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碳化物 TiC ZrC HfC VC NbC TaC Cr3C2 Mo2C WC
分子量 59.9 103.2 190.6 63 104.9 192.9 180.1 203.9 195.9
結合碳量（％） 20.05 11.64 6.3 19.06 11.45 6.23 13.43 5.89 6.13
晶型 NaC1型 NaC1型 NaC1型 NaC1型 NaC1型 NaC1型 a=0.282 b=0.553 c=1.47 六方型 六方型
格子常數（nm) 0.432 0.4669～0.4689 0.4644 0.416 0.4461～0.4469 0.4455～0.4456 1750~1900*1895 a=0.3002 c=0.4724 a=0.2900 c=0.2831
熔點（度C） 3200～3250﹡3250 3200～3250*3180 3890*3900 2800*2830 3500～3800*3500 3800*3880 1750~1900*1895 2500*2690 2900*2900
比重理論 4.938 6.44～6.51 12.7 5.81 8.2 14.53 ▂ 9.2 15.5~15.7
超硬合金用碳化物各種性質2
碳化物 TiC ZrC HfC VC NbC TaC Cr3C2 Mo2C WC
比重實測 4.90～4.93 6.9 12.6 5.36 7.6 14.94 6.68 8.2~8.9 15.6
電阻率（μΩ.m) 1.8～2.00﹡0.595 0.70～0.75*0.634 1.09*1.09 1.50*1.56 0.74*0.74 0.30*0.30 ▂*5.64 0.975*0.975 0.53*0.53
導熱率（W/m.K) 17﹡24 21*21 ▂6.3 ▂4.2 14*14 ▂22 ▂ *6.7 ▂*29
熱膨脹係數（10﹣６/K） 7.61 6.93 6.73 6.5 6.84 6.61 10.3 7.8 6.2
微小硬度（HV） 3000～3200﹡3200 2600*2830 2900*2830 2100*2100 2400～2470*2050 1800*1550 1300*1300 1800*1500 1780*1780
彈性率（Gpa） 315﹡343 255*348 284 268*270 339*338 284*285 ▂ 221*216 706*708
超硬合金用碳化物各種性質
碳化物 TiC ZrC HfC VC NbC TaC Cr3C2 Mo2C WC
能耐氧化上限溫度（度C） 1100～1200 1100～1200 1100～1200 800～900 1000～1100 1100～1100 100~1200 500~800 500~800

WC-Co系超硬合金製程圖
(WC+Co+TiC,TaC或固溶體)→粉碎、混合→乾噪、造粒→成型(預燒+修型)→燒結(加工)
→超硬合金製品

1.碳化鎢主要配方：W
*W可提高淬火硬度與耐磨耗性。
*W最重要特性為粒度與純度、而粒度又依使之目的、分別於0.1～1.6um粉粒之間選取。
*目前已知促使W粉粒成長的元素為Na及P、而A1則是抑制W粉粒成長的元素。
2.碳化鎢主要配方：WC
*WC係由碳與鎢組成硬質碳化鎢、為超硬合金的主角。
*現在工業製造超硬合金用的WC、係W置於碳粉內直接碳化而成。
*亦即選取適當粉度的W粉、加入6.20～6.30％的碳黑或石墨粉、在經混合後、置於內有非氧化氣芬的碳化爐內碳化、即可獲得6.10～6.30％全碳量與0.20％以下游離碳的WC超硬合金。
3.碳化鎢主要配方：TiC
*TiC因可提高超硬合金的硬度與耐熱性、尤其對於切削時刀具的斜面磨耗具有改善的效果。
*最常用於製造TiC的方法、是採用TiO2與C的還原，碳化法、係還原、碳化TiO2成為TiC粉末、具有全碳量19.5％、游離碳0.3％及氧0.2％的成分。
4.碳化鎢主要配方：TaC
*TaC不但可以提昇超硬合金的耐氧化性、而且還可抑制WC及TiC粉粒地成長、係一不會降低超硬鍍合金耐磨耗性、同時還可改善強度的有用碳化物。
*TaC與TiC皆具同一製法、係以C還原、碳化Ta2O5成為TaC粉粒。其所用之碳化溫度、在惰性氣氛內達1700°C、而在真空中、則為1600°C以上。
5.碳化鎢主要配方：Co
*Co粉在超硬合金中、是作為結合金屬用的、普通係在700°C的氫氣中、還原氧化鈷而得的。
*超硬合金用的Co粉、要求粒度1.0～2.0um以內、不純物（雜質）在Ni0.02％以下、Fe0.01%以下、Mn0.01%以下及O20.5％以下。
*此外、 Co的結晶構造分為γ相（FCC）與ε相（HCP）2種、由ε至γ相的變態溫度為417°C、而由分解草酸鹽所得的Co粉結晶結構、呈γ＋ε相。混合物
WC-Co系超硬合金製程圖 （1.粉碎及混合）
*配好的粉料通常以鎢鋼珠、作濕式球磨。球磨時間依粒度、重量而定;而球磨的目的、不但要求碳化物達到所需粒度之外、而且各成分充分均勻混合。
*濕式粉碎、混合所用溶媒、是使用酒精、丙酮、笨、四氯化碳、正已烷之類的有機溶劑、具有提高原料粉末的混合性與防止氧化的雙重效果。
WC-Co系超硬合金製程圖 （1.粉碎及混合）

WC-Co系超硬合金製程圖 （2.乾燥及造粒）
*國內的乾燥機是可前後左右翻轉的乾燥機、左右兩端支點呈15°C傾角、滾筒前後迴轉地同時、也可以左右翻轉、如此可使粉末不致局部翻轉。該筒100kgf裝的設定乾燥條件為100°C×3hr左右。
*有時視用途需要、可在乾燥的同時、亦可作造粒處理。
*造粒的目的、是為了增加粉末的流動性、通常在需造粒的原料粉末中、添加0.5～2.0wt%石蠟、硬脂酸、樟腦之類的潤滑劑。
*添加潤滑劑部但可使造粒順利、而且有利於後續的成形、減少粒間摩擦與模壁摩擦、使其脫模容易。
WC-Co系超硬合金製程圖 （3.成形分為3種）
*模具成形法：使用最多。
*冷均壓成形法：為彌補模壓所導致密度不一的缺點。
*擠壓法：用在量產規格品居多。
*冷均壓成形法：捨棄單軸向加壓方式、而藉如液體媒介傳達四面八方的靜鴨、施加密封於容器內的壓胚、使之密度均一的一種常溫等壓成形方式、簡稱冷均壓（CIP）。
冷均壓成形法：分為溼式法與乾式法、兩者均可使壓胚密度均一、但成形後的壓胚外表常呈凹凸狀、不夠平整、所以常需後續的修形處理。
*冷均壓成形法優點：可得高密度的壓胚、可獲均質壓胚、亦可少用成形劑、壓胚大小的尺寸比較不受限制、模具費用便宜、複雜形狀亦可成形、成形複合製品也無問題。

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