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　　Z20鎢鋼出廠狀態、相關參數和注意事項

　　

　　Z20鎢鋼（富士鎢鋼Z20）

　　

　　牌號：Z20

　　

　　廠家：日本富士鎢鋼株式會社

　　

　　材料名稱：鎢鋼（硬質合金）

　　

　　是否進口：日本進口

　　

　　產品屬性

　　

　　硬度（HRA）90.2

　　

　　密度（g/立方厘米）14.50

　　

　　波爾松比0.22

　　

　　產品用途具有極高的硬度，優越的耐磨耗性能，廣泛用于制作IC線框、塑封模、拉伸模、噴嘴、超薄刀片等模具，高精度切削工具等。

　　

　　Z20鎢鋼具有良好的物理機械性能。它本身在硬化狀態下具有很高的硬度，其耐磨性與高鈷硬質合金相當，甚至更高（但材料強度和耐沖擊性較一般硬質合金高）。這一是由于它含有較高（35%~50%）的硬質相TiC，同時也由于呈圓形的TiC晶粒在工作時與工件表面形成滾動摩擦系數，從而避免粘附磨損和擦傷磨損，使之具有高耐磨性和較小的破壞性。鋼結硬質合金還具有較小的比重（碳化鈦系鋼結合金一般比鋼鐵輕。）、較高的比強度、良好的自潤滑性、高阻尼特性與固有的頻率（具有優異的消震效果）。鋼結硬質合金還具有優異的化學穩定性。能耐一定的高溫、有較好的抗氧化、抗腐蝕性。其抗腐蝕性取決于粘結相的成分，使其具有不同的抗腐蝕性。

　　

　　Z20有較高的硬度和耐磨性，具有明顯的回火二次硬化現象，抗回火、抗氧化、具有一定的抗腐蝕性。適用于中溫熱作模具和抗氧化、抗腐蝕耐磨同時要求的工作，如刮片和密封環。

　　

　　材料性質

　　

　　硬質合金是以高硬度難熔金屬的碳化物（WC、TiC)微米級粉末為主要成分，以鈷（Co）或鎳（Ni）、鉬（Mo）為粘結劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的粉末冶金制品。

　　

　　ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬的碳化物、氮化物、硼化物等，由于硬度和熔點特別高，統稱為硬質合金。下面以碳化物為重點來說明硬質含金的結構、特征和應用。

　　

　　ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬與碳形成的金屬型碳化物中，由于碳原子半徑小，能填充于金屬品格的空隙中并保留金屬原有的晶格形式，形成間隙固溶體。在適當條件下，這類固溶體還能繼續溶解它的組成元素，直到達到飽和為止。因此，它們的組成可以在一定范圍內變動（例如碳化鈦的組成就在TiC0.5～TiC之間變動），化學式不符合化合價規則。當溶解的碳含量超過某個極限時（例如碳化鈦中Ti︰C=1︰1），晶格型式將發生變化，使原金屬晶格轉變成另一種形式的金屬晶格，這時的間充固溶體叫做間充化合物。

　　

　　金屬型碳化物，尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬碳化物的熔點都在3273K以上，其中碳化鉿、碳化鉭分別為4160K和4150K，是當前所知道的物質中熔點高的。大多數碳化物的硬度很大，它們的顯微硬度大于1800kg·mm2（顯微硬度是硬度表示方法之一，多用于硬質合金和硬質化合物，顯微硬度1800kg·mm2相當于莫氏一金剛石一硬度9）。許多碳化物高溫下不易分解，抗氧化能力比其組分金屬強。碳化鈦在所有碳化物中熱穩定性好，是一種非常重要的金屬型碳化物。然而，在氧化氣氛中，所有碳化物高溫下都容易被氧化，可以說這是碳化物的一大弱點。

　　

　　除碳原子外，氮原子、硼原子也能進入金屬晶格的空隙中，形成間充固溶體。它們與間充型碳化物的性質相似，能導電、導熱、熔點高、硬度大，同時脆性也大。

　　

　　硬質合金的基體由兩部分組成：一部分是硬化相；另一部分是粘結金屬。

　　

　　硬化相是元素周期表中過渡金屬的碳化物，如碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭，它們的硬度很高，熔點都在2000℃以上，有的甚至超過4000℃。另外，過渡金屬的氮化物、硼化物、硅化物也有類似的特性，也可以充當硬質合金中的硬化相。硬化相的存在決定了合金具有極高硬度和耐磨性。

　　

　　粘結金屬一般是鐵族金屬，常用的是鈷和鎳。

　　

　　制造硬質合金時，選用的原料粉末粒度在1～2微米之間，且純度很高。原料按規定組成比例進行配料，加進酒精或其他介質在濕式球磨機中濕磨，使它們充分混合、粉碎，經干燥、過篩后加入蠟或膠等一類的成型劑，再經過干燥、過篩制得混合料。然后，把混合料制粒、壓型，加熱到接近粘結金屬熔點（1300～1500℃）的時候，硬化相與粘結金屬便形成共晶合金。經過冷卻，硬化相分布在粘結金屬組成的網格里，彼此緊密地聯系在一起，形成一個牢固的整體。硬質合金的硬度取決于硬化相含量和晶粒粒度，即硬化相含量越高、晶粒越細，則硬度也越大。硬質合金的韌性由粘結金屬決定，粘結金屬含量越高，抗彎強度越大。

　　

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