鎢-碳二元系能形成兩種晶型的碳化物，即WC和W2C。其中WC是制造硬質(zhì)合金的主要原料，也是熱噴涂領(lǐng)域制備高耐磨涂層的重要原料粉末。WC硬度高，特別是其高溫硬度高。WC能很好地被C0、Ni、Fe等金屬熔體潤(rùn)濕，尤 以鈷溶體對(duì)現(xiàn)的潤(rùn)濕性最好。升高溫度至金屬熔點(diǎn)以上時(shí)，界口能溶解在這些金屬熔體中，而當(dāng)溫度降低時(shí),又能析出WC0這些優(yōu)異的性能,使它能用鉆或鎳等金屬做粘結(jié)相材料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)或包覆處理，形成耐磨性很好的耐磨涂層。
WC的主要缺點(diǎn)是抗高溫氧化能力差，在500℃ ~800℃七空氣中遭受嚴(yán)重氧化，在試化性氣氛中受強(qiáng)熱易分解為W2C和碳，即所謂“失碳”。這可通過(guò)用耐熱抗氧化的金屬做包裹層或粘結(jié)相,對(duì)WC顆粒進(jìn)行預(yù)保護(hù)；也可以與TaC、TiC等固溶形成復(fù)合碳化物，改善WC的耐熱抗氧化性能。WC在Ar氣氛中加熱至2850℃仍然穩(wěn)定，在高溫氮?dú)庵幸嗖皇苡绊憽?br /> W2C的熔點(diǎn)和硬度都比WC高，它能與WC形成W2C十WC共晶混合物， 熔點(diǎn)降低,易于鑄造，就是所謂的“鑄造碳化鎢”或“易熔碳化鎢”，其平均含碳量為3.8% ~20% (質(zhì)量〉，其中含W2C為78% ~ 80%〈質(zhì)量〉，含WC為20% ~ 22% (質(zhì)量)。這種鑄造碳化鎢是成本較低的最硬最耐磨的一種材料。
WC粉末還可與鈷基、鎳基和鐵基自熔性合金粉末、鎳鋁自粘結(jié)復(fù)合粉末進(jìn) 鍵合,廣泛用于制備高耐磨涂層特別是耐磨粒磨損、硬面磨損和泥砂沖蝕磨損等領(lǐng)域。碳化鎢粉末主要用作熱噴涂耐磨涂層的原料粉末。
可采用真空等離子噴涂、保護(hù)氣氛等離子噴涂耐磨涂層，但碳化鎢粉(WC)是生產(chǎn)硬質(zhì)合金的主要原料，化學(xué)式WC。全稱為 Wolfram Carbide, 也譯作tungsten carbide為黑色六方晶體，有金屬光澤，硬度與金剛石相近，為電、熱的良好導(dǎo)體。熔點(diǎn)2870℃, 沸點(diǎn)6000℃，相對(duì)密度 15.63(18℃)。碳化鎢不溶于水、鹽酸和硫酸，易溶于硝酸－氫氟酸的混合酸中。純的碳化鎢易碎，若摻入少量鈦、鈷等金屬，就能減少脆性。用作鋼材切割工具的碳化鎢，常加入碳化鈦、碳化鉭或它們的混合物，以提高抗爆能力。碳化鎢的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。提煉方法: 用金屬鎢粉和炭黑為原料，按一定比例配成混合料，將混合料裝入石墨舟皿中，置于炭管爐內(nèi)或高中頻感電爐中，在一定溫度下進(jìn)行炭化，再經(jīng)球磨、篩分即得碳化鎢粉。粗晶碳化鎢分子式為WC，具有一些中、細(xì)晶WC粉不同的特殊性能和用途，尤其是高溫WC具有結(jié)構(gòu)缺陷少、顯微硬度高、微觀應(yīng)變小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在地礦開(kāi)采、石油鉆探、車床加工等方面。硬度僅次于金剛石，價(jià)值極高。目前粗晶WC的生產(chǎn)方法主要有：1.鎢粉高溫碳化  高溫長(zhǎng)時(shí)碳化，可以使WC的晶格缺陷降至最低、微觀應(yīng)變最小，WC的塑性得到改善。這是目前國(guó)內(nèi)的主要生產(chǎn)方式。碳化的溫度不宜超過(guò)1800-1900℃，在超過(guò)1800℃，WC晶粒間易發(fā)生晶界融合長(zhǎng)大，致使WC粒度分布不均。一些研究表明，降低原料鎢的粒度，提高碳化溫度，降低碳化時(shí)間，可以提高獲得的WC品質(zhì)。2.氧化鎢摻鋰鹽的中溫還原和高溫碳化  該法原理為：通過(guò)加入添加劑，加速WO3還原過(guò)程中的揮發(fā)沉積速率，致使鎢粉粒度在較低的溫度下得以長(zhǎng)大，用于鎢粉長(zhǎng)大的添加劑為鋰鹽，該法主要用于制取礦用合金和冷微模合金。3.添加鈷、鎳高溫碳化  在鎢粉配碳時(shí)加入少量鈷、鎳或它們的氧化物，可以改變碳化機(jī)理，提高碳化的速度，此種方法生產(chǎn)的粗晶WC的晶粒度受配鈷量的影響極大，配鈷量越大所得WC越粗。4.添加鈉鹽法  在APT中添加鈉鹽，然后在較高的溫度下還原，可得粒度大于10μm的粗鎢粉，再經(jīng)高溫碳化可得粗顆粒WC粉。該法還處于研究中，一些技術(shù)還不成熟。5 .APT快速鍛燒快速還原法  此法的實(shí)質(zhì)是將APT在850-1000℃下于氧化氣氛中快速加熱鍛燒，然后在氫氣爐中快速加熱到1100-1300℃的溫度下還原，用此種方法可制備粒度為25-36μm的鎢粉。6. 鹵化物沸騰層氫還原法  將鎢的氯化物或氟化物在沸騰層中用H2還原。首先將H2和原始鎢粉送入反應(yīng)器底部，制成鎢沸騰層，而鹵化物蒸氣由反應(yīng)器上部通入反應(yīng)器內(nèi)，在給定的最佳溫度下被H2還原成鎢粉，并沉積在原始鎢粉上，使原始鎢粉逐漸粗化，定期有反應(yīng)器內(nèi)部卸出鎢粉。用此種方法制備的鎢粉粒度大于40μm。7.粗晶鋁熱工藝  通過(guò)高吸熱反應(yīng)使WC直接從鎢精礦中生產(chǎn)出來(lái)，該法能生產(chǎn)高純度、粗顆粒、大塊、單相WC晶粒。8.鎢精礦熔鹽碳化法（氣體噴射法） 首先在1050-1100℃的高溫下，用Na2SiO3-NaCl熔鹽將鎢精礦分解，將所生成的Na2WO4-NaCl熔鹽相同含有Fe、Mn、Ca的硅酸鹽相分離，然后用甲烷噴入熔鹽相中，生成粗晶WC。該法優(yōu)點(diǎn)成本低，約為通常60%，缺點(diǎn)是雜質(zhì)（Mo、Cr、Fe、Ni、Si）含量偏高，需要長(zhǎng)時(shí)間的化學(xué)處理。