硬质合金中常见的粘结剂

硬质合金（tungsten carbide/cemented carbide）是一种粉末冶金产品，主要由硬质相碳化钨（WC）粉末和粘结相组成，其中WC粉末主要为合金提供硬度和耐磨性，而粘结相主要为合金提供延展性、韧性和强度。当粘结相成分及其含量不同时，硬质合金的物理化学性能指标也不一样。

中钨在线硬质合金

常见的金属粘结剂有钴（Co），铁（Fe），锰（Mn），铜（Cu）和镍（Ni）等。

钴（Cobalt）是一种银白色铁磁性金属，为密排六方晶体，位于周期表中的第4周期第Ⅷ族，原子序数27，原子半径125pm，熔点约1493℃，比重约8.9g/cm3，在硬度、抗拉强度、机械加工性能、热力学性质和电化学行为等方面与铁和镍的相类似。钴对WC粉末具有优良的润湿性和随温度变化的溶解度，有助于烧结；随着钴含量的增加，硬质合金的硬度、耐腐蚀性、抗氧化性和耐高温性越差。

钴元素

铁（Ferrum）是一种金属元素，位于周期表中的第4周期第Ⅷ族，原子序数26，原子质量为55.845，熔点约1538℃，比重约7.86g/cm3，能溶于强酸和中强酸，不溶于水，在生活中分布较广，占地壳含量的4.75%，仅次于氧、硅、铝，位居地壳含量第四。铁会抑制碳化钨晶粒的生长，对WC粉末的润湿性差，易生成脆性相W3FesC。

锰（Manganese）是一种灰白色、硬脆、有光泽的过渡金属，位于周期表中的第4周期第VIIB族，原子序数25，原子量54.94，熔点约1244℃，密度约7.3g/cm3，化学性质较活泼（易与氧气发生反应），环保无毒，价格低廉，在自然界中广泛存在。锰能提高WC粉末的润湿性，是一种强的奥氏体稳定剂。

铜元素

铜（Copper）是一种过渡元素，外观为（紫）红色固体，位于周期表中的第4周期第IB族，原子序数29，原子量63.55，原子半径128pm，熔点约1083.4℃，密度约8.96g/cm3，具有良好的延展性、导热性和导电性等特点，广泛应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。铜与钴、锰金属元素一样，都能提高硬质合金中碳化钨（WC）粉末的润湿性；另外，铜还可以提高WC-Fe合金的致密度和断裂韧性，以及降低WC-Fe合金的熔点。

镍元素

镍（Nickel）是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属，结构为面心立方晶格结构，位于周期表中的第四周期第Ⅷ族，原子序数28，原子量58.69，熔点约1453℃，密度约8.90g/cm3，具有磁性，良好的可塑性和耐腐蚀性等特点，主要用于合金和催化领域中。镍对硬质合金中的WC粉末具有良好的润湿性，能防止碳化物颗粒团聚而形成具有细颗粒的均匀结构，因而能提高合金的耐腐蚀性和抗氧化性

铝（Aluminium）是一种银白色轻金属，位于周期表中的第3周期第IIIA族，原子序数为13，原子量26.98，原子半径143pm，熔点约660 ℃，密度约2.7g/cm3，具有优异的延展性和导电导热性等优点，在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位。当金属铝作为 硬质合金的粘结剂时，能促进烧结过程，极大抑制碳化钨晶粒的生长。