顽磁力越大,表明硬质合金抵抗磁化的能力越强,使其具有更好的抗磁性能。
二、矫顽磁力与硬质合金的关系2.1 矫顽磁力与硬质合金成分的关系硬质合金的成分对其磁性能和矫顽磁力有着直接的影响。
通常情况下,硬质合金的矫顽磁力随着钴含量的增加而增加。
这是因为钴具有较高的矫顽磁力,能够增强硬质合金的抗磁性能。
2.2 矫顽磁力与硬质合金微观结构的关系硬质合金的微观结构对矫顽磁力也有着重要的影响。
一般来说,硬质合金晶粒越细小,其矫顽磁力越大。
这是因为细小晶粒能够增加晶界的数量,阻碍磁化过程,从而提高矫顽磁力。
2.3 矫顽磁力与硬质合金烧结工艺的关系烧结工艺是硬质合金制备过程中的重要环节,对矫顽磁力也有一定影响。
一般来说,合理的烧结工艺能够提高硬质合金的致密度和显微硬度,从而增加矫顽磁力。
三、矫顽磁力对硬质合金性能的影响3.1 矫顽磁力对硬质合金磁导率的影响矫顽磁力的增加可以提高硬质合金的磁导率。
磁导率是材料磁化过程中的重要参数,影响着材料的磁化效果。
矫顽磁力越大,硬质合金的磁导率越高,使其在磁场中的磁化效果更好。
3.2 矫顽磁力对硬质合金磁饱和磁感应强度的影响矫顽磁力的增加可以提高硬质合金的磁饱和磁感应强度。
磁饱和磁感应强度是材料在饱和磁场下的磁化强度,是硬质合金的重要性能之一。
矫顽磁力越大,硬质合金的磁饱和磁感应强度越高,使其在磁场中的应用范围更广。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
钴的性质及用途
钴是具有钢灰色和金属光泽的硬质金属,钴(Co)原子序数为27,位于元素周期表第八族,原子量为58.93,它的主要物理、化学参数与铁、镍接近,属铁族元素。
钴是一种高熔点和稳定性良好的磁性硬金属。
它的居里点(失去磁性的临界温度点)为1150℃,具永磁性,熔点为1495℃,沸点为2900℃,具耐高温性。
它是制造耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料,广泛用于航空、航天、电器、机械制造、化学和陶瓷工业。
因此,它是一种重要的战略物资。
我国钴金属资源量约为140 万t,绝大多数为伴生资源,单独的钴矿床极
少。
我国钴矿品位较低,均作为矿山副产品回收,生产过程中由于品位低、生产工艺复杂,因此金属回收率低、生产成本高。
1996 年我国钴金属产量(钴含量)229t,钴硫精矿产量(钴含量)192t,氧化钴638t。
近几年我国钴的年消费量稳定在1200t 左右,国内钴产量包括氧化钴折算为钴每年总计约600~700t,国内钴产量尚不能满足国内需求,每年约有半数需进口。
一、矿石矿物主要特点
目前,自然界中已发现的钴矿物和含钴矿物共百余种,分属于单质、碳化物、氮化物、磷化物和硅磷化物、砷化物和硫砷化物、锑化物和硫锑化物、碲化物和硒碲化物、硫化物、硒化物、氧化物、氢氧化物和含水氧化物氢氧化物、砷酸盐、碳酸盐以及硅酸盐等14 大类。
其中以硫化物、砷化物和硫砷化物最多。
自然界中钴的存在形式有三种:①独立钴矿物,②呈类质同象或包裹体存在于某一矿物中,③呈吸附形式存在于某些矿物表面,其中以第二种存在形式最。
钨钴硬质合金碳量控制原理钨钴硬质合金是一种具有高硬度、高耐磨性和高抗断裂性能的材料,广泛应用于工业领域中的切削加工、钻头、矿石采掘等。
而碳量的控制是制备高质量钨钴硬质合金的重要因素之一。
本文将从原理层面探讨钨钴硬质合金碳量控制的方法和意义。
在钨钴硬质合金中,碳是一种重要的合金元素,它能够显著提高合金的硬度和耐磨性。
然而,过高或过低的碳含量都会严重影响合金的性能。
因此,合理控制碳量是制备高质量钨钴硬质合金的关键。
了解碳元素在钨钴硬质合金中的作用是理解碳量控制原理的基础。
碳元素主要以碳化钨的形式存在于合金中,它能够增加合金的硬度和耐磨性。
同时,碳元素还能够与钨和钴形成固溶体,提高合金的韧性和耐冲击性。
因此,适当的碳量能够使钨钴硬质合金达到较好的综合性能。
控制碳量的方法主要包括原料控制和烧结工艺控制两个方面。
在原料控制方面,通过选择合适的碳源和其它合金原料,可以控制碳元素的含量。
常用的碳源有碳化钨、石墨等,其选择要根据具体需求进行。
在烧结工艺控制方面,主要通过控制烧结温度、烧结时间和烧结气氛等参数来控制碳元素的扩散和分解。
合理的烧结工艺可以使碳元素在合金中均匀分布,避免出现过高或过低的碳含量。
碳量控制的意义在于保证钨钴硬质合金的性能稳定和可靠。
过高的碳含量会导致合金脆性增加,降低韧性和耐冲击性,影响合金的使用寿命。
而过低的碳含量则会使合金硬度和耐磨性下降,无法满足实际使用需求。
因此,合理控制碳量可以使钨钴硬质合金达到最佳的综合性能,提高其在工业领域中的应用价值。
钨钴硬质合金碳量的控制是制备高质量合金的关键。
通过合理选择碳源和控制烧结工艺,可以实现对碳元素含量的控制。
合理的碳量可以使合金达到最佳的综合性能,提高其在工业领域中的应用价值。
因此,在制备钨钴硬质合金时,碳量控制原理是不可忽视的重要因素。
钨钴硬质合金含碳量与钴磁关系及真空烧结碳量工艺
研究
一、引言
钨钴硬质合金是一种具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性的
金属材料,其广泛应用于机械加工、矿山开采、航空航天等领域。
但是,钨钴硬质合金的性能与含碳量、钴磁关系及真空烧结碳量密切相关,因此有必要深入研究这些关键工艺参数。
二、钨钴硬质合金含碳量与钴磁关系研究
钨钴硬质合金的力学性能、硬度和耐磨性等都受到合金中碳含量的影响。
因此,对钨钴硬质合金中碳含量与力学性能的关系进行探究,对
于提高合金的性能具有重要意义。
同时,钴磁性与合金中碳含量也有
很强的关联。
因此,我们需要对这两个关键参数进行多维度的研究,
以提高钨钴硬质合金的性能。
三、真空烧结碳量工艺研究
钨钴硬质合金的成型过程中,真空烧结是一种常见的方法。
在真空烧
结过程中,控制碳量是至关重要的。
因为过多或过少的碳会降低合金
的性能。
因此,研究真空烧结碳量工艺对于合金的生产具有重要意义。
我们可以通过热处理工艺的优化和参数的调整来控制合金中碳的含量,以达到优化合金性能的目的。
四、结论
随着工业技术水平不断提高,钨钴硬质合金在物质加工和矿产开采等
领域广泛应用。
本研究的重点是钨钴硬质合金中碳含量与力学性能、硬度和耐磨性之间的关系以及真空烧结碳量工艺的研究。
我们需要结合实际生产情况,综合考虑多个工艺因素,以提高钨钴硬质合金的性能和品质。
硬质合金成形剂现状的探讨一、引言硬质合金成形剂是一种用于制造硬质合金的重要原材料,其质量和性能对最终产品的质量和性能有着至关重要的影响。
随着现代工业技术的不断发展,硬质合金成形剂也在不断改进和创新,以满足市场需求。
本文将探讨目前硬质合金成形剂的现状及其未来发展方向。
二、硬质合金成形剂的定义及分类硬质合金成形剂是指用于制造硬质合金材料中粉末冶金工艺中作为粘结相的材料。
根据其化学成分和物理特性,可以将其分为钴基、镍基、铁基、钛基等多种类型。
三、现有硬质合金成形剂的特点1. 钴基硬质合金成形剂钴基硬质合金成形剂是目前应用最广泛的一类,具有耐磨性好、抗腐蚀性强等优点。
但是,由于钴资源日益减少,所以近年来出现了一些替代品。
2. 镍基硬质合金成形剂镍基硬质合金成形剂具有高温强度、耐腐蚀性好等特点,适用于高温环境下的使用。
但是,其制造难度较大,成本也相对较高。
3. 铁基硬质合金成形剂铁基硬质合金成形剂是一种新型的硬质合金成形剂,具有价格低廉、易于加工等特点。
但是由于其磁性较强,限制了其在某些领域的应用。
四、未来硬质合金成形剂的发展方向1. 开发新型钴替代材料钴资源日益减少,因此开发替代品已经成为一个必然的趋势。
目前已经出现了一些新型钴替代材料,如镍、铁、锰等。
2. 提高镍基硬质合金成形剂的生产效率镍基硬质合金成形剂虽然具有很好的性能,但是其制造难度大、生产周期长等问题也限制了其应用范围。
因此提高生产效率将是未来发展的重要方向。
3. 探索新型铁基硬质合金成形剂铁基硬质合金成形剂具有价格低廉、易于加工等优点,但是其磁性较强限制了其应用范围。
因此,未来需要探索新型铁基硬质合金成形剂,以满足更多领域的需求。
五、结论硬质合金成形剂是制造硬质合金的重要原材料,其发展方向将影响到整个行业的发展。
未来的发展方向应该是开发新型钴替代材料、提高镍基硬质合金成形剂的生产效率和探索新型铁基硬质合金成形剂。
这些方向都将为行业带来更多的机遇和挑战。
硬质合金钴磁硬质合金钴磁一、概述硬质合金钴磁(简称钴磁)是一种新型的铁磁材料,它是一种由金属钴、金属铁和微量元素组成的合金材料,并以其特殊的铁磁特性和耐磨性而闻名于世。
由于其优异的质量、牢固的外形和稳定的结构,硬质合金钴磁在电气、电子、航空航天和机械工程等领域得到广泛应用。
钴磁具有高磁饱和度、低溶磁量、很高的耐磨性、良好的耐腐蚀性、抗热震性能、冲击韧性、良好的电磁导体性能和较高的热膨胀系数,以及优良的磁组织结构,可以改善系统的散热性能、传递性能和降低热损耗,在电机、电子设备等领域具有重要的应用价值。
二、特性1. 钴磁具有较高的磁饱和度,其最大磁饱和度达到:13000Gs。
2. 钴磁具有较低的溶解磁量,比常规材料的溶磁量降低35%以上。
3. 钴磁具有优异的耐磨性:高温下金属变形应力中,它的耐磨性比其他同类材料高出50%以上。
4. 钴磁具有良好的耐腐蚀性:它可以在氯臭氧、酸、碱或其他腐蚀剂中运行而不易受到腐蚀。
5. 钴磁具有抗热震性能、冲击韧性:可在高温或强烈热震的环境中使用,不会受到损坏。
6. 钴磁具有良好的电磁导体性能:它的导体性能优于传统磁性材料,有利于增强电机的性能。
7. 钴磁具有较高的热膨胀系数:它的热膨胀系数大于传统磁性材料,有利于降低系统的热损耗。
三、应用1.电机:硬质合金钴磁可以提高电机的耐磨性、耐腐蚀性、磁饱和度和热稳定性,可以大大提高电机的可靠性和使用寿命。
2.电子设备:硬质合金钴磁可以提高电子设备的磁饱和度,改善电子设备的散热性能、传递性能和降低热损耗,从而提高电子设备的可靠性和使用寿命。
3.航空航天:由于其高强度、耐磨性、耐腐蚀性、耐高温、耐冲击和高磁饱和度等性能,硬质合金钴磁可以用于航空航天系统的各种零部件以及用于导引、传感和定向发射的电磁器件,以满足航空航天系统的高性能要求。
4.机械工程:硬质合金钴磁的高磁饱和度、高耐磨性、以及优良的磁组织结构,可以改善系统的散热性能、传递性能和降低热损耗,对提高机械设备的可靠性和使用寿命有重要的作用。
gu20硬质合金的化学成分
硬质合金是一种非常重要的材料,它由金属或者合金粉末与结合剂经过高温烧结而成。
其中,gu20硬质合金作为一种常用的硬质合金材料,其化学成分十分重要。
gu20硬质合金主要由钨碳化物(WC)和钴(Co)组成。
钨碳化物是硬质合金中最主要的成分之一,其主要成分是碳化钨(WC)晶体。
WC的硬度极高,常被用作工具材料。
而钴则起到了增强WC颗粒间的结合力的作用,使硬质合金具有更好的综合性能。
此外,gu20硬质合金中还可能含有其他元素,如钼、铌等,以调整其性能和特性。
gu20硬质合金的化学成分对其性能和特性有着重要影响。
钨碳化物在硬质合金中起到硬度增强的作用,使其具有出色的耐磨性和切割性能。
而钴作为结合剂,能够提供足够的韧性和强度,使硬质合金具有较好的抗冲击性和抗断裂性。
其他添加元素的引入,则可能进一步提升硬质合金的性能,如增强其耐高温性和抗腐蚀性等。
总之,gu20硬质合金的化学成分主要包括钨碳化物和钴。
钨碳化物提供了硬质合金的高硬度和耐磨性,而钴则起到了结合剂的作用,增强了硬质合金的韧性和强度。
具体的化学成分的选择和添加,会对硬质合金的性能和特性产生重要影响。
因此,在制备gu20硬质合金时,需要精确控制其化学成分,以获得最优的性能和特性。
钴对硬质合金生产的影响及对策 钴对硬质合金生产的影响及对策欧应龙(中南工业大学粉末冶金厂长沙,410083)摘要描述了 钴在硬质合金中的重要作用及其战略地位;分析了研制代钴金属或合金粘结剂的必要性、迫切性和 可行性;讨论了代钴粘结剂及新型硬质合金的研制实践及其重要意义。关键词:钴生产与供应,硬 质合金,铁基粘结剂,镍基粘结剂,铁-钴-镍粘结剂1研制代钴金属或合金粘结剂的必要性和迫 切性1.1钴在硬质合会中的作用及其战略地位WC-CO硬质合金于1923年问世。1926 年该合金首先被用于制做钨丝热拨模具。该类合金具有独特的耐磨损能力及抗压强度,从而最终被 用于制造切削刀具、耐磨零件、顶锻工具、压模及采矿工具等。硬质合金是由硬质的碳化物和软质 的粘结金属所组成,碳化物为合金提供承受负荷的能力和耐磨性,粘结金属则通过它在室温下的塑 性形变的能力而赋予硬质合金耐冲击的韧性。硬质合金是通过液相烧结而成的,粘结金属对硬质相 的润湿对于获得良好的烧结制品起着非常重要的作用。自1926年Kruppwidia成功地 生产出第一个WC-Co商品硬质合金以来,钴已成为WC硬质合金的万能粘结剂,其中90%以 上的硬质合金以金属钻作为粘结剂。美国是第一号钴金属消费大国,其用钴量约占世界总量的四分 之一,且其中约42%用于制造硬质合金(包括耐热合金);我国则有70%的钴消耗量用于生产 硬质合金。可见,钴对硬质合金生产具有重要影响。钴的高功能合金钢与优质合金,多用于航空航 天工业,例如制造飞机引擎与飞行器骨架等。钨钴硬质合金系列用于高硬度表面的切削刀具刀尖和 采掘设备,以及外科手术耐用器械。有些强效永久性磁铁,也是钴合金制造。正是由于钴具有上述 优越性能,美国历来把钴作为储备金属,其国家防务储备中心在储备物资,总值上,除钛和铁-铬 外,现在钴已超过所有其他金属。由于钴的供给主要来自干政治动荡的中非地区,缺少安全保证, 在美国战略储备清单上,钴一直处于“突出地位”。1.2钴的储量、生产与供给钴的资源稀少又 相对集中,且生产地区极不均衡。世界钴的生产主要集中于中部非洲。八十年代中期,扎伊尔、赞 比亚两个产钴大国的产量,占世界总产量的63%,对于世界钴的供给具有举足轻重的地位。其次 为北欧的挪威与荷兰;俄罗斯;加拿大。以上六国共占世界钴产量的97.2%,基本上囊括了世 界钴的生产与供给。八十年代上半叶,世界上钴的生产量基本呈上升趋势,至1986年达到巅峰 ,其后持续下降。扎伊尔与赞比亚政局动荡不稳,严重地影响了钴的生产与供给。1986年至1 992年世界各主要产钴国的钴生产情况见表1。钴的供货与需求情况复杂,很不稳定,致使钻的 价格波动幅度较大。据预测,中非政局动荡,供货困难;俄罗斯经济不稳定,出口前景不明朗,钴 的价格存在若干难以确定因素,但基本上仍有上扬趋势,表2列出了1993年下半年世界钴的市 场价格。1.3研制代钴金属或合金的必要性和迫切性据1977年勘查估计,按照1975年的 消耗量计算,目前探明的450万吨的钴矿石储量尚可用78年,而在另外公布的资料中估计的钴 矿石储量还要少些,只能再用35-60年。因此,鉴于钴的资源极其有限及世界局势与销售战略 引起的钴价波动,研制全部或部分代钴的金属或合金粘结剂,对硬质合金生产来说不仅是必要的, 而且十分迫切。2研制代钴粘结剂可行性分析2.1硬质合金对粘结剂的需求通常,硬质合金中的 粘结剂能够赋予硬质合金所要求的塑韧性,并使人们能在远低于高熔点硬质合金熔点的温度下将其 制成零部件。最佳的粘结剂应该能完全润湿高熔点硬质合金;对硬质合金的溶解能力与温度密切相 关;不易形成有害的第三相;与硬质合金相有良好的物理。化学、热学、力学性能相容性,从而使 硬质合金复合材料获得所需的塑韧性。元素周期表中的铁族元素,即铁、钴、镍具有相似的性能, 在某种程度上能满足上述要求。Holleck评述并总结了Fe-W-C、Co-W-C和Ni -W-C系统的三元相图,发现上述三个系统均存在一个WC与Fe(或Co、Ni)的准平衡, 且在亚化学计量碳量之下,在很宽的范围内有三个复杂碳化物形成。WC-粘结剂合金两相区,由 铁→钴→镍朝高溶钨量方向变化,即就是说,在WC-Fe系统中应加入过量碳以防止复杂碳化物 的形成,在WC-Ni系统中应加入亚化学计量值的碳量,以免出现游离碳。众所周知,WC硬质 合金的最高强度值只能在不出现第三相个碳化物或游离碳的前提下(即在两个区内)获得。近几年 来,人们用Calphad方法计算了Fe-W-C、Co-W-C、Ni-W-C及Fe-Co -Ni-W相图。计算表明,通过适当选择碳含量,能生产出两相硬质合金,且与粘结剂的成分无 关。但业已证实,在含铁粘结剂中,应比在无铁粘结剂中更严格地控制碳含量。2.2研制代钴粘 结剂可行性分析在研究过渡金属-粘结剂有关文献的基础上,Ogwu等认为金属的电子排布可能 对在烧结过程中发生的动力学反应起重要作用。假设过渡金属的d层电子排布是选择合适的烧结活 化剂的重要因素,对于具有d电子结构的过渡金属或化合物与具有d电子结构的过渡金属或粘结剂 (xy代表不饱和d壳层的电子数),当满足x+y=11的条件时,则粘结剂的效果最佳。钨具 有不饱和的5d4轨道(即x=4),而钴具有不饱和的3d7轨道(即y=),故满足x+y= 11;对铁、镍则分别有x+y=10和x+y=12,因此可以选择满足上述条件的合金。3研 制代钴粘结剂的实践3.1铁基粘结剂因铁的储量和产量很大,价格便宜,在一些性能上与钴接近 ,因此,最早研究的就是以铁代钴合金。由于铁对WC的润湿性差,WC在铁中的固溶度过高,以 及形成Ferwy型的脆性二元碳化物,与WC-Co合金相比,其强度很低。此外,由于铁易生 锈有碍外表美观,所以,以纯铁作粘结剂的WC-Fe合金未能得到发展。3.2镍基粘结剂由于 镍和钴性能相似,且价格相对便宜,储量相对较广,分布相对较高,因此是钴的最佳代用品。WC -Ni的TRS值与WC-Co合金相当,但硬度比后者低100-200Hv。两种粘结剂的主 要差别是钴具有较高的加工硬化率。镍具有比钴高很多的断裂应变,但二者的断裂应力相当。镍的 延性约为钴的2倍,因此,从较好的断裂韧性来看富有吸相力。用镍部分代钴可获得介于镍和钴之 间的性能及更好的综合性能。研究结果还表明,Co-W-C合金具有很高的的应变硬化速率。由 于y相的沉淀硬化作用,Ni-W-C类合金的强度可与Co-W-C合金匹敌。往Ni-W-C 合金中添加铬和锰的固溶强化也很成功,且固溶强化作用和y相的沉淀硬化相结合,使Ni-W- C-Cr-Mo合金性能优于Co-W-C合金。所以,采用镍基粘结剂能生产出性能优于常规W C-Co合金的硬质合金。3.3Fe-Co-Ni合金粘结剂向Fe-Ni合金中添加Mo、T i及Al,可通过沉淀强化作用提高合金强度。在Fe-Ni合金中添加Mo和Co可使该合金获 得很高的强度。Co对Fe-Ni合金的强化作用反应在Fe-Ni合金的强度变化上,添加Co 可使Fe-Ni合金的强度由700MPa提高到1600-2480MPa。Co能提高Fe- Nl合金的马氏体转变温度,并通过相变和有序-无序反应提高合金强度。C是能够大大改善Fe -Ni合金性能的另一合金元素。富铁的马氏体型Fe-Co-Ni-W-C合金,其硬度超过H v450,而Co-W-C的硬度只有约Hv350。故选择这类合金做WC基硬质合金的粘结剂 是合适的。综上所述,通过选用成分经过优化的铁基、镍基合金作粘结剂的WC基硬质合金,就硬 度、断裂韧性及抗弯强度等力学性能而言,可以与WC-Co硬质合金相媲美。在磨料磨损、耐腐 蚀、耐侵蚀等方面,采用镍、钴基粘结剂可以获得优于WC-Co的硬质合金。4我国研制代钴粘 结剂及新型硬质合金的实践与意义4.1研制实践传统的硬质合金由难溶金属(主要是钨)的硬质 化合物和粘结金属组成。随着超合金、化工等产业的迅猛发展,钴的消费急剧膨胀,钴的供需矛盾 日益加剧。况且我国70%的钴消耗用在硬质合金生产上,因此,寻找钴的替代金属或合金充当粘 结剂,研究和开发新一代硬质合金显得十分迫切。五十年代,我国硬质合金工业曾生产过WC-F e/Ni硬质合金。在铁中加入一定数量的镍,可以改善润湿性,同时铁与镍形成固溶体,使合金 性能得到改善。但由于Fe-Ni作粘结剂的合金,其粘结相的结构为奥氏体和铁素体,其体积比 为90:10,合金强度虽有所提高,但仍低于WC-Co合金,特别是合金耐热性差,不能用作 要求高耐磨性的切削工具。1980年开始,东北大学以李规华教授为首的“稀土应用科研组”着 手研究“中国特色的稀土硬质合金系列”,能通过添加稀上提高硬质合金质量。1980-198 3年间,他们先后解决了加入稀土的种类、加入方式(包括形态)、最终含量等关键问题。实验结 果表明:湿磨中添加少量稀土元素,如镧、钕、铈、镝、钇等,或者是混合稀土元素,都能使硬质 合金的室温抗弯强度有明显提高,其提高幅度达15%以上;稀土添加剂的最佳含量为0.2%- 0.4%。在1982年的全国第二次钨业会议上发表了“稀土元素对貌质合金性能影响的初探” 一文。打破了国内多年的沉寂,引发了国内研究热潮。从1983年以后,他们结合实际开始研制 稀土硬质合金新牌号。例如,针对航天工业中的“红缨”产品零件中钛合金和低磁不锈钢难加工材 料的精加工关键,研制了602MM、710MM稀土硬质合金新型刀具材料,与原牌号YG6X 、YA6合金牌号相比,其耐用度提高4-6倍,生产率提高2倍以上,且零件精度大大提高。1984年,他们针对国内引进的“带式输送机清扫器”中的硬质合金刮片,研制了稀土硬质合金牌号840MM(即YT8R),其使用寿命达16个月,超过当时日本同类产品寿命的1.5倍。每年可节约外汇100万美元。1986年,他们与北京有色总院、株洲硬质合金厂、自贡硬质合