碳化钨基堆焊金属：性能分析与应用展望

碳化钨堆焊层是由胎体材料和嵌在其中的碳化钨颗粒组成的。胎体材料可以由铁基、镍基、钴基和铜基合金构成。

堆焊用的碳化钨有两类，一类是铸造碳化钨，另一类是以钴为粘结金属的烧结碳化钨。铸造碳化钨中w（C）=4%，粉碎成8～100目的WC-W₂C混合颗粒，装在钢管中供堆焊用。烧结碳化钨是碳化钨和钴粉混合后烧结而成的，w（Co）=3%～5%，粉碎成粉状后供等离子弧堆焊或氧乙炔焰喷涂用。铸造碳化钨比烧结的脆，耐磨性较高，但只能耐受轻度冲击。碳化钨的颗粒易氧化，所以工作温度不能超过650℃。主要用于油井钻头、钻杆接头、挖掘机零件的堆焊。

管装粒状铸造碳化钨焊条，是把不同粒度（8～100目）的WC-W₂C颗粒装在钢管中，碳化钨与钢管的质量比为60∶40。多用氧乙炔焰堆焊。由于氧乙炔焰堆焊时，碳化钨熔化少，而且碳化焰有渗碳作用，碳化钨分布易控制，因而耐磨性好。也可采用电弧堆焊，电弧堆焊后胎体变成含有含碳和钨的工具钢，最高硬度可达65HRC。碳化钨焊条电弧堆焊时，大多数碳化钨熔化，只有少量沉淀在熔池底部，加上母材的熔合稀释作用，堆焊层成为被钨合金化了的铸铁，因而硬度很高，但抗磨料磨损的性能比氧乙炔焰堆焊的碳化钨堆焊层有所下降。由于电弧堆焊的方法生产率高，在挖掘、运土设备的堆焊中经常采用。

烧结型碳化钨复合材料堆焊焊条，以铜基合金作胎体材料，宜采用氧乙炔焰堆焊。

不论采取哪种方法，堆焊的碳化钨堆焊层都不能机加工，磨削也很困难。管装粒状铸造碳化钨焊条的构成和用途见表1-18。

表1-18 管装粒状铸造碳化钨焊条的构成和用途

（续）

①g表示颗粒状。

②-20～+30表示颗粒能通过20目筛孔，不能通过30目筛孔。(www.xing528.com)

如何正确地选择堆焊填充材料是一项很复杂的工作。一般应根据堆焊件的工作条件，工件的材质、批量，以及拟采用的堆焊方法和经济性等综合考虑。堆焊填充材料的选择在很大程度上要靠经验来决定。表1-19为根据工作条件选择堆焊合金。

表1-19 根据工作条件选择堆焊合金

在选择堆焊合金时，一般按下列几个步骤进行：

1）分析工作条件，确定对堆焊合金的要求。

2）按表1-19列出几种可供选择的堆焊合金。

3）分析待选堆焊合金与基体材料的相容性（包括热应力和裂纹倾向），初步选定堆焊焊条或焊丝，并初步制定堆焊工艺。

4）进行样品堆焊。堆焊后的工件要在模拟工作条件下经受运行试验。

5）综合考虑使用寿命和成本，最后选定堆焊合金。

6）选择堆焊方法、制定堆焊工艺。