硬质合金中炭黑的添加量不是一个固定值,它受到多种因素的影响。
硬质合金的成分影响
以常见的碳化钨 - 钴(WC - Co)硬质合金为例,碳含量一般在 5 - 6%(质量分数)左右较为合适。如果 WC 原料中的碳含量较低,就需要添加炭黑来补充碳。在计算炭黑添加量时,要考虑原料粉末中的初始碳含量、粘结金属(如钴)的含量以及烧结过程中的碳损失情况。
对于含有其他碳化物(如碳化钛 TiC、碳化钽 TaC 等)的多元硬质合金,炭黑添加量的确定更加复杂。因为这些碳化物的形成和稳定也会消耗碳,需要根据具体的化学计量比和合金设计要求来综合考虑炭黑的添加量。例如,在 WC - TiC - TaC - Co 硬质合金中,TiC 和 TaC 的存在会改变碳的平衡,炭黑添加量可能会比单纯的 WC - Co 合金有所不同。
烧结工艺的影响
不同的烧结工艺会导致不同程度的碳损失。在真空烧结过程中,碳的损失相对较小,但如果是在氢气等还原性气氛中烧结,碳可能会与氢气发生反应而损失。因此,根据烧结工艺的特点,需要适当调整炭黑的添加量。例如,在氢气烧结的情况下,可能需要稍微增加炭黑的添加量来补偿碳的损失,以确保最终合金中的碳含量符合要求。
产品性能要求的影响
如果对硬质合金的硬度和耐磨性要求较高,需要精确控制炭黑添加量以避免出现游离碳。因为游离碳会降低合金的硬度和耐磨性。相反,如果对韧性要求较高,也需要在合适的碳含量范围内进行调整,因为碳含量不合适可能会导致合金组织结构异常,影响韧性。
一般而言,炭黑添加量的范围可能在百分之零点几到百分之几之间,具体的数值需要通过精确的成分设计、工艺试验以及对产品性能的检测来确定。