[科普中国]-钨钴合金

钨钴合金又称碳化钨-钴硬质合金。按钴含量，可分为高钴(20%～30%)、中钴(10%～15%)和低钴(3%～8%)三类。这类金属陶瓷可按通常特种陶瓷配料、成型等工艺制造，惟有烧成应根据坯料性质及成品质量采用控制烧结气氛为真空或还原气氛，一般在碳管电炉、通氢钼丝电炉、高频真空炉内进行。中国生产的这类硬质合金的牌号有YG2，YG3，YG3X，YG4C。

简介概述字母“YG”表示“WC-Co”，“G”后面的数字表示Co的含量，“X”表示细晶粒，“C”表示粗晶粒。这类金属陶瓷通常抗弯强度和断裂韧性随钴含量的增加而提高，而硬度下降。钨钴合金具有较高的、弹性模量和较小的热膨胀系数，是硬质合金中使用最广泛的一类。

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。

用途钨钴合金用作刀具可加工铸铁、有色金属、非金属、耐热合金、钛合金和不锈钢等，还可作引伸模具、耐磨零件、冲压模具和钻头等。

钨和钴为主要成份的一种合金，多用于矿山开采的钎头制作。1

物理性质钨钴合金作为常用牌号的硬质合金之一，其物理性质主要有：

矫顽磁力钨钴合金的矫顽磁力由于硬质合金中的粘结相是铁磁性物质，因而使合金具有一定的磁性，矫顽磁力可用来控制合金的组织，是钨钢生产厂家的一项内控指际。WC-Co合金的矫顽力主要与钻含量及其分散度有关，随钴含量的降低而提高。当钴量一定时，由于钴相的分散程度随碳化钨晶粒变细而提高，使矫顽力也随之增大。反之，则矫顽力降低。因此，在其他条件相同的情况下，矫顽力可作为间接衡量合金中碳化钨晶粒大小的参数：在正常组织的合金中，随着含碳量的降低，钻相中钨含量增大，使钴相受到较大的强化，矫顽力会因此而增大。因此，烧结时的冷却速度越大，矫顽力也愈大。

磁饱和合金试样在碰场中，随着外加磁场的增加，合金的磁感应强度也增加，当磁场强度达到一定值时，磁感应强度不再增加，即合金已经达到磁饱和了。合金磁饱和值只与合金含钴量有关，而与合金中碳化钨相的晶粒度无关。因此，磁饱可用于对合金进行非破坏性的成分检查，或鉴定已知成分的合金是否存在非磁性的ηl相。

弹性模量由于碳化钨具有较高的弹性模量值，因此，WC-Co合金也具有高的弹性磨量。随着合金中钴含量的增加，弹性模量降低；合金中碳化钨晶粒度对弹性模量无明显影响。随着使用温度的升高，合金弹性模量会降低。

导热率为了避免工具在使用过程因过热而损坏，通常希望合金有较高的导热率。WC-Co合金有较高的导热率，约为0.14-0.21卡/厘米·度·秒， 导热率一般只与合金钴含量有关，随钴含量的降低而提高。

热膨胀系数WC-Co合金的线膨胀系数随含钴量的增加而增大。但合金的膨胀系数值比钢材的线膨张系数低得多，这使合金工具镶焊时，会产生较大的焊接压力，如果不采取缓冷措施，往往会造成合金裂纹。对于强度低的合金，则更为突出。

硬度硬度是硬质合金的一项主要的机械性能指标。随着合金中钴含量的增加或碳化物晶粒度的增大，合金的硬度下降。如当工业WC—Co合主的钴含量从2%增加到25%时，合金的硬度HRA从93降低到86左右，大约每增加3%的钴，合金硬度下降1度，细化碳化钨晶粒度能有效地提高合金的硬度。

抗弯强度同硬度一样，抗弯强度是硬质合金的一项主要性质。影响合金抗弯强度的因素多而复杂，凡影响合金成分，组织及试样状态的各种因素，均可导致抗弯强度值的改变。一般来说，合金抗弯强度随钴量的增多而提高。但钴量超过25%以后，抗弯强度反而随钴量的增多而下降。就工业生产的WC-Co合金而言，在0～25%钴含量范围内，合金抗弯强度总是随钻含量的增加而升高。

抗压强度硬质合金的抗压强度是表示抵抗压缩负荷的能力。WC-Co合金抗压强度随合金含钴量的增加而下降，随合金中碳化钨相晶粒变细而提高。因此，钴含量较低的细晶粒合金有较高的抗压强度。

冲击韧性冲击韧性是矿用合金的一项重要技术指标，对于苛刻条件下的断续切削刃具也具有实际意义。WC-Co合金冲击韧性随钴含量的增加而增大，随碳化钨晶粒度的提高而增大。因此，矿用合金大多是较高钴合量的粗晶粒合金，如YGllC，YG8C等。
当然，硬质合金的相关物理性质也不局限于分析研究这些，针对特定用途而选择配方不同的材料所表现出来的特性也会有所不同。2

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学