碳化钨材质

什么是碳化钨？

碳化钨是由钨与碳元素化合而成，形成极为致密的六方晶体结构。其最基本形态为细小的灰色粉末，透过称为「烧结」的工艺压制成型，制成高强度的硬质合金材料。烧结后的硬质合金具有高抗压强度、高热硬度，以及优良的耐磨性、耐腐蚀性与抗热冲击力。硬质合金系由金属碳化物构成，碳化钨的微细颗粒藉由钴或镍等金属结合剂胶结，透过粉末冶金工艺制成，具备稳定且优良的物理与机械性质。碳化钨因具有远高于一般金属的硬度，常被称为硬质合金。市面上已有超过20种不同等级的碳化钨材料，涵盖多种晶粒尺寸、硬度、抗拉强度与熔点等特性。以碳化物形式（化学式为WC）存在时，其硬度可媲美金刚石，为目前已知最坚硬的材料之一。碳化钨广泛应用于全球各大产业，特别适用于对耐磨性与抗热冲击力有高度要求的领域，例如切削与磨耗工具、模具制造及耐磨机械零组件等，为现代制造业不可或缺的关键材料。

什麽是碳化钨
影响碳化钨性能的因素 :
黏合剂
在多数碳化钨等级中，所使用的主要黏合剂为钴，另有部分品级采用镍。黏合剂的含量是影响硬质合金性能的关键因素之一。一般而言，钴含量越低，材料硬度越高，但韧性可能随之降低。因此，为满足不同应用需求，黏合剂比例须经精确调整，以实现最佳的性能平衡。
钴含量
一般而言，钴含量越低，硬质合金的硬度越高，耐磨性也越佳；然而，硬度提升的同时，材料的韧性会下降，使得零件在受到冲击时更易断裂。反之，当钴含量增加时，合金会变得较软，但韧性和抗冲击能力则会提升。因此，钴的添加量必须依据具体应用进行平衡，以兼顾硬度与耐冲击性。
颗粒大小
本公司采用的微米级碳化钨颗粒，其粒径介于0.2至0.6微米之间。相较于相同钴含量的传统标准颗粒材料，该材料具备更高的硬度。由于颗粒尺寸分布均匀，进一步提升了整体硬度及碳化物相的强度。细粒材料具备优异的耐磨性，适用于高磨耗环境；较大粒径则可提升抗冲击性能。极细粒径能实现极高硬度，适合应用于精密加工，而超粗颗粒则适用于需承受极端磨损与冲击的工况。
此外，横向断裂强度（Transverse Rupture Strength, TRS）会随钴含量增加而提升，是评估碳化钨机械强度的重要指标之一。
密度
密度为质量与体积的比值，通常以g/cm³表示。对碳化钨而言，较高的密度通常意味着更优异的耐磨性与韧性，不仅能承受长时间磨耗，亦具备更佳的抛光品质。然而，材料性能并非仅由钴含量或颗粒尺寸所决定。透过精确调控颗粒尺寸与钴的比例，可有效提升硬质合金的硬度与整体性能表现。
混合材料
碳化钨的导热效率远高于工具钢，能更有效地传导加工过程中产生的热量，进而降低工具过热的风险。然而，随着黏合剂（如钴）含量的增加，其整体导热率会逐渐下降，主因在于黏合剂本身的导热性能较低，进而削弱了材料的整体热传导能力。
制造技术
碳化钨具有极高的耐腐蚀性，是在常温下极为稳定的材料，不易在空气中发生氧化反应。这种稳定性使其即使处于严苛加工环境，仍能维持优异性能，特别适用于对抗腐蚀与抗氧化要求严格的制程应用。
用碳化钨生产机加工刀具

碳化钨是少数可实际应用于工业加工的超硬材料之一，具备优异的耐高温特性与机械强度，其熔点高于1800°C，硬度接近金刚石。这些特性使其广泛应用于需承受高压与严重磨耗的工业工具与零件领域。由烧结碳化钨制成的切削工具具备卓越的耐磨性，可在远高于传统高速钢（HSS）工具所能承受的高温条件下稳定运作。

硬质合金切削工具被广泛应用于碳钢、不锈钢等金属材料的加工，特别适合用作传统钢制刀具的高性能替代品。与传统工具相比，硬质合金工具具备更锋利且耐用的切削刃，能提升加工表面品质，同时实现更高的切削速度与生产效率。碳化钨的应用显著提升了钻孔、研磨与铣削等金属加工工艺的效能与经济性。

Type of Solid Carbide Material WC
%		 CO
%		 Average Grain Size/
µm		 GPA T.R.S.
N/mm2		 Desity ISO 3369
[g/cm3]		 Hardness Vickers HV30 Coating Working Material’s Hardness
A 90 10 0.6 3600 14.5 1600 X-CEED HRC 55
B 86.65 13 0.4 3900 13.9 1700 X-CEED HRC 60
C 89.8 9 0.2 4000 14.3 2000 NACO HRC 68