硬質合金簡介：

硬質合金：指至少含有一種金屬碳化物組成的燒結複合材料。碳化鎢(WC)，碳化鈦(TiC)，碳化鉭(Tac)是常見組份。碳化物組份(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劑結合在一起。粘結劑通常是鈷金屬(Co)，但對一些特別的用途，鎳(Ni)，鐵(Fe)，或其他金屬及合金也可使用。對於一個特定的碳化物和粘結相的成份組合稱為“牌號”。碳化物，或稱“硬質相”，在工程應用中通常是利用其耐磨性，粘結相組成份主要是利用其強度和耐蝕性。

密度:一種材料的密度(比重)是其品質與其體積之比。它是採用排水技術(阿基米德法)來測量的。密度在硬質合金工業中通常用於確定一個牌號成分的正確性。與通常的理解不同的是，現代硬質合金的孔隙度水準不能用測量密度的方法來確定。碳化鎢(WC)的密度是15.7g/cm3。因此對於WC-Co牌號來說，隨著鈷含量增加，密度線性減少。碳化鈦的增加導致密度下降，因為純碳化鈦的密度只有4.9g/cm3。

矯頑磁力: 矯頑磁力是硬質合金中的鈷粘結相磁化和去磁後在一個磁滯回線中的剩磁。由於在碳化物相平均晶粒尺寸和矯頑力之間有一個直接的關係，因此它在工業上是一種重要的無損試驗方法。碳化物相晶粒越細，矯頑力值越高。

磁飽和:硬質合金工業中鈷粘結相的磁飽和測量被用於評價其成份。鈷是磁性的，碳化鎢晶體，立方碳化物晶體是非磁性的。因此如果一個牌號中的鈷的磁飽和值被測定，然後與含純鈷的試樣的對應值相比較，鈷粘結相的合金化水準就可以獲得，這是因為與鈷形成合金的元素影響磁飽和值。因此對於理想粘結相成份的任何變化都可以被測量。這個實驗被用於確定對最佳碳含量的任何偏差，這是因為碳在成份控制中扮演重要的角色。低的磁飽和值表明碳含量低或碳化物ｎ相的存在。高的磁飽和值表明游離碳或石墨相的存在。這兩種情況對機械性能都是有害的。

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簡介

鎢針是一種結構細長由純鎢或者鎢合金制的得的鎢製品。可用於氬弧焊技術中的電極材料，也可用做儀器探針使用。有耐高溫，導電性好等優點。

分類

鎢針根據形狀可分為圓棒狀鎢針和帶尖頭鎢針。

圓棒狀鎢針結構細長，表面富有金屬質感。用於氬弧焊電極使用。氬弧焊技術是國內外發展最快、應用最廣泛的一種焊接技術。特別是手工鎢極氬弧焊，已經成為各種金屬結構焊接中必不可少的手段。焊接時，在鎢極與工件間產生電弧，填充金屬從一側送入，在電弧熱的作用下，填充金屬與工件熔融在一起形成焊縫。為了防止電極的熔化和燒損，焊接電流不能過大，因此，鎢極氬弧焊通常適用於焊接4mm以下的薄板，如管子對接、管子與管板的連接。

帶尖頭的鎢針主要用於儀器探針使用。如數位式四探針測試儀，該設備是運用四探針測量原理的多用途綜合測量設備。該儀器按照單晶矽物理測試方法國家標準並參考美國 A.S.T.M 標準而設計的，專用於測試半導體材料電阻率及方塊電阻(薄層電阻)的專用儀器。適用於半導體材料廠、半導體器件廠、科研單位、高等院校對半導體材料的電阻性能測試。

尺寸規格

鎢針根據不同的使用情況選用不同的尺寸規格。

長度20mm—150mm 直徑0.5mm—10mm

生產工藝

鎢針主要有兩種生產工藝：一金屬注塑工藝，二拉絲成型工藝。

金屬注塑工藝的基本工藝過程是，首先將固體粉末與有機粘結劑均勻混練，經制粒後在加熱塑化狀態下，用注射成形機注入模腔內固化成形。然後用化學或熱分解的方法將成形坯中的粘結劑脫除，最後經燒結緻密化得到最終鎢針產品。

拉絲成型工藝是將金屬原材料加熱至塑性，再經過拉伸到想要的直徑大小，最後經過剪切冷卻。

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簡介

鎢合金電鍍工藝是一種傳統的加工工藝，也被稱之為鎢合金電鍍代鉻技術。主要用於金屬防腐蝕和防磨損，延長使用壽命。

歷史發展

鎢合金電鍍工藝之所以被稱之為鎢合金電鍍代鉻技術是因為鍍鉻工藝在長期使用中暴露出一些缺點，而鎢合金是鉻的良好替代品。鍍鉻是一種傳統的加工工藝，廣泛用於功能性鍍層和裝飾性鍍層領域，美國每年鍍鉻工業產值達80億美元，中國超過100億人民幣。但該工藝致命的缺點是：鉻酸濃度高，含鉻廢水和廢氣污染大。鍍鉻過程中產生的六價鉻是一種危險的致癌物。世界各國的環保部門對鉻霧及含鉻廢水的排放都進行了嚴格的控制，完全取消鍍鉻已是世界各國環保部門的一項重任。尋找代鉻工藝也成為所有製造業的需要。鎢合金電鍍工藝從此應運而生。

工藝特點

鎢合金電鍍工藝，在鍍層成份上有創新，可以獲得韌性好的厚鍍層。該項技術的主要特點是：

1、克服了現有鍍鉻工藝Cr6+對環境的嚴重污染。

2、在硬度、耐磨耐蝕等主要性能上相當或優於鍍鉻。

3、物料利用率高，生產成本較低。

4、可以充分利用現有的鍍鉻工藝設備，改造工程小。

工藝優點

    國家權威機構檢測和用戶使用表明，鍍件耐磨性好，硬度高，使用壽命有所提高，可加工性好，耐磨蝕好。鎢基合金的各項性能指標相當於或優於硬鉻鍍層：顯微硬度：使用儀器Hvs-1000型維氏硬度計測出所鍍鍍層的維氏硬度為Hv＝600～1300Hv，維氏硬度的變化直接與鍍層的組分有關係。耐蝕性：將鍍片分別浸入５％的鹽酸、５％的氫氧化鈉中測得其耐腐蝕性，結果表明在５％的鹽酸中浸泡７２小時，鍍層表面形成藍色保護膜後，阻止了腐蝕的進一步發生；在５％的氫氧化鈉中浸泡７２小時，鍍層完好無損。鍍厚能力：鍍厚能力可達0.3ｍｍ。

    鍍層與基底結合力：通過對不同的基底材料進行合適的前處理，可以得到鍍層與基底材料結合力很好的鍍層。基底材料形狀：可在各種基底材料上得到合格的鍍層。該項工藝技術的推廣應用具有良好的社會和經濟效益。

實際運用

石油鑽井設備和採油設備在礦場應用中碰到兩大難題：腐蝕與磨損。為了延長油管抽油杆的使用壽命，必須提高油管抽油杆的耐磨和防腐性能，某企業據國家863計畫最新成果--鎢基合金電鍍技術，生產出鍍滲鎢基合金防腐耐磨油管抽油杆（ＤＳＷ），它是一種高新科技產品，具有以下優點：鍍層的耐磨、耐蝕方面具有很好的綜合性能；鍍層均勻；物料利用率高，能耗和水耗比較低；沒有污染，是環保產品。該產品是解決磨損與腐蝕這兩個難題的最佳產品。

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已知的鎢酸有多種,都是由三氧化鎢WO3相互組合後,與水以不同比值、不同形式結合而成的多聚化合物。已知的鎢酸有黃鎢酸、白鎢酸、偏鎢酸等。

黃鎢酸

常見的一種鎢酸，簡稱鎢酸，為淡橙黃色粉末；隨製備條件不同組成略有差異,當組成為WO3·H2O時，密度為5.5克/釐米3，100℃時脫水；不溶于水,浸漬後，逐漸膠化，溶於氨水、鹼性溶液和濃鹽酸中。黃鎢酸灼燒脫水生成三氧化鎢WO3,為鮮豔的淡黃色晶體或粉末，密度為7.16克/釐米3,熔點1473℃。黃鎢酸由鎢酸鈉Na2WO4·2H2O溶液加鹽酸酸化，變成聚鎢酸鈉溶液，然後在熱的溶液中加入過量濃鹽酸製備。用這種方法制得的黃鎢酸含有鈉雜質，近年來已改用離子交換法和溶劑萃取法。

白鎢酸

微晶形的白色粉末,n:m>1.3,n與m的比例隨製備和乾燥條件而不同。白鎢酸具有顯著的活潑性，稍有光敏性，易於還原。由鎢酸鈉溶液滴加入稀硝酸中制得。用硝酸分解過氧化鎢酸鹽水溶液，也能得粉狀白鎢酸，其活潑性比微晶型粉狀白鎢酸差。白鎢酸可用於製備多種含鎢同多酸和雜多酸，也能用於製備碳化鎢、低價鎢的原子簇金屬化合物等。

偏鎢酸

一種聚鎢酸，是多種鎢酸中結構已經確定的唯一化合物,為無色晶體。它屬於12-鎢同多酸類,簡單的結構式為H6【H2(W3O10)4】·nH2O，n為10或23；密度為3.93克/釐米3,于50℃時分解；溶解度很大,為88.57克/100釐米3水(25℃)。由偏鎢酸的鹽轉化而得。偏鎢酸鹽是20世紀70年代末發展起來的重要工業產品，主要用作催化劑。偏鎢酸銨可由仲鎢酸銨制得，也可以從微晶形粉狀白鎢酸制得。其他很多偏鎢酸鹽，包括各種金屬鹽和多碳銨鹽等，都可以直接或間接地從微晶形粉狀白鎢酸制得。仲鎢酸銨是另一種聚鎢酸鹽，簡單結構式為(NH4)10【H2W12O42】·nH2O，由鎢酸鈉溶液通過離子交換法制得，沒有能得到相應的游離酸。灼燒仲鎢酸銨可得不含鈉的三氧化鎢。

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鎢酸用途

1、用於媒染劑、分析試劑、催化劑、水處理藥劑，製造防火、防水材料，以及磷鎢酸鹽、硼鎢酸鹽等。

2、用於製造金屬鎢、鎢酸、鎢酸鹽等。

3、用於媒染劑、顏料、染料、油墨。

4、紡織工用作織物加重劑，本品用作織物助劑，由鎢酸、硫酸銨磷酸銨等組成的混合物用於纖維的防火和防水。此種纖維可製作防火人造絲和人造棉。亦可用於皮革鞣制。

5、用於電鍍鍍層防腐。

6、用作助溶劑引入瓷釉色料能起降低燒成溫度和補色作用。

7、用於石油工業及航空、航太材料的製造。

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鎢酸的工藝過程：

蘇打燒結法工藝流程

黑鎢精礦蘇打燒結法將鎢精礦磨碎過180目篩。按下麵比例配料：WO320%～22%，蘇打為理論量的1.15倍左右，硝石為鎢礦量的1%～4%。將配好的料混勻後送至燒結爐中，在800～900℃下燒結。熔煉2～3h，冷凝，粉碎，送至浸出器中。加熱軟化水，浸出，用圓筒過濾機過濾，濾出的溶液經除雜淨化，濃縮，結晶，脫水得產品。


鎢精礦蘇打溶液壓煮法將白鎢礦磨碎加水制漿，打入壓煮器內再加入比理論量過量1.5倍的蘇打，裝料完畢在攪拌下加熱至200～225℃，分解4h。將浸出物過濾，濾液打入淨化器經除雜處理後，打入蒸發器濃縮。冷卻結晶得產品。

苛性鈉溶液分解法將焙燒好的黑鎢精礦粉碎過320目篩。用皮帶輸送至加料斗中計量後加入堿煮鍋內。加水攪拌，在80～90℃下滴加35%的NaOH溶液。精礦與堿液的品質比為1﹕(1.5～2.0)。滴加完畢後在0.1～0.15MPa下煮沸4h左右。靜置，料漿澄清後過濾。濾液打入淨化器進行除雜處理後，進蒸發器濃縮。冷卻結晶脫水得產品。

生產方法

鎢礦石堿解法將黑鎢礦粉碎至320目，與30%燒鹼加人反應器中進行堿解，堿解後與氯化鈣作用合成鎢酸鈣，鎢酸鈣與鹽酸反應生成鎢酸，再與燒鹼反應生成鎢酸，經蒸發結晶、離心脫水、乾燥，即得鎢酸成品。

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鎢酸中WO3含量的測定(辛可寧重量法)

1.方法提要：在pH值3.00～4.4的熱溶液中，用鹽酸辛可寧沉澱鎢酸，而與雜質分離，灼燒後即為三氧化鎢，稱重、比色。

2.試劑：甲基紫指示劑0.1%、鹽酸(1+1)、辛可寧鹽酸溶液10%(以1＋1鹽酸配製)、辛可寧鹽酸洗液0.2%、固體NaOH、廣泛試紙。

3.操作步驟：稱取試樣0.5克於250ml燒杯中，用少許水溶解，加入60～80℃熱水100ml, 0. 1%甲基橙指劑2滴(若指示劑褐再補加)用鹽酸(1+1)中和至紅色，在不斷攪拌下加入10%辛可寧10ml，繼續攪拌使沉澱凝驟，上層液較清則靜置，待 沉澱下沉以後，用快速定量濾紙過濾，濾液承接於250ml容量瓶中，沉澱用0.2%辛可寧洗液洗滌五次以上，洗淨後沉澱同濾紙一起轉入瓷坩堝中，於電爐上 烘乾炭化，再於750～800℃馬福爐中炭化灼燒30～45分鐘，冷卻，稱重。濾液按單寧，甲基紫比色法進行。

4.分析結果的計算：WO3(%)＝(W/G)×100＋C，式中：W——三氧化鎢重量(克)、G——稱取試樣重量(克)、C——濾液中測得WO3含量。

5.注意事項：①沉澱必須洗淨鈉離子，否則燒灼物發黑，結果偏高。②指示劑可用0.1%的甲基橙，此時濾液方可按硫氰酸鹽比色法進行。

方法如下：將容量瓶中的濾液倒回原盛試樣的燒杯中，往燒杯中加固體NaOH，加至濾液的PH>12，再把濾液倒回25Oml的容量瓶中，稀釋至刻度，幹過濾，以下按硫氰酸鹽吸光光度法進行。

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鎢酸含量

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鎢酸性狀：無色結晶或白色 結晶性粉末。在乾燥空氣中風化，100℃時失去結晶水。溶于水，不溶於乙醇。相對密度 3.23～ 3.25。熔點 698℃(無水品)。儲存： 密封陰涼乾燥保存。

鎢酸理化性質：鎢酸是白色具有光澤的片狀結晶或結晶粉末，溶于水，不溶於乙醇，微溶於氨。在空中風化。加熱到100℃失去結晶水而成無水物。與強酸(氫氟酸除外)反應生成不溶于水的黃色鎢酸，與磷酸或磷酸鹽反應生成磷鎢雜多酸絡合物，與酒石酸、檸檬酸、草酸等有機酸反應生成相應有機酸絡合物。

鎢酸製備原理：三氧化鎢與氫氧化鈉反應，或採用鎢精礦與氫氧化鈉壓煮，生成鎢酸溶液，經精製、過濾、離子交換等工藝，分離雜質成分，再經蒸發結晶得鎢酸產品。

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鎢酸鈉物理性質：白色結晶粉末，斜方晶系，尖晶石礦結構。熔點698℃，密度4.179g/cm3。在乾燥空氣中風化。不溶於醇。易溶于水，生成W2O72-離子。和硫化氫作用時酸根中的氧易為硫取代，生成系列硫氧化鎢離子，酸化後生成三硫化鎢。二水合物白色閃光晶體。相對密度3.245。易溶于水，不溶於酒精、二硫化碳。空氣中加熱至100℃或濃硫酸乾燥可脫去結晶水。由三氧化鎢與液堿或純鹼加熱作用並經濃縮結晶制得。十水合物為無色晶體，在6℃以上易脫水生成二水合物。

用作制取金屬鎢及其他鎢製品的中間原料，並用於製作耐光油漆和顏料、織物加重劑、防水和防火織物，也作為生物鹼沉澱劑。

水合物；結晶水合物

性質：又稱結晶水合物(crystalline hydrate)。與水分子結合形成的物種。通常指鹽類直接與水形成的含一定數目水分子的結晶體。如果水分子與金屬(離子)直接配位鍵合，則形成水絡合物(aquo complex)，簡稱絡合水或配合水。水分子以孤立的、成鏈的或成層的形式填在物質的結構空隙中稱結構水(1attice waters)，通常形成氫鍵網路。十水合碳酸鈉(Na2CO3·10H2O)，五水合硫酸銅(CuSO4·5H2O)是典型例子。後者應表示為[Cu(H2O)4]SO4·H2O，有4個絡合水，1個結構水。還有一種氣體水合物(gas hydrate)，在水分子構成的三維結構孔穴中填有氣體分子，如七水合氯(Cl2·7H2O)。從廣義說，吸水後的分子篩也是一種水合物。在乾燥氣氛中，水合物中的水解部分或全部失去，此時，分子篩結構不被破壞，而只導致晶體被破壞。

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