简言之,合金中的成份需要即为有效,不需要则为杂质。比如,同样是合金刀片,当刀片是用来精磨时,适量的W2C是有效成分,而由于重力切削时,W2C则为杂质。同理,对Ti、Ta、Nb、Mo的含量同样如此可判。但对永久性杂质元素来说,永远都是含量越低越好,比如Fe、Si、P、Ca等。也就是说,不管我们做什么样的硬质合金,这些元素在合金中总不能发挥有效作用,因此,必须严格控制它们的含量。
然而,对于合金中像Mo、Nb、Ni等非主流元素,我们就不能一概而论之了。我们知道,Mo是与W伴生的,Nb是与Ta伴生的,Ni是与Co伴生的,而硬质合金中,W、Ta和Co是主流元素。但由于Mo、Nb、Ni是伴生元素,所以,在上述主流元素中,该三项伴生元素含量都会比较高。
虽说Mo、Nb、Ni等属非主流元素,但在硬质合金中,它们仍有很多有用功能是其伴生主流元素所不具备的。因此这就要求我们正确认识和使用它们。
举例说明,Nb在硬质合金中所起的作用与Ta基本相当,而它们各自又有对方不可替代的一些功能。因此,在硬质合金制作中,选用适量比例的Ta、Nb固溶体比使用纯TaC和NbC要好,我们通过一个简易性能对比可知。
性能及作用 |
钽 |
铌 |
原子系数 |
73 |
41 |
最外层电子数 |
5 |
5 |
原子量 |
180.95 |
92.91 |
密度 |
16.66 |
8.57 |
晶格常数 |
a=3.296 |
a=3.294 |
熔点(℃) |
3000±50 |
2470±10 |
抑制合金晶粒增长 |
弱 |
强 |
提高合金高温硬度(红硬性) |
稍强 |
稍弱 |
提高合金抗腐能力 |
强 |
弱 |
降低合金摩擦系数 |
弱 |
强 |
在合金中的分散性 |
弱 |
强 |
钴对其润湿性(相当分子数) |
相当 |
相当 |
再譬如适量的Mo可降低合金的摩擦系数,同时,它与Ni相互作用可与含Ti的合金增加强度等等。
现在我们还要注意的是,如果非主流元素在合金制作中不能降低到理想含量的话,不如适当增加其含量,使其达到硬质相的单分子包围以上。这样合金结构反而更加平衡。
总而言之,合金成份的设计是合金制作中的重中之重,要根据不同合金的使用效果准确设计合金的成份。同时,要密切跟踪不同配方下的合金最佳使用效果的合金磁力、钴磁值域。因此,这就要求合金生产的技术部门要建立一个完整的技术台账,利用现代手段去进行分析和判断。 |