1907年，一种低镍含量的钨合金问世，它是通过机械加工方法制备的，但是严重的脆性妨碍了它的应用。直到1909年，美国通用电器公司的库利奇(W．D．Coolidge)通过粉末冶金法制得钨坯条，再利用机械加工生产出在室温下具有延性的钨丝，从而奠定了钨丝加工业的基础，也奠定了粉末冶金的基础。

然而这种“延性”钨合金在灯泡点燃后表现出明显的脆性。1913年，平(Pintsch)发明了钍钨丝(ThO2的 含量为1%～2%)，从而使白炽灯丝的脆性大大降低。起初，灯丝的下垂(见钨丝的抗下垂性能)并不是一个问题，因为此时的灯丝是直丝，但1913年以后， 兰米尔(Langmuir)将直丝改为螺旋丝，这样，当灯泡使用时，高的工作温度和自重的作用使灯丝下垂，因而纯钨和钍钨都难以满足使用要求

为了解决钨丝下垂和寿命短等问题，1917年，柏斯(A．Pacz)发明了高温下“不变形”的钨合金。起初，他在制备纯钨时采用耐火坩埚焙烧WO3，无意中发现用这种WO3还原所得钨粉制成的钨丝螺旋，经再结晶后异常神秘地不再下垂。随后，经过218次反复实验验证，他终于发现在钨酸(WO3·H2O)中添加钾和钠的硅酸盐，经过还原、压制、烧结、加工等制得的钨丝，再结晶后形成相当粗的晶粒结构，既不软又抗下垂，这是最早的不下垂钨丝。柏斯的发现奠定了不下垂钨丝的生产基础，直到现在美国仍称不下 垂钨丝为“218钨丝”，以纪念柏斯的这项重大发现。

掺杂钨合金的生产工序冗长，包括钨冶炼、粉末冶金制坯和塑性加工几个主要阶段。

掺杂钨合金的生产通常选用仲钨酸铵(APT)为原料。从钨精矿制 取仲钨酸铵除了传 统的经典工艺外，20世纪50年代国际上开展了萃取法和离子交换法的研究，中国在70年代也采用了这些工艺，从而简化了工艺流程，提高了钨的回收率。20 世纪60年代以来，许多国家都相继采用蓝色氧化钨掺杂工艺代替三氧化钨掺杂，从而提高了掺杂效果。钨粉的酸洗是20世纪60年代开始应用于生产的，其主要目的在于洗去钨粉中多余的掺杂剂、超细粉和部分有害杂质，从而改善加工性能，提高钨丝的高温性能。从20世纪60年代开始，孔型轧制法不断得到应用。孔型 轧制是使坯料在一对旋转着的轧辊的孔 型中通过，在轧辊压力的作用下使断面减缩和长度延伸。

虽然只有少部分钨矿最终被做成灯钨丝和类似的产品，钨在科学上和技术上所承担的最重要的意义就是其研究成果向实际应用的转换。所获得的知识在粉末冶金新的领域，尤其是在硬质合金的制造上具有不可估量的价值。


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松木玩具车是童子军中（美国的童子军按年龄划分）一年一度的盛事。这是童子军中最流行的事。在父母的帮助下童子军用松木做自己的车，通常包含了松木、塑料轮和金属轴、配重块等。随着松木玩具车的普及，为其他行业的发展提供了一个轨道，定时器、鳞片等其他产品。

游戏规则

松木玩具车的游戏规则和万有引力的验证实验是同样的原理。在一个斜面上让车自由的行驶，在重力的作用下车开始加速，到达斜坡最下面时加速停止。在惯性的作用下车继续前进直到停止，有的也用轨道引导前进。用车在平地上行驶的距离长度来决定比赛的输赢。

配重块选择

车身重量和体积是比赛的关键。

车身的重量在车行驶前段部分起到加速的作用，而且重量越大获得的加速度越大。在车行驶的后半段重量起着减速的负作用。重量越大车对地面的摩擦力也越大，减速效果越明显。

车身体积在车的整个行驶过程都是减速作用。体积越大对空气的阻力也就越大。所以为了减少这个阻力应该尽量减小车身的体积。

综合车身的重量和体积两大因素，合理地选择配重块是赢得比赛的关键。

选择高密度金属材料的配重块是最合理的做法。密度高剂在重量上有保证也在体积上有优势。至于具体的重量则要根据比赛的不同场所来定。

钨合金配重的应用

钨合金的密度是铅的1.7倍，密度类似于黄金、铂金等稀有金属。将钨合金配重加入车内，可以保持赛车在运行中的高表现，提供车的可控制度。而且钨合金是无毒、环保材料，可供儿童和成年人安全使用，钨合金配重圆盘多运用于松木德比汽车中。

在很多应用中，钨合金配重块比铅块更适合。例如，铅在许多河流中都禁止使用，因此用钨合金配重快来取代铅块捕鱼是再好不过的。加上钨合金配重块无毒的性质，使得钨合金配重块变成应用的最理想金属。

钨合金配重块可以很容易地安装在松木玩具车上，只要在汽车底部用凿子或锋利的刀挖一个槽将配重块固定在上面。如果在重量上不是那么精确的话，也可以用钨泥进行微调。

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钨合金性能对杂质、气氛、冷却速度较敏感。杂质（如P、S等）偏析在晶界上会降低界面结合强度，从而降低合金性能。冷却速度控制不当会产生中间相或使杂质偏析在晶界。

因此，为了提高烧结态钨合金性能，对烧结态的钨合金进行热处理是必须的。烧结后的热处理包括淬火、快冷、气氛脱氢处理和表面硬化处理，其目的就是降低P、S杂质在界面的偏析，减少氢脆、提高钨合金性能或满足合金其他性能方面的要求。采用热处理热消除氢脆和磷脆，降低杂质在界面的偏析，提高钨合金的界面强度，使钨合金的强度和塑性都得以提高。


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简介

优势

生产工艺

应用

旋转锻造工艺是提高高密度钨合金材料性能生产中常用的工艺方法，高密度钨合金采用旋锻工艺加工后用于杆式动能穿甲弹时，由于强度提高，因此提高了穿甲效果，其强度可与贫铀弹相媲美。

烧结后的高密度钨合金经过多道次旋锻后，钨合金的力学性能较未变形前在强度和硬度方面会有较大幅度提高，弹伸长率会降低。大变形使得球状钨颗粒被拉长变脆具有强化左右的纤维状组织，从而使得旋锻后材料的力学性能得到较大幅度的提高。

不过在大变形旋锻过程中，由于锻造次数过多，且每一次锻造均要严格控制工艺参数，使整个工艺变得相对复杂，其间每一次的锻造参数均影响材料的质量和性能；并且多道次锻造及多次加热使得材料利用率低，能耗大，造成成本大幅上升；截面积变形不均匀，一般说来，95W-5（Ni/Fe/Co）合金旋转锻造时，变形量不能超过20%（断面减缩比）；同时，锻造温度范围窄，一般在450~600℃，这么窄的温度范围是因为95W合金在此温度范围内具有较高的塑性。当温度超过600℃时塑性下降，到900℃时塑性下降到10%左右，当温度超过1200℃，塑性下降到几乎为零。



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钨合金虽然具有较高的密度和好的力学性能，但由于钨合金表面性能如耐磨性和抗腐蚀性差而限制了其在某些方面的应用。

为此，许多科学工作者对钨合金的表面处理进行了一些研究，Dini首先将钨合金的表面进行化学腐蚀，然后在钨合金的表面电镀沉积一层Ni，以改善Ni和钨合金表面的结合强度，从而提高其表面的抗腐蚀性能。Eroglu、Ekren和Baykara直接将92.5W-5.25Ni-2.25Fe钨合金置于CH₄+Ar混合气氛中，在温度为1200℃下进行表面硬化处理。


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旋锻是生产钨丝坯料和钨合金棒的常用塑性加工方法，不同尺寸的钨合金棒于氢气气氛中加热到1400～1600℃，在不同型号的旋锻机上进行旋锻。开始道次变形量不宜过大,随后可适当增加变形量。旋锻变形过程中工件和模具间用石墨润滑。加工后的钨合金棒密度可达18.8～19.2克/厘米3。由于方坯锻成圆坯,各部位变形不同，使组织不均匀,此时应进行再结晶退火。旋锻钨合金棒的最终直径为3毫米左右。

拉丝、拉丝坯料可用旋锻法生产，也可用轧制法生产；轧制法生产的坯料道次变形量大，组织较均匀，有利于以后的加工。钨丝坯料拉制钨丝是用“温拉丝”方法。首先在链式拉伸机上拉至直径1.3毫米,而后分别经粗拉、中拉和细拉使直径达到 0.2、0.06和小于0.06毫米。随着直径减小，应使加热温度下降、拉丝速度提高。道次变形量一般在10～20％之间。拉丝采用煤气－空气混合加热，温度为900～400℃。拉粗丝采用硬质合金模，拉细丝则采用金刚石模。模子材质、孔型、研磨技术对丝材质量有很大的影响，石墨润滑剂的质量、粒度、配比、涂敷方法同样影响丝材质量。丝材直径的不均匀性是使用时断丝的最主要原因之一，有0.2～0.4微米的偏差就会使真空管中钨丝的寿命大大降低。细丝材的直径可以用重量法或真空标准电流法进行测定。在拉丝过程中，随着直径减小，变形抗力增大（如直径0.1～0.3毫米钨丝的断裂强度可高达350公斤力/ 毫米2），其塑性也相应降低。为了改善再加工性能，一般需要进行消除应力中间退火。


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硬质合金切削刀具几何角度及切削要素以车刀为代表，介绍了硬质合金切削刀具切削部分基本定义及有关名词术语，同时说明了硬质合金切削刀具几何形状的分析及其图示方法。

硬质合金切削刀具几何角度及切削要素包括对硬质合金切削刀具的切削运动与切削用量、钨钢切削刀具切削基本知识、钨钢切削刀具的工作角度及其钨钢切削刀具的切削层与切削方式的详细介绍。

不同类型的钨钢切削刀具，其刀面、切削刃数量不同。但组成钨钢切削刀具的最基本单元是两个刀面汇交成的一个切削刃，简称两面一刃。任何复杂的钨钢切削刀具都可将其分为一个个基本单元进行分析。

古代我国切削加工方面有着光辉的成就。公元前二千多年的青铜时代已出现了金属切削的萌芽。当时青铜刀、锯、锉等已经类似于现代的工具。

公元1668年(明代)加工2m直径的天文仪器铜环，其外径、内孔、平面及刻度的精度与表面粗糙度均达到相当高的水平。如图所示，当时采用畜力带动铣刀进行铣削，用磨石进行磨削。铣刀已类似现代的镶片铣刀，刀片磨钝后用图所示的脚踏刃磨机刃磨。

在长期生产实践中，古人已注意总结硬质合金切削刀具的使用经验。由明代张自烈所著《正字通》可见，古人已十分强调切削刃的作用，正确阐明了切削刃的利与坚的关系。对切削原理已有了朴素的唯物辩证的论述。

近代历史中，我国机械工业非常落后。据统计，直到1915年上海荣昌泰机器厂才制造出国产的第一台车床，1947年民用机械工业只有三干多家，拥有机床两万多台。当时使用的是工具钢刀具，切削速度很低。

新中国成立以来，我国切削加工技术得到飞速的发展。20世纪50年代起广泛使用了硬质合金(硬质合金切削刀具)，推广高速切削、强力切削、多刀多刃切削，兴起了改革硬质合金切削刀具的热潮。有关单位不断生产出了新型切削刀具材料，如高生产率高速钢、粉末高速钢、涂层刀具材料、复合陶瓷、超硬刀具材料等等。

21世纪使用的硬质合金切削刀具材料更加广泛，传统的高速钢、硬质合金材料的技术性能不断提高。超硬材料如切削陶瓷、聚晶立方氮化硼、聚晶金刚石切削刀具得到了更多的应用。化学涂层和物理涂层技术的不断发展，使新型复合涂层材料日新月异。当今切削刀具的材料种类众多，除传统的金属材料外，非金属材料也愈来愈多。从软的橡胶、塑料到坚硬的花岗岩石。从普通的钢材到高强度钢、钛合金、冷硬铸铁、淬硬钢以及70HRC左右的热喷涂等硬材料。

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硬质合金辊环（也叫碳化钨辊环），性能优越、质量稳定、产品加工精度高，有较好的耐磨性和较高的抗冲击性。硬质合金轧辊是以碳化钨和钴等为材料用粉末冶金方法制成的轧辊。硬质合金轧辊有整体式和组合式两种。

硬质合金轧辊已用于金属塑性加工的各个领域。从有色金属到钢铁，从热轧线材、管材到冷轧箔带、螺纹钢等都用到了硬质合金轧辊。中国已能生产从 φ8～φ300mm的几十个品种规格的硬质合金轧辊。但随着线材精轧的高速化(最高速度达130m/s)，人们在探索提高硬质合金轧辊硬度和强度的方法。

这主要是在硬质合金轧辊中加入少量TaC、NbC及Ni、Cr、Mo等元素；并通过热等静压制、真空烧结一低压热等静压制、热处理等手段来制取质量更好的轧辊。

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硬质合金轧辊的成分因轧辊的工作条件而不同，甚至同一精轧机组，不同机架的轧辊成分也不同。高速线材轧机用轧辊主要是以钴作粘结剂的硬质合金轧辊为主。少数连铸轧钢厂由于水质较差也采用Co-Ni-Cr为粘结剂的硬质合金轧辊，造价也较低。 

硬质合金轧辊有高的硬度，而且其硬度值随温度的变化甚小，700℃时的硬度值为高速钢的4倍；而弹性模量、抗压强度、抗弯强度、导热率也都高出工具钢1倍以上。所有这些性能保证了硬质合金轧辊在工作过程中有比工具钢辊好得多的耐磨性和抗变形性，从而保证了轧辊型槽的光洁度和尺寸的恒定性，这对保证线材的表面质量和尺寸精度是至关重要的。由于硬质合金轧辊的导热率高，所以散热效果好，使轧辊表面处于高温的时间较短，因而使轧辊同冷却水中的有害杂质的高温 反应时间较短。因此，硬质合金轧辊比工具钢辊更抗腐蚀、抗冷热疲劳。

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