钨的存在与硬质合金应用

2021-09-22

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在各类金属中，钨是难以熔化、不容易挥发的金属，所以称为“高熔点金属”，它的熔点高达3380 度，沸点是5927 度。

　　钨的拉丁文意思是“狼嘴里的白沫”，钨怎么会同食肉动物联系在一起呢？原来，在很早以前，人们用矿石炼锡时发现，每当矿石中含有一种褐色的重石时，锡产量就会急剧下降。原来这种重石就像狼吞食羊一样的会吞食锡。因此，钨就被叫做“狼嘴里的白沫”。

　　钨在地壳中约占十万分之一。自然界中有黑色钨锰铁矿（又叫黑钨矿）和黄灰色的钨酸钙矿（又叫白钨矿），我国钨矿储量占世界第1位。我国的南岭，是世界上钨矿丰富的地带，特别是江西南部，被称为“金属乡”。江西大余和湖南柿竹园有世界大的钨矿。

　　早在18世纪，人类就发现了钨，但是直到1850年才由维勒制得纯净的金属钨。不过从此它得到了广泛的应用。它除用于灯丝外，还用做高性能切削工具和钨坩埚。

　　1864年，英国人马谢特第1次在钢中添加5%的钨，炼成一种能保持高硬度不变的合金钢。用这种钢来做刀具，可使金属的切削速度从原来每分钟5米，增加到每分钟7.5米。由于不断研制出含钨量不同的高速钢，使切削速度逐步提高。经过40多年，钨钢刀把金属切削速度增加到每分钟35米，使切削能力提高了6倍。

　　1907年，一种以钨、铬和钴为基础的合金——“斯特利”硬质合金的研制成功，更为达到更高的切削速度创造了条件。

　　现代的超硬质合金，是由碳化钨和一些其他元素的碳化物，用烧结方法生产的。它是把难熔金属（钨、钽、钛、钼等）的碳化物的硬质颗粒，跟一种或几种铁族元素（钴、镍或铁）的粉末混合后压制成型，再经烧结制成。

　　硬质合金是目前世界上强度高的合金。现在广泛使用的硬质合金主要有两大类：第1类是以钴做粘结剂的碳化钨基合金；第二类是以工具钢做粘结剂的碳化钛基合金。

　　用硬质合金来做刀具，它的硬度即使在1000度的高温下也不会降低。因此，可以进行高速切削加工，切削速度每分钟达到2000米以上，比普通碳素钢刀具高出100 多倍，比钨钢刀具也高15倍。用它制成的模具，可以冲压300多万次，比普通合金钢模具耐用60倍。