硬质合金的制作是将碳化钨与钴以一定的比例混合，加压成各种形状，然后半烧结。此烧结过程通常是在真空炉里进行。将其置于真空炉里完成烧结，此时之温度大约为摄氏一千三百至一千五百度之间。

硬质合金烧结过程可以分为四个基本阶段：

1：脱除成形剂及预烧阶段，在这个阶段烧结体发生如下变化：

成型剂的脱除，烧结初期随着温度的升高，成型剂逐渐分解或汽化，排除出烧结体，与此同时，成型剂或多或少给烧结体增碳，增碳量将随成型剂的种类、数量以及烧结工艺的不同而改变。

粉末表面氧化物被还原，在烧结温度下，氢可以还原钴和钨的氧化物，若在真空脱除成型剂和烧结时，碳氧反应还不强烈。粉末颗粒间的接触应力逐渐消除，粘结金属粉末开始产生回复和再结晶，表面扩散开始发生，压块强度有所提高。

2：固相烧结阶段（800℃--共晶温度）

在出现液相以前的温度下，除了继续进行上一阶段所发生的过程外，固相反应和扩散加剧，塑性流动增强，烧结体出现明显的收缩。

3：液相烧结阶段（共晶温度--烧结温度）

当烧结体出现液相以后，收缩很快完成，接着产生结晶转变，形成合金的基本组织和结构。

4：冷却阶段（烧结温度--室温）

在这一阶段，合金的组织和相成分随冷却条件的不同而产生某些变化，可以利用这一特点，对硬质合金进行热处理以提高其物理机械性能。


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超硬刀具主要包括金刚石刀具和立方氮化硼刀具，其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。随着现代制造业(尤其是汽车制造业)的快速发展，超硬刀具的生产及应用也逐年快速增长。

超硬刀具大部分用于汽车零部件的切削加工。近年来，随着CNC加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用，可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的超硬刀具的应用也日渐普及，同时引入了许多先进的切削加工概念，如高速切削、硬态加工、高稳定性加工、以车代磨、干式切削等。超硬刀具已成为现代切削加工中不可缺少的重要手段。


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钨基高密度合金(亦称钨基高比重合金、重合金)是钨合金材料的一个重要组成部分，是国防工业和国民经济各部门广泛应用的工程材料，现已成为一类进行大规模生产和应用、占有重要地位的钨材。钨基高密度合金是利用金属钨的高密度，添加少量镍、铁、铜及其他元素，采用液相烧结这种粉末冶金的特殊方法制成的．这也成为其区别于其他钨材的一个特征。钨基高密度合金既基本上保持钨金属的许多特性，如高的密度、高的强度与硬度、好的高温性能、较高的导电导热性能、低的热膨胀系数等等，又可以通过在远低于钨的熔点的温度下直接烧结获得致密的合金。

上世纪60年代初。中南矿冶学院与北京有色金属研究院等多家单位，根据国家军工的需要。研制用于飞行控制的陀螺仪转子材料。为了陀螺导航仪的高精度测量控制。要求转子材料具有高的密度并使用在高速旋转状态。这就要求材料高的力学性能和材料密度高度的均一性。同时为了避免周围环境存在磁场的干扰要求是非磁性材料．因此，研制采用的是钨镍铜合金。经过不长时间的不懈努力，很快研制成功，并在国产飞机的陀螺导航仪和第一颗人造卫星上应用。到60年代末，所开发的多种W—Ni—Cu合金产品已在近20项重大军事工程中获得应用。此后，在不断的边研究、边应用、边改进的过程中，W—Ni—Cu材料的性能和应用取得了更大的成功和更高。从而在上世纪90年代该材料的应用获得了国家技术进步二等奖。


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上一篇我们已经知道了，钨合金有良好的机械特性及物理特性。本文在着重介绍高比重钨合金作为核辐射屏蔽材料在核工业领域里的应用。

在核工业中，铅是主要的核屏蔽材料，但铅的密度仅为11．3g/cm³，屏蔽性能不理想，钨、钼及其合金具有较高的密度，对射线具有极好的吸收能力，屏蔽效果比铅高30～40％，用高密度钨合金作放射源容器，其壁厚仅为铅的1／2~ 2／3，是理想的核燃料贮存器与防辐射的屏蔽材料。

目前，钨、钼及其合金板材在医学X射线检测时用作防护装置，能有效避免射线对病人的辐射伤害，通过精密加工得到厚度小于0．2mm的高精度钨薄板已广泛应用于医用CT机中关键部件一准直器和探测器，大大提高了病情诊断的精确性。

W—Ni—Fe合金具有熔点高，良好的冲击韧性、高塑性和低屈服强度，还可以用作原子能爆炸时用的功能复合金材料，保证仪器的正常工作。此外，钨合金还作为冷核试验的模拟材料，用于核弹及核反应堆设计参数的确定。

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钨丝就是将钨条锻打、拉拔后制成的细丝。主要用于白炽灯、卤钨灯等电光源中，用于灯泡中作各种发光体的钨丝，还需要在冶制过程中掺入少量的钾、硅和铝的氧化物，钨丝除少量用作高温炉的发热材料、电子管的热子和复合材料的加强筋等外，绝大部分都用于制作各种白炽灯和卤钨灯的灯丝以及气体放电灯的电极。对用作气体放电灯阴极的钨丝或钨杆，为降低其电子逸出功，须加入0.5～3%的钍，称为钨钍丝。由于钍是一种放射性元素，污染环境，故有用铈来代替钍作成钨铈丝或钨铈杆的。但铈的蒸发率高，所以钨铈丝或钨铈杆只能用于小功率的气体放电灯。

钨丝一旦经高温使用发生再结晶以后就变得很脆，在受冲击或震动的情况下极易断裂。在一些要求高可靠性的电光源产品中，为防止灯丝的断裂，常在掺杂钨丝中加入3～5%的铼，称为钨铼丝，它可以使钨的延脆转变温度下降到室温或室温以下。这是一种很奇特的铼效应，至今还未发现一种元素能代替铼，在钨中产生同样效应。钨在常温下有较好的耐酸、碱能力，但在潮湿的空气中易被氧化，所以细钨丝不能在潮湿环境中贮存过久。另外钨在1200℃上下就开始与碳起反应生成钨的碳化物，所以对灯丝的烧氢处理要注意这个问题，否则钨与其表面的石墨润滑剂起反应，则灯丝就要变脆断裂。


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钨的切削加工性很差，为了提高加工效率和加工质量，可以采取以下方法改善钨的切削加工性：
(1)钨坯表面有很硬的氧化层，加工时会使刀具磨损加剧或产生“打刀”现象。因此在加工前，可将钨坯进行喷砂处理，去除表面氧化层，减轻刀具磨损。
(2)金属从塑性到脆性的转变温度称为塑脆性转变温度。纯钨的塑脆性转变温度很高，为改善其切削加工性，可用喷灯将工件加热到200℃以上，再进行切削加工。
(3)进行渗铜处理，也可改善钨的切削加工性。渗铜后的钝钨车削情况与45号钢相似。
(4)钨中加入一些氧化锆，其切削加工性也能得到较大的改善。

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工业上常用的高熔点金属统称难熔金属，如钨、钼、钽、铌、锆等。随着科学技术的发展，难熔金属在原子能、宇航、机械、电子、化工、医疗、纺织、轻工等领域得到了越来越广泛的应用。难熔金属熔点高、密度大，晶体结构稳定，激活能大，切削加工困难。以难熔金属为主，添加其他合金元素构成难熔金属材料。 常用难熔金属中钨的熔点最高(3380℃)，密度最大(19.1g/cm3)，而钼的弹性模量最大，达到343 350MPa。 
纯钨的硬度和强度都很高，钨的铸锭在切削加工时，由于晶粒粗大，易产生掉块而使加工表面粗糙。切削钨锭和钨棒可以使用硬质合金作刀具材料。用硬质合金切削钨锭或钨棒，可选用45°主偏角，荒车时前角与后角应小些，粗车与半精车时前角、后角适当加大。纯钨性极脆，切削时易崩边或剥落，刀具切入切出时，应减小进给量，以防止刀具破损。
 

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以清洁金属为原料生产的高比重钨合金配重块是无公害、符合国际环保标准的。它比重大（>18g/cm3），体积小，故抗强风，入水轻，下沉快，是铅坠最佳替代产品，畅销欧美等发达国家。

高比重钨合金形象地被称作3高（或3H）合金，即：高密度、高强度、高硬度合金，因此高比重合金的一个重要用途便是广泛被应用的配重件。机械用的平衡锤、飞锤；石油等钻探行业使用的加重杆；钟表摆锤；防震刀杆、平衡配重球等手机、游戏机等使用的振子；航海、帆船等的压舱配重块、配重部件等；航空航天中使用的陀螺仪、飞机配重件等等。

军事武器钨合金块配重，是采用近似于成形技术的金属注射成型技术加工而成的，与传统的加工方法相比，这种方法更能制造出优质的精密组件。比起铸造、粉末冶金和金属注射成型零件，直接生产小型的约0.1克到200克的复杂的形状的钨合金块的公差会达到0.1%-0.5%，而相对于密度高达95%到99 %的钨合金块，它的机械性能又更高。没有或只有微量机的材料利用率会高达97%，而一般尺寸的制造公差小、重复性好并且是可调节的物质组成，精细零件表面光洁度、可改进强度和热处理电阻的性能都很高。


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钨的熔点很高、密度也很高，幷且在高温中具有良好的导电性能，在国防工业以及国民经济中发挥着重要作用，尤其是在航天航空和核工业等尖端领域有着不可或缺的重要地位。比较典型的例子有固体火箭发动机喷管喉衬、姿轨控卫星发动机用喷管、破甲弹药形罩、稀土、有色金属冶炼及石英玻璃熔炼用坩埚及感应炉用发热体等。

薄壁或复杂形状钨构件的制备技术是国际上公认的难题。

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预防放射线伤害的措施 
⑴钍钨棒应有专用的贮存设备，大量存放时应藏于铁箱里，幷安装排气管。
⑵采用密闭罩施焊时，在操作中不应打开罩体，手工操作时，必须戴送风防护头盔或采用其它有效措施。
⑶应备有专门砂轮来磨削钍钨棒，砂轮机要安装除尘设备，砂轮机地面上的磨屑要经常作湿式扫除，幷集中深埋处理。
⑷磨削钍钨棒时应戴防尘口罩。接触钍钨棒后应以流动水和肥皂洗手，幷经常清洗工作服和手套等。
⑸焊割时选择合理的规范，避免钍钨棒的过量烧损。
⑹尽可能不用钍钨棒而用铈钨棒或镧钨棒，因后两者无放射性。

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