硬质合金的发展和主要用途

 

硬质合金
 
1923年,德国的施勒特尔往碳化钨粉末中加进10%~20%的钴做粘结剂,发明了碳化钨和钴的新合金,硬度仅次于金刚石,这是世界上人工制成的第一种硬质合金。用这种合金制成的刀具切削钢材时,刀刃会很快磨损,甚至刃口崩裂。1929年美国的施瓦茨科夫在原有成分中加进了一定量的碳化钨和碳化钛的复式碳化物,改善了刀具切削钢材的性能。这是硬质合金发展史上的又一成就。
 
 硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,特别是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的温度下也基本保持不变,在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料,如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等,用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材,也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的 切削速度等于碳素钢的数百倍。
硬质合金还可用来制作凿岩工具、采掘工具、钻探工具、测量量具、耐磨零件、金属磨具、汽缸衬里、精密轴承、喷嘴、五金模具(如拉丝模具、螺栓模具、螺母模具、以及各种紧固件模具,硬质合金的优良性能逐步替代了以前的钢铁模具)。
近二十年来,涂层硬质合金也问世了。1969年瑞典研制成功了碳化钛涂层刀具,刀具的基体是钨钛钴硬质合金或钨钴硬质合金,表面碳化钛涂层的厚度不过几微米,但是与同牌号的合金刀具相比,使用寿命延长了3倍,切削速度提高25%~50%。20世纪70年代已出现第四代涂层工具,可用来切削很难加工的材料。
 
 
 
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磷钨酸

磷钨酸是一种无色、灰白色粉状固体或淡黄色的细小晶体。具有酸性,而且具有氧化还原性,是一种多功能的新型催化剂,具有很高的催化活性,稳定性好,可作均相及非均相反应,甚至可作相转移催化剂,对环境无污染,是绿色催化剂。 略有风化性。能溶于醇、醚和水,溶于约0.5份水。

磷钨酸主要用于各种生物碱、含氮碱、酚、蛋白质、蛋白胨、氨基酸、脲酸、脲、血液和碳水化合物的试剂。生物染色。

(1)有机合成反应的催化剂,在国内主要取代环境污染严重的液体酸类,如硫酸、氢氟酸、三氯化铝等,在国外则是一种新型的固体酸催化剂而受到很多合成领域的关注;

(2)生化试剂及色谱分析试剂:在药物的分离、鉴定、化学毒物的毒理学研究,法医学鉴定以及生物材料的分析中,广泛用作沉淀剂、氧化剂和显色剂,如分析阿托品、氨基比林,奎宁、普鲁卡因和可卡因等,利用薄层色谱法检出类固醇需用磷钨酸的乙醇溶液;通过生成磷钨酸的分析鉴定水果、蔬菜、植物和食品中的含磷杀虫剂。

以钨酸、磷酸二氢钠为原料,通过水热法合成了 Dawson 结构杂多磷钨酸钠。以 P_2W_(18)为催化剂、无水乙醇为助催化剂、质量分数30%的过氧化氢水溶液为氧化剂,在温和条件下将模拟燃油中的噻吩氧化为砜类:亚砜类等极性较强的物质,并以 N,N-二甲基甲酰胺为萃取剂将其萃取出来,考察了反应温度、反应时间、过氧化氢水溶液用量、萃取剂用量和萃取级数对脱硫率的影响。

在模拟燃油(硫含量500 mg/L)20 mL、P_2W_(18)0.030 g、无水乙醇1.2 mL、过氧化氢水溶液0.12 mL、反应温度310 K、反应时间60 min、萃取剂与油相的体积比1.0、萃取3次的优化条件下,脱硫率达96.7%。反应结束后,可通过简单的倾倒将模拟燃油与催化剂分离,催化剂可重复使用5次,稳定性较好。

危险性概述

健康危害: 腐蚀眼睛、皮肤和呼吸道,吸人引起迟发几小时的肺水肿,严重病例有死亡危险。
急救措施

皮肤接触: 脱去并隔离被污染的衣服和鞋。对少量皮肤接触,避免将物质播散面积扩大。在医生指导下擦去皮肤已凝固的熔融物。注意患者保暖并且保持安静。
眼睛接触: 如果皮肤或眼睛接触该物质,应立即用清水冲洗至少20min。
吸入: 移患者至空气新鲜处,就医。如果患者呼吸停止,给予人工呼吸。如果患者食入或吸入陔物质不要用口对口进行人工呼吸;可用甲。向阀小型呼吸器或其他适当的医疗呼吸器。如果呼吸困难,给予吸氧。
食入:吸入、食入或皮肤接触该物质可引起迟发反应,、确保医务人员了解该物质相关的个体防护知识,注意自身防护。
防护措施

呼吸系统防护: 高于NIOSH REL浓度或尚未建立REL,任何可检测浓度下:自携式正压全面罩呼吸器、供气式正压全面罩呼吸器辅之以辅助自携式正压呼吸器。
逃生:装有机蒸气滤毒盒的空气净化式全面罩呼吸器(防毒面具)、自携式逃生呼吸器。
消防措施

灭火方法:如果该物质或被污染的流体进入水路,通知有潜在水体污染的下游用户,通知地方卫生、消防官员和污染控制部门。使用干粉、抗醇泡沫、二氧化碳、雾状水火火。在安全防爆距离以外,使用雾状水冷却暴露的容器。

 

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钨钴合金硬度检测方法

钨钴合金硬度检测主要采用洛氏硬度计,测试HRA硬度值。PHR系列便携式洛氏硬度计十分适于测试钨钴合金的硬度。仪器重量精度与台式洛氏硬度计相同,使用和携带都十分方便。

钨钴合金是一种金属,通过硬度试验可以反映钨钴合金材料在不同的化学成分、组织结构及热处理工艺条件下机械性能的差异,因此硬度试验广泛应用于钨钴合金性能的检验、监督热处理工艺的正确性及新材料的研究。

硬度检测特点

它属于非破坏性试验,试验方法比较简单。钨钴合金的硬度检测对其试件的形状及尺寸适应性较强,试验效率高。另外,钨钴合金材料硬度与其它物理特性之间存在一定的对应关系。例如,钨钴合金硬度试验和拉伸试验基本上都是检测金属抵抗塑性变形的能力,这两种试验在某种程度上都是检测金属相似的特性。所以,其检测结果是完全可以相互比较的。钨钴合金拉伸试验设备庞大、操作复杂、要制备试样、试验效率低,对于许多金属材料,都有一硬度试验和拉力试验的换算表可查。因此,在检测钨钴合金材料力学性能时,人们越来越多地采用硬度试验,而较少采用拉伸试验。

硬度检测工具

钨钴合金硬度一般用洛氏硬度计HRA标尺或维氏硬度计来检测,实用中人们主要采用洛氏硬度计测试HRA硬度。PHR系列便携式洛氏硬度计十分适于测试钨钴合金的硬度。这种仪器重量只有0.7kg,精度与台式洛氏硬度计相同。

 

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碘钨灯

在理论和实践上应用卤钨循环原理比较成功的是碘钨灯和溴钨灯。最早问世的卤钨灯是用碘作循环剂的碘钨灯。这是因为在4 个卤族元素里,碘的性质最不活泼,不像其他几种卤素那样有强烈的腐蚀作用。灯泡里充进纯碘、玻壳壁的温度控制在250~1200℃之间,从灯丝上蒸发出来的钨就会在玻壳壁附近与碘化合成碘化钨。随着气体的对流,碘化钨将扩散到灯丝附近,由于这里的温度可以高到2000℃以上,不太稳定的碘化钨就会在这里分解成碘和钨,钨重新回到灯丝上继续工作,碘则再次向玻壳方向扩散去完成新的“搬运”钨的任务。

 

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碳化钨粉简介1

碳化钨粉(WC)是生产硬质合金的主要原料,化学式WC。全称为 Wolfram Carbide, 也译作tungsten carbide为黑色六方晶体,有金属光泽,硬度与金刚石相近,为电、热的良好导体。碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸,易溶于硝酸-氢氟酸的混合酸中。纯的碳 化钨易碎,若掺入少量钛、钴等金属,就能减少脆性。用作钢材切割工具的碳化钨,常加入碳化钛、碳化钽或它们的混合物,以提高抗爆能力。碳化钨的化学性质稳定。


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