無(wú)磁硬質(zhì)合金材料的研發(fā)和生產(chǎn)是新型硬質(zhì)合金材料意義重大的表現(xiàn)。硬質(zhì)合金是以元素周期表第ⅣA、ⅤA、ⅥA族難熔金屬碳化物(如碳化鎢WC)，以鐵族過渡族金屬(鈷Co、鎳Ni、鐵Fe)作為粘結(jié)相，通過粉末冶金工業(yè)燒結(jié)而成。以上碳化鎢都是無(wú)磁的，而Fe、Co、Ni都是有磁的，其居里點(diǎn)分別為770℃、1120℃、354℃。其中Ni(鎳)的居里點(diǎn)相對(duì)較低，可以通過一些方法將其降至室溫以下，用Ni做粘結(jié)劑是制取無(wú)磁合金的必備條件。
獲得WC-Ni系無(wú)磁硬質(zhì)合金有以下方法：
1.嚴(yán)格控制碳含量
WC-Ni合金和WC-Co合金一樣，碳含量是影響W在粘結(jié)相中固容量的主要因素，即合金中碳化合物相的碳含量越低，Ni粘結(jié)相中W的固溶量越大，其變化范圍約在10~31%。當(dāng)W在Ni粘結(jié)相中的固溶量超過17%時(shí)，合金就呈無(wú)磁性。這種方法的實(shí)質(zhì)是通過降低碳含量，提高W在粘結(jié)相中的固溶量來(lái)獲得無(wú)磁硬質(zhì)合金。實(shí)際通常采用碳含量低于理論碳含量的WC粉，或在混合料中加入W粉的方法來(lái)達(dá)到生產(chǎn)低碳合金的目的。不過，單純利用控制碳含量的方法來(lái)制取無(wú)磁合金是非常困難的。
2.添加鉻Cr、鉬Mo、鉭Ta
高碳的WC-10%Ni(wt%重量百分比)合金在常溫下呈鐵磁性，如果以金屬的形式添加0.5%以上的Cr、Mo和1%以上的Ta，可使高碳合金由鐵磁性轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)磁性。添加Cr，合金磁性與碳含量無(wú)關(guān)，Cr在合金粘結(jié)相中與W一樣大量固溶的結(jié)果。而添加Mo、Ta的合金只能在一定的碳含量下轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)磁合金。由于Mo、Ta在粘結(jié)相中固溶量較少，大部分Mo、Ta只是奪取WC中的碳形成了相應(yīng)的碳化物或碳化物固溶體，所以合金成分向低碳側(cè)偏移，從而引起W在粘結(jié)相中的固溶量增加。也就是說(shuō)，添加Mo、Ta的方法實(shí)際上還是通過降低碳含量來(lái)獲得無(wú)磁合金，雖然不如添加Cr容易控制，但比純WC-10%Ni合金在控制碳含量方面相對(duì)容易些，含碳量的范圍由5.8~5.95%拓寬至5.8~6.05%。
3.添加NiB或AI
以含硼1~8的NiB(硼化鎳)為粘結(jié)相，以WC、TiC(碳化鈦)、TaC(碳化鉭)等為硬質(zhì)相，通過1300~1450℃真空燒結(jié)制成的。當(dāng)粘結(jié)相中硼含量大于8%時(shí)，抗彎強(qiáng)度明顯下降。這種合金之所以能獲得無(wú)磁性，推斷是由于硼在合金粘結(jié)相中固溶而使合金居里點(diǎn)降低，或者是由于硼與WC反應(yīng)生成新的硬質(zhì)相而使合金變成低碳合金的結(jié)果。在WC-Ni系硬質(zhì)合金中添加Al,如成分為WC-0.75%Al-14.25%Ni的合金，這種合金在室溫下呈弱磁性，其抗彎強(qiáng)度為1670MPa，硬度為87.4HRA。
在無(wú)磁合金的生產(chǎn)制備方法中，第二種方法在生產(chǎn)中得到了實(shí)際應(yīng)用。種方法因工藝難以控制，第三種方法因?yàn)樾阅茌^差而沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
就第二種方法來(lái)說(shuō)，雖然可以滿足生產(chǎn)無(wú)磁硬質(zhì)合金的要求，但還存在一些問題。碳含量是生產(chǎn)無(wú)磁合金中比較難準(zhǔn)確控制的因素，也是獲得正常性能硬質(zhì)合金的基本前提。W-C-Ni三元系能得到正常組織結(jié)構(gòu)(二相區(qū))的碳成分范圍比較窄，而其中能夠獲得無(wú)磁合金的范圍更窄。在工業(yè)生產(chǎn)條件下，比較難以保證合金組織在二相區(qū)中的無(wú)碳區(qū)。如果希望合金無(wú)磁，往往控制碳含量在二相區(qū)的低碳側(cè)，如果碳含量過低，就會(huì)析出θ相，從而嚴(yán)重影響合金機(jī)械性能。雖然添加Mo、Ta等合金元素可使合金粘結(jié)相二相區(qū)中無(wú)碳區(qū)的范圍增大，但增寬幅度畢竟有限。
對(duì)于添加Cr生產(chǎn)無(wú)磁合金的方法來(lái)說(shuō)，其磁性不依賴合金碳含量的變化。但是加入Cr3C2(碳化鉻)后合金的強(qiáng)度會(huì)受到影響。生產(chǎn)的無(wú)磁硬質(zhì)合金，無(wú)磁的重要指標(biāo)是磁導(dǎo)率偏高，其機(jī)械性能(強(qiáng)度、硬度、耐磨性等)有待進(jìn)一步提高
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為有金屬光澤的灰黑色金屬（體心立方結(jié)晶）。熔點(diǎn)3400℃。沸點(diǎn)5555℃。鎢的硬度是金屬中硬的，經(jīng)過燒結(jié)的鎢條的硬度為200～250,經(jīng)過旋錘的鎢棒為350~400。溶于硝酸和氫氟酸的混酸。與氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物熔融。微溶于硝酸、硫酸、王水；不溶于水，氫氟酸、氫氧化鉀。鎢有兩種變型，a和B。在標(biāo)準(zhǔn)溫度和常壓下，a型是穩(wěn)定的體心立方結(jié)構(gòu)。B型鎢只有在有氧存在的條件下才能出現(xiàn)。它在630℃以下是穩(wěn)定的，在630℃以上又轉(zhuǎn)化為a鎢，并且這一過程是不可逆的。
鎢鋼，又稱為硬質(zhì)合金，是指至少含有一種金屬碳化物組成的燒結(jié)復(fù)合材料。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(jié)劑結(jié)合在一起。粘結(jié)劑通常是指金屬鈷(Co)，但對(duì)一些特別的用途，鎳(Ni)，鐵(Fe)，或其它金屬及合金也可使用。對(duì)于一個(gè)待定的碳化物和粘結(jié)相的成份組合稱之為“牌號(hào)”。
鎢鋼的分類根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。這種分類的依據(jù)是工件的材料種別(如P,M,K,N,S,H牌號(hào))。粘結(jié)相成份主要是利用其強(qiáng)度和耐蝕性。
鎢鋼的基體由兩部分組成：一部分是硬化相；另一部分是粘結(jié)金屬。粘結(jié)金屬一般是鐵族金屬，常用的是鈷、鎳。因此就有了鎢鈷合金、鎢鎳合金及鎢鈦鈷合金。
含鎢的鋼材，比如高速鋼和某些熱作模具鋼，鋼材中含鎢對(duì)鋼材硬度和耐熱性能有很顯著的提高，但是韌性會(huì)急劇下降。
鎢資源的主要應(yīng)用也是硬質(zhì)合金，也就是鎢鋼。硬質(zhì)合金，被稱為現(xiàn)代工業(yè)的牙齒，鎢鋼制品的使用程度非常廣泛。