综述:硬质合金
硬质合金的分类及大致用途归纳
硬质合金的分类及大致用途归纳第一篇:硬质合金的分类及大致用途归纳YG(又称钨钴类)、YT(又称钨钴钛类)、YW(又称万能刀片)。
P、钢件S、耐热合金、钛合金M、不锈钢H、淬硬材料K、铸铁N、铝1。
YG是钨钴合金类,YG6、铸铁,有色金属及其合金与非金属材料连续切削时的粗车,间断切削时的半精车和精车等。
2。
YT是钨钛钴合金类,YT5、碳素钢及合金钢不平整断面于间断切削时的粗车,粗刨,半精刨,非连续面的粗铣及钻孔!3。
YW是钨钛钽钴合金类,以YW1来说一般适合加工耐热钢,高锰钢,不锈钢等难加工的钢材,普通钢,和铸铁。
YW2比YW1强度更强能承受较大的载荷!4。
还有一种能加工淬火钢(高速钢)的材质是726,727。
5。
还有其他的刀具材料:陶瓷,金刚石,立方氮化硼。
a.陶瓷,一般可以干式切削,抗弯强度低些,但红硬性很高,当温度达到1200摄氏度时,硬度仍高达80HRA,主要适合加工钢,铸铁,不锈钢,淬硬合金零件以及精铣大平面等!b.金刚石,一般的都是人造聚晶金刚石,一般都加工些活塞,汽缸,轴承的车,镗等。
c.立方氮化硼的硬度略低于人造金刚石,但它的热稳定性和对铁的化学稳定性均高于人造金刚石,因此可用来加工各黑色的金属,如淬硬的工具钢,模具钢,冷硬铸铁以及硬度在35HRC以上的钴基和镍基高温合金!切削不同材料工件,需要选择好不同材料刀具,这对切削效率提高,保证加工工件质量具有重要意义。
使用较多的刀具材料可分:硬质合金刀具与高速钢刀具二大类。
而硬质合金刀具根据其切削不同材料又分三种牌号YT(又称钨钴钛类)、YG(又称钨钴类)、YW(又称万能刀片)。
YT牌号合金刀片适宜切削各种刚件、铜。
但不能切削不锈钢、铝、铝合金,也不宜切削铸铁。
YT牌号合金刀片常用型号有YT5、YT10、YT15、YT30。
YT30刀片在这四种型号刀片中硬度最高适宜切削硬度较高工件,以保证刀具耐磨性和工件尺寸精度,但只能适合半精加工和精加工。
硬质合金是钨钢吗?两者之间有什么区别?
硬质合金是钨钢吗?两者之间有什么区别?长期以来,有很多行业人士都认为硬质合金就是钨钢,今天我们就来说一说硬质合金和钨钢到底有什么区别。
01 硬质合金硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成,是一种硬度极高的合金材料。
碳化钨(WC)是硬质合金的主要成份,占总成份70%-97%;粘结金属用来在合金中起粘结作用,含量通常为3%-30%,在烧结的过程中,它能把碳化钨粉末包围并紧紧地粘结在一起,冷却后就成了硬质合金。
因此,常用硬质合金按成分和性能特点分为三类:钨钴类、钨钛钴类、钨钛钽(铌)类。
生产中应用最广泛的是钨钴类和钨钛钴类硬质合金。
1)钨钴类硬质合金主要成分是碳化钨(WC)和钴,牌号用代号YG(“硬”、“钴”两字汉语拼音字首),后加钴含量的百分数值表示。
如YG6表示钴含量为6%的钨钴类硬质合金,碳化钨含量为94%。
2)钨钛钴类硬质合金主要成分是碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)及钴,牌号用代号YT (“硬”、“钛”两字汉语拼音字首),后加碳化钛含量的百分数值表示。
如YT15表示碳化钛含量15%的钨钛钴类硬质合金。
3)钨钛钽(铌)类硬质合金这类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合金,主要成分是碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)或碳化铌(NbC)和钴组成。
牌号用代号YW(“硬”、“万”两字汉语拼音字首)后加序数表示。
常用硬质合金的牌号及化学成分:注:牌号后“X”表示细颗粒合金,“C”表示粗颗粒合金,无字为一般颗粒合金。
02 钨钢与硬质合金的区别一般来说,钨钢是用炼钢工艺在钢水中加入钨原料熔炼而成的,又叫高速钢或工具钢,其钨含量一般在15-25%。
除用熔炼方法生产高速钢外,也有粉末冶金高速钢,避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。
而硬质合金是用粉末冶金工艺以碳化钨为主体与钴或其它粘结金属一起烧结而成的,其钨含量一般在80%以上。
简单来说,所有硬度超过HRC65的合金都可以叫硬质合金,因此钨钢属于硬质合金;但严格地来说,硬质合金不一定是钨钢。
试述硬质合金的种类、特点和用途。
试述硬质合金的种类、特点和用途。
嘿,你知道吗?硬质合金那可真是个厉害的玩意儿!它的种类可不少呢。
比如说钨钴类硬质合金,就好像是一个坚强的战士,特别能抗耐磨!举个例子,在那些需要长时间切削金属的场合,它就像个不知疲倦的勇士,冲锋在前,发挥着巨大的作用。
还有钨钛钴类硬质合金呀,那简直就是个多面手!它既有硬度又有韧性,就像一个全能运动员,啥项目都能行。
比如在加工一些硬度较高的材料时,它能轻松应对,展现出强大的实力。
钨钛钽(铌)类硬质合金呢,更是厉害得不得了!它就像是一个精密的仪器,精准又可靠。
在一些对精度要求极高的加工中,它可是大显身手,绝对不会让人失望。
这些硬质合金都有着各自独特的特点呢!有的硬度超高,就像钢铁侠的盔甲,坚不可摧;有的韧性很好,像个灵活的舞者,能适应各种复杂的情况。
它们的用途那可真是广泛得让人惊叹!在机械加工领域,那是绝对的主角,没有它们可不行。
好比汽车制造,要是没有硬质合金,那些零部件怎么能加工得那么精细呢?在矿山开采中,它也是一把好手,能轻松破开坚硬的矿石。
你想想看,要是没有硬质合金,我们的生活得失去多少便利呀!它
就像是我们生活中的隐形英雄,默默地发挥着重要的作用。
所以说呀,硬质合金真的是太重要啦!太不可或缺啦!。
硬质合金性能特点
本文摘自再生资源回收-变宝网()
硬质合金性能特点
硬质合金是由难熔金属硬质化合物(WC、TiC、TaC、NbC)为硬质相和金属钻为粘结相,经过粉末冶金制成的一大类刀具材料。
由于硬质合金中的碳化物熔点高(2400~31400C)、硬度高(1800—3200HV)、弹性模量高(291~710GPa)、化学稳定性好和热稳定性好,其硬度、耐磨性和耐热性,都远高于高速钢。
硬质合金的硬度为89~94HRA(74~83HRC),大大高于高速钢的硬度83~86、5HRA(62~70HRC)。
硬质合金的耐热性为800~1000℃,远远高于高速钢的耐热性600~650℃。
硬质合金在1000~1100℃时还能保持73~76HRA的硬度。
由于硬质合金的常温硬度和高温硬度高,它的耐磨性和切削速度分别比高速钢高15~20倍和4一10倍。
它的抗弯强度一般为900~2200MPa。
由
于科技的进步,有的硬质合金的抗弯强度可达3500~4000MPa,达到或高于高速钢的抗弯强度,可以制造小直径钻头、立铣刀和薄的大直径锯片铣刀及各种丝锥。
用硬质合金刀具取代高速钢刀具,是切削刀具发展的趋势,这也是数控机床广泛应用的结果。
据有关资料介绍,硬质合金刀具占整个切削刀具的80%以上,可见它的性能优良。
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硬质合金基本知识简介
硬质合金基本知识简介硬质合金基本知识简介一、硬质合金的基本知识1、硬质合金的定义:由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。
2、硬质合金的特点:具有高硬度、耐磨、强度和韧度性较好、耐热、耐腐等系列优良性能。
3、硬质合金的用途:广泛应用于金属切削、拉伸、耐磨零件、冲压模具、地质矿山、量具、刃具、圆珠笔尖、军事上穿甲弹头。
4、硬质合金的分类:1)、WC-CO 2)、WC-CO-添加剂3)、WC-CO-TiC 4)、WC-Ni (无磁合金)5、硬质合金的组成元素:W 、WC、Co 、Ni6、硬质合金介于钢、陶瓷之间,与钢相比有以下特点:1)高的硬度、高的耐磨性,低的抗冲击性(决定了硬质合金的使用范围)2)高的抗压性、低的抗弯强度,易断裂3)热膨胀系数低只有钢的三分之一4)耐腐蚀、耐磨性5)高温稳定性二、硬质合金的几个重要指标(物理性能、化学性能、机械性能)1)、比重:Co上升,D下降 D ( density )2)、硬度:Co上升,HRA下降、粒径上升3)、抗弯强度:Co上升,抗弯强度上升4)、抗压强度:Co上升,抗压强度下降5)、冲击韧性:Co上升,冲击韧性上升;粒径大、韧性上升6)、娇顽磁力:与Co含量,晶粒度有关,娇顽磁力可以用来控制合金组织,是生产厂的一项内控指标7)、磁饱和:与Co含量有关,检测Co 含量或已知成分Co量是否存在非磁性8)、弹性模量:硬质合金的弹性模量大。
Co上升,弹性模量下降;晶粒度对弹性模量影响大9)、导热性:WC-Co有较高的导热性。
Co上升,导热率下降10)、热膨胀系数:Co含量的增大而增大,合金热膨胀系数比钢材低很多三判断硬质合金的缺陷1、制粉:1)混料:a、成分b、粒径;2)孔洞:大于40um孔洞为脏划孔(不合格产品)、小于40um孔洞为孔隙(合格产品);3)脱碳:表现为银白色亮点;4)渗碳:石墨夹杂,表现为端口发暗,表面发黑2、成型:1)分层2)裂纹3)未压好:棱角尖锐的三角形、四角形孔洞3、烧结:1)起皮2)鼓泡3)孔洞4)组织不均匀5)变形6)裂纹7)黑心8)过烧9)欠烧Roblloy几种原材料的主要用途锻造模具用原材料:制造汽车产业和机械产业等主要产业所需要各种部材的模锻。
钛基硬质合金综述
钛基硬质合金综述一、钛基硬质合金的性能钛基硬质合金是以TiC或Ti(C,N)为主要成份(占60%~80%以上),Ni-Mo或Ni-Co-Mo作粘结相的硬质合金。
钛基硬质合金的英文名为“Cermet”。
它是由陶瓷(ceramics)的词头cer与金属(metal)的词头met结合起来构成的。
这类合金过去有人称之为“金属陶瓷”。
但国际标准化组织ISO153-1991将其划归在硬质合金大类内(材料代号HT),而不是陶瓷材料大类内。
为了区别于国内习称的“金属陶瓷”——在Al2O3-TiC中加入少量粘结金属(Ni和Mo等)的陶瓷,所以本文使用国际标准化组织用语“钛基硬质合金”。
传统的K(YG)类、P(YT)类、M(YW)类硬质合金,都属于WC基合金。
因为在它们当中,硬质相主要是WC,其含量达65%~97%。
而钛基硬质合金不含或少含WC,与WC 基合金相比,它的密度小,硬度较高,对钢的摩擦因数较小,切削时抗粘结、抗扩散磨损的能力较强,具有极好的耐磨性,但抗崩刃性稍差。
近几年来,由于控制了烧结温度与烧结气氛,以及晶粒细化等措施,性能大大提高。
多种商业牌号的Cermet材料大量涌现,应用范围不断扩大。
它除可制造车、铣刀具外,还可制造钻头、铰刀以及齿轮滚刀等复杂刀具,用其制造的齿轮滚刀的切削速度高达560m/min(齿轮模数1.5),工效比粉末冶金高速钢(PM HSS)高2倍,用Cermet制造的铰刀能进行高速铰孔,切削速度可达150m/min。
钛基硬质合金的性能介于陶瓷和WC基硬质合金之间,其切削速度可填补WC基硬质合金和陶瓷材料之间的一段空白,可用于高速切削各类钢材,尤其适于钢材的精加工和半精加工。
据国外切削专家预测,今后在钢的切削方面,TiC基和Ti(C,N)基硬质合金所占比重将达到可转位刀片总需求量50%,并将成为铣削钢材的最佳刀具材料。
二、钛基硬质合金的类型及应用钛基硬质合金按其组成和性能不同,常用的有以下三种类型:1) TiC基合金;2) 添加其它碳化物(如WC、TaC等)和金属(如Co)的强韧TiC基合金;3) Ti(C,N)基合金。
硬质合金与超硬工具材料
➢ Chengchang Jia, Lan Sun, Hua Tang, Xuanhui Qu,Hot Pressing of Nanometer WCCo Powder,International Journal of Refractory Metals and Hard Materials,accepted and to be published in 2006
制备TiC-WC复式碳化物的方法
用三氧化钨、二氧化钛、炭黑的混合料在1700~2000℃温度下于氢气 中进行碳化,直接得到TiC-WC固溶体。由于三氧化钨、二氧化钛、 炭黑的体积较大,所以采用该方法难以有效地利用炉子的工作空间。 所得复式碳化物的游离碳较高。
分别制备出WC 和TiC,然后在1600~1800℃温度下于氢气中制取复 式碳化物。该方法工序较多,而且一般又不容易制得纯度较高的碳化 钛。
压制与成形
普通模压成形由于操作简单、适用范围广、适用于大批量生产,所以仍 然是目前硬质合金生产中所采用的主要成形方法。现代先进的压机实现 了高精度、高速度和自动化,装备有自动拣制品的机械手和自动监控装 置。而且,所使用的模具也在不断改进。
振动压制成形的主要特点是可大幅度地降低压制压力,获得比普通模压 更加均匀的压坯密度分布,制造形状复杂的制品等。
→ 干燥 → 制粒 → 成型 → 脱脂预烧 → 烧脂 → 成品
加工
气氛: H2、H2+N2、真空 真空特点:密度、硬度、显微结构、切削
硬质合金的应用
硬质合金的应用
硬质合金,也被称为硬质合金钎料或硬质合金刀具,是一种由钨(W)、钴(Co)、碳(C)等金属粉末通过高温烧结制成的合金材料。
其硬度高、耐磨性好,因此在各种工业领域中都有广泛的应用。
以下是硬质合金的一些主要应用:
●切削工具:
1.刀具:用于加工金属、木材、塑料等材料的刀片,如铣刀、车刀、钻头等。
2.锯片:用于切割各种材料,如金属、木材、复合材料等。
●矿山工具:
1.岩钻头:用于岩石和土壤的钻孔,例如煤矿、隧道建设中使用的岩钻。
2.切岩刀具:用于采石、矿山工作中的切割和分离。
●金属加工工具:
1.车床刀具:用于金属加工中的车床切削。
2.铣刀:用于铣削金属表面的刀具。
●钻探工具:
1.石油钻头:用于石油勘探和钻井。
2.地质勘探钻头:用于地下勘探和矿产勘探。
●模具和模具零件:
1.冲压模:用于冲压、注塑等模具制造。
2.成型模具:用于压铸、注塑等成型工艺。
●切割工具:
1.切片刀:用于切割硬质材料,如玻璃、陶瓷等。
2.电线切割刀:用于电缆和导线的切割。
●军工和航空航天:
1.硬质合金刀片:用于制造飞机零件、导弹部件等。
●医疗器械:
1.手术刀片:在医疗手术中使用,具有高硬度和锋利度。
硬质合金因其硬度高、抗磨性强的特性,在上述应用领域中发挥着重要作用,提高了材料加工和工具的耐用性和效率。
硬质合金材料
硬质合金材料
硬质合金材料,又称硬质合金,是一种由钨、钴、钛、钼等金属粉末以及少量
粘结剂混合压制而成的坚硬材料。
它具有高硬度、耐磨、耐腐蚀、高强度和高熔点等特点,因此在机械加工、矿山工具、石油钻采、军工等领域有着广泛的应用。
首先,硬质合金材料的硬度非常高,通常在HRA80以上,有的甚至可以达到HRA90以上。
这种超高硬度使得硬质合金材料成为了加工硬质材料的理想选择,
比如加工钢铁、合金钢、铸铁、不锈钢等材料时,硬质合金刀具能够保持锋利,不易磨损,从而提高了加工效率和加工质量。
其次,硬质合金材料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
在高速切削、重载切削等
恶劣工况下,硬质合金刀具能够保持较长时间的使用寿命,不易出现断裂、磨损等现象。
同时,硬质合金材料也具有良好的耐腐蚀性,能够在恶劣的工作环境下保持稳定的性能,延长使用寿命。
另外,硬质合金材料还具有高强度和高熔点的特点。
这使得硬质合金材料在高
温高压的环境下仍能保持稳定的性能,不易发生变形、断裂等现象。
因此,在矿山工具、石油钻采、军工等领域有着广泛的应用。
总的来说,硬质合金材料以其高硬度、耐磨、耐腐蚀、高强度和高熔点的特点,在机械加工、矿山工具、石油钻采、军工等领域有着广泛的应用前景。
未来,随着科学技术的不断进步,硬质合金材料的性能将得到进一步提升,应用领域也将不断扩大,为人类的生产生活带来更多的便利和效益。
硬质合金材料
硬质合金材料
硬质合金材料,是一种由金属和非金属元素组成的材料,具有硬度高、抗磨损、抗腐蚀等优点,广泛应用于机械制造、石油化工、地质勘探等领域。
硬质合金材料的主要成分是金属钨和钴。
钨是一种具有高熔点和高硬度的金属,常用于制作钨钢、电极等。
而钴是一种韧性良好的金属,具有良好的耐腐蚀性和高温性能。
将钨和钴按一定比例混合后,经过高温烧结、冷却等工艺,形成具有均匀组织和高硬度的硬质合金。
硬质合金材料具有以下优点:
首先,硬度高。
硬质合金的硬度比大多数金属和合金都高,能够达到HRA90以上,甚至高达HRA95以上。
因此,硬质合金制成的工具和刀具具有很强的抗磨损性能,能够在恶劣环境下长时间使用,延长使用寿命。
其次,抗腐蚀性能好。
硬质合金具有良好的耐腐蚀性能,能够抵抗酸、碱等化学物质的腐蚀,不易生锈。
因此,硬质合金制成的零件和工具可以在腐蚀环境下使用,提高了使用寿命。
再次,热稳定性好。
硬质合金具有良好的高温稳定性,能够在高温下保持硬度和强度。
这使得硬质合金在高温工艺中得到广泛应用,如金属切削、热喷涂等领域。
此外,硬质合金还具有良好的导热性和导电性能,能够高效吸
收和释放热量,提高工具和刀具的散热性能,避免因高温而导致的变形和损坏。
总之,硬质合金材料具有硬度高、抗磨损、抗腐蚀等优点,是一种性能优良的材料。
在机械制造、石油化工、地质勘探等领域得到广泛应用,不仅改进了工具和设备的性能,提高了生产效益,而且减少了资源的消耗和环境的污染,具有重要的经济和社会意义。
硬质合金标准
硬质合金标准摘要:一、硬质合金概述二、硬质合金标准的重要性三、硬质合金标准的分类与内容四、我国硬质合金标准的发展五、硬质合金标准的应用与实践六、展望硬质合金标准的发展趋势正文:硬质合金是一种由钨、钴、碳等元素组成的粉末冶金材料,以其高硬度、高韧性、高熔点等优异性能在工业领域得到广泛应用。
硬质合金标准对于规范硬质合金的生产、研发、检测和应用具有重要意义。
一、硬质合金概述硬质合金是一种重要的金属材料,其主要成分是钨、钴、碳等元素。
通过粉末冶金技术,将这些元素混合、压制、烧结而成。
硬质合金具有高硬度、高韧性、高熔点、高热稳定性等优异性能,因此在工业领域具有广泛的应用,如切削工具、矿山工具、耐磨零件等。
二、硬质合金标准的重要性硬质合金标准是对硬质合金产品质量、性能、检测等方面的规范。
它对于保证硬质合金产品的可靠性和稳定性,提高我国硬质合金产业的国际竞争力具有重要意义。
三、硬质合金标准的分类与内容硬质合金标准主要包括以下几类:1.产品标准:规定硬质合金产品的分类、命名、性能、尺寸、形状、允许偏差等。
2.试验方法标准:规定硬质合金的试验方法,包括化学分析、物理性能、力学性能、金相检验等。
3.检验规则标准:规定硬质合金产品的检验程序、检验方法、判定规则等。
4.安全、卫生、环保标准:规定硬质合金生产过程中的安全、卫生、环保要求。
四、我国硬质合金标准的发展近年来,我国硬质合金标准不断完善,逐步形成了具有中国特色的硬质合金标准体系。
在与国际先进标准的对比中,我国硬质合金标准在技术要求、试验方法等方面与国际先进水平相当。
五、硬质合金标准的应用与实践硬质合金标准在硬质合金生产、研发、检测、应用等环节具有重要作用。
通过贯彻实施硬质合金标准,可以提高产品质量,降低生产成本,促进产业升级,满足市场需求。
六、展望硬质合金标准的发展趋势随着硬质合金产业的不断发展,硬质合金标准也将不断更新、完善。
未来的发展趋势主要包括:1.加强硬质合金标准的制定和修订,提高标准的科学性、实用性和前瞻性。
硬质合金基础知识ppt
随着科技的进步,各行业对高性能硬质合金产品的需求不断增加。例如,用于航空航天、 汽车、电子等领域的硬质合金产品需要具备更高的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
技术挑战
01
新材料的研发
为了满足各行业对高性能硬质合金的需求,需要不断研发新的硬质合
金材料。这需要对合金成分、制备工艺和热处理制度等进行深入研究
钴粉
粘结剂,提高合金的韧性 。
其他添加剂
如碳化钛、碳化钽等,改 善合金的硬度和耐磨性。
混合制粒
将原料粉末按一定比例混合,使用球磨或搅拌等方法制备均 匀的混合料。
加入适量的润滑剂,如石墨或硬脂酸,提高压制成型时的流 动性。
压制成型
将混合料放入模具中,施加高压,使其成为具有一定形状和尺寸的生坯。 根据产品形状和尺寸选择合适的压制工艺和模具。
它具有高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性,广泛用于制造切削工 具、耐磨零件和高温合金等。
硬质合金的组成
硬质合金主要由硬质金属(如钨、钛、钽等)和金属碳化 物(如碳化钨、碳化钛等)组成。
此外,还含有少量其他元素,如钴、铬等,用于改善硬质 合金的性能。
硬质合金的性能特点
高硬度
硬质合金的硬度可达到HRA85~93,仅次 于金刚石。
客户需求变化
随着市场的变化,客户对硬质合金产品的需求也在不断变化。为了满足客户的需求,需要 加强市场调研、了解客户需求变化、及时调整产品策略和服务模式。
05
硬质合金的未来展望
技术创新方向
研发高强度、高韧性硬质合金材料
01
通过优化合金成分、改进生产工艺,提高硬质合金的综合性能
,满足更加严苛的工程应用需求。
低导电性
与金属相比,硬质合金的导电性较低。
常见硬质合金材料特点
常见硬质合金材料特点硬质合金,也称为硬质质合金或硬质合金材料,是由坚硬的金属碳化物粒子(通常是钨碳化物WC)嵌入到柔软的金属基体中形成的一种复合材料。
在工业应用中,硬质合金被广泛应用于切削工具、矿山工具、钻头、机械零件等领域。
下面是硬质合金材料的常见特点:1.高硬度:硬质合金具有非常高的硬度,通常在HRA90以上。
这使得硬质合金材料在切削、磨削和磨料加工等方面表现出色。
2.高耐磨性:由于硬质合金的高硬度,它具有良好的耐磨性能。
硬质合金材料可用于制造切削刀具、刨刀、钻头等,能够长时间保持工作表面的锐利度。
3.高强度:硬质合金材料通常具有很高的抗拉强度和抗压强度。
这使得它们在应对高负荷和高压条件下表现出色,在机械零件和重要结构中得到广泛应用。
4.耐腐蚀性:硬质合金材料通常具有较好的耐腐蚀性。
对于一些酸、碱、盐等化学物质的腐蚀,硬质合金材料可以表现出良好的抗蚀性。
5.高温稳定性:硬质合金材料具有很好的高温稳定性,能够在高温环境下长时间使用而不发生软化、熔化等变形。
因此,在高速切削等需要耐高温性能的领域中,硬质合金得到广泛应用。
6.耐冲击性:虽然硬质合金材料非常硬,但其韧性也很好,对于冲击性能良好。
这使得硬质合金材料能够承受一定的冲击负荷,不易断裂。
总体而言,硬质合金材料以其高硬度、高强度、高耐磨性以及耐高温稳定性等特点而受到广泛应用。
在工业生产中,硬质合金材料已经取代了传统的工具钢,成为切削工具、矿山工具、机械零件等领域中的主要材料之一、然而,由于硬质合金材料具有较高的脆性,因此在一些对韧性和抗冲击性要求较高的领域中,仍然需要有其他材料进行替代。
硬质合金的原理及其应用
硬质合金的原理及其应用1. 硬质合金的定义硬质合金是一种由金属碳化物粒子(通常是钨碳化物或钛碳化物)均匀分布在金属基体中组成的复合材料。
硬质合金具有高硬度、高强度、良好的耐磨性和耐蚀性等特性,被广泛应用于工业领域。
2. 硬质合金的原理硬质合金的高硬度主要是由于钨碳化物和钛碳化物等金属碳化物的存在。
这些金属碳化物具有非常高的硬度,并且均匀分布在金属基体中,从而提高了整个材料的硬度。
硬质合金的制备一般是通过粉末冶金工艺进行的。
首先,将金属粉末和碳化物粉末按一定的比例混合均匀。
然后,将混合粉末放入高温炉中进行烧结,使金属粉末和碳化物粉末结合成硬质合金的形态。
3. 硬质合金的应用硬质合金由于其独特的性能,在工业领域有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:3.1 切割工具硬质合金的高硬度和耐磨性使其成为理想的切割工具材料。
例如,硬质合金刀片被广泛应用于金属加工中的铣削、车削等工艺中。
由于硬质合金切削工具能够保持较长时间的锋利度,因此大大提高了加工效率和加工质量。
3.2 钻头和锯片硬质合金的硬度和耐磨性使其成为理想的钻头和锯片材料。
它们能够在处理硬质材料(如钢、混凝土等)时更好地保持锋利,并且具有较长的使用寿命。
因此,在建筑、制造和维修等行业中广泛使用。
3.3 磨料材料硬质合金中的金属碳化物具有高硬度和耐磨性,因此也常被用作磨料材料。
硬质合金颗粒可用于制造磨料砂轮、砂纸等磨料工具,用于金属和非金属材料的研磨和抛光。
3.4 刀具刀片硬质合金的高硬度和耐磨性使其成为制造各种类型刀具刀片的理想材料。
硬质合金刀具刀片被广泛应用于切削和加工不锈钢、合金钢、铸铁等材料的切削与抛光过程中。
由于硬质合金的耐磨性,刀具刀片能够保持较长时间的锋利度,减少更换刀片的频率,提高工作效率。
3.5 石油和天然气行业硬质合金广泛应用于石油和天然气行业,用于制造石油钻头和其他钻具。
由于硬质合金在高温和高压环境下具有出色的性能,因此它们能够承受严酷的钻探条件,并提高钻探效率。
硬质合金简介
硬质合金通常所称的硬质合金,是指由难熔金属硬质化合物和粘结金属所组成的,通过制粉、成型、烧结工艺生产的一类合金。
难容金属化合物常用的有碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等。
粘结金属主要是钴,还有镍及少量的其他金属。
硬质合金是由难熔金属硬质化合物和粘结金属组成的复合材料,难熔金属碳化物通常是指元素周期表中第Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ族的钨、钛、钽、钒、铪等元素的碳化物,在硬质合金中用得最广的是WC、TiC、TaC等,这些碳化物中的一种或者一种以上与粘结金属钻组成的合金常叫做硬质合金,这类合金普遍具有硬度高、耐磨性能好、红硬性好、化学热稳定性高、抗压强度高和耐腐蚀等特点。
硬质合金的用途硬质合金具有一系列优良性能,用途十分广泛,随着时间推移用途还在不断扩大,主要用途分述如下:切削工具:硬质合金可用作各种各样的切削工具。
我国切削工具的硬质合金用量约占整个硬质合金产量的三分之一,其中用于焊接刀具的占78%左右,用于可转位刀具的占22%左右。
而数控刀具用硬质合金仅占可转位刀具用硬质合金的20%左右,此外还有整体硬质合金钻头,整体硬质合金小园锯片,硬质合金微钻等切削工具。
地质矿山工具:地质矿山工具同样是硬质合金的一大用途。
我国地矿用硬质合金约占硬质合金生产总量的25%,主要用于冲击凿岩用钎头,地质勘探用钻头、矿山油田用潜孔钻、牙轮钻以及截煤机截齿、建材工业冲击钻等。
模具:用作各类模具的硬质合金约占硬质合金生产总量的8%,有拉丝模、冷镦模、冷挤压模、热挤压模、热锻模、成形冲模以及拉拔管芯棒,如长芯棒、球状蕊棒、浮动蕊棒等,近十几年轧制线材用各类硬质合金轧辊用量增速很快,我国轧辊用硬质合金已占硬质合金生产总量的3%。
结构零件:硬质合金用来作结构零件的制品很多,如旋转密封环、压缩机活塞、车床夹头、磨床心轴、轴承轴颈等。
耐磨零件:用硬质合金制成的耐磨零件有喷嘴、导轨、柱塞、球、轮胎防滑钉、铲雪机板等举不胜举。
耐高压高温用腔体:最重要的用途就是生产合成金刚石用的顶锤、压缸等制品,顶锤、压缸用硬质合金已占我国硬质合金生产总量的9%。
硬质合金的概念
硬质合金的概念硬质合金是一种由金属和非金属粉末经过高温烧结而形成的新型材料,它具有高硬度、高抗磨、高抗腐蚀、高耐热和高抗压等特点。
硬质合金的硬度通常比工具钢高出10倍以上,可以用来制造切削工具、冲头、模具等高强度、高耐磨的零件,广泛应用于机械制造、石油、冶金、采矿、建筑等行业。
硬质合金的主要成分是金属粉末和非金属粉末。
金属粉末通常选择钨(W)、钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)等,用于提高硬质合金的硬度、韧性和耐磨性;非金属粉末通常包括碳化物、氮化物、硼化物等,用于提高硬质合金的硬度和抗磨性能。
硬质合金的制备过程主要包括原料制备、混合、压制和烧结四个步骤。
首先,金属粉末和非金属粉末按一定比例混合,以获得所需的成分和性能。
然后,将混合好的粉末放入压力机中进行压制,通常采用冷压、等静压或热压等方式,以使粉末形成块状。
最后,将压制好的块状物料放入高温烧结炉中,进行高温处理,使粉末颗粒间相互扩散、熔融和结合,最终形成密度高、结构致密的硬质合金材料。
硬质合金的硬度主要来自于非金属成分中的碳化物、氮化物和硼化物的硬质颗粒。
这些硬质颗粒分散在金属基体中,能够阻止位错移动,增加材料的硬度和抗磨性。
而金属基体则能够提供材料的韧性和抗冲击性能。
硬质合金既具有金属的韧性和抗冲击性,又具有非金属硬质颗粒的硬度和抗磨性,因此具备了优异的综合性能。
硬质合金的应用十分广泛。
在机械制造领域,硬质合金常被用于制造切削工具,如铣刀、钻头、刨刀、滚刀等,能够在高速切削和大负荷下保持较长的使用寿命和较高的切削效率。
在石油行业,硬质合金常被用于制造石油钻头,能够在坚硬的地层中进行高效率的钻探。
在冶金和采矿行业,硬质合金常被用于制造破碎机的刀片、研磨机的磨料、抽水泵的叶轮等耐磨件,能够在恶劣的工作环境下耐受高压、高温和高磨损。
在建筑行业,硬质合金常被用于制造混凝土钻头和切割刀片,能够在处理混凝土和石材时具备较高的耐磨性和切削效率。
总之,硬质合金是一种具有高硬度、高抗磨、高抗腐蚀、高耐热和高抗压等特点的新型材料。
超细硬质合金研究综述
0前言WC-Co硬质合金因具有高的强度、硬度以及优良的耐磨性和抗氧化性,被广泛地应用于机械加工、石油、矿山、模具和结构耐磨件等领域。
超细晶硬质合金(合金中WC晶粒平均尺寸为0.1 ̄0.6μm[1])具有高强度、高硬度、高耐磨性等优良性能,满足了现代工业和特种难加工材料的发展,因而近10年来超细晶硬质合金一直是国际硬质合金学术和产业界研究的热点。
由于超细硬质合金所用原料WC粉末粒度很细,具有很高的烧结活性,易自然团聚,不利于WC-Co的球磨混合均匀,在烧结过程中易出现WC晶粒不均匀长大等诸多问题,其原料要求高,生产难度大,严重影响超细硬质合金的推广应用。
国内外硬质合金生产厂家及相关研究机构投入了大量的人力、物力进行了比较系统的研究,近10年取得了令人瞩目的进展。
厦门金鹭公司推出了晶粒为0.4μm级的GU15UF超细晶硬质合金,硬度和强度分别达到93.8HRA和4200N/mm2。
瑞典的SANDVIK推出了PN90(0.2μm级)的超细晶硬质合金,硬度和强度分别达到93.9HRA和4300N/mm2。
超细硬质合金也开始在IT业的PCB微型钻得到广泛应用。
在模具行业,切削刀片方面也正在取代普通的WC-Co硬质合金产品,其产量出现高速增长趋势。
笔者将从超细WC-Co硬质合金原料、晶粒长大抑制剂、制备工艺和过程机理等方面,综合评述近年来国内外超细WC-Co硬质合金的研究成果。
1原料对于超细硬质合金的生产来说,原料的选择对其有很大影响。
本文从WC粉末和Co粉选择角度进行评述。
1.1超细WC粉末近10年来,国际上在硬质合金超细原料的研究方面取得了令人瞩目的进展,开发了许多制备超细WC粉末的方法[2],主要有直接碳化法、氢气还原WOX碳化法、流化床还原碳化法、气相沉积法、有机盐热分解碳化法、等离子电弧法、熔盐法和机械球磨法等,目前应用于工业化规模生产的主要是前三种方法。
但对于从事超细硬质合金生产的工程技术人员来说,关心的不只是超细WC粉末的制造方法,而是超细WC粉末的质量对超细硬质合金综合性能的影响以及WC粉末的制造成本。
常用的 硬质合金
常用的硬质合金:① 钨钴类硬质合金(YG)它由碳化钨和钴构成。
其硬度为89~91.5HRA,耐热性为800~900 ℃,主要用于加工铸铁、有色金属及其合金,以及非金属材料和含钛的不锈钢等工件材料。
常用的牌号有 YG3、YG6、YG8等,G后面的数字为 Co的百分含量。
硬质合金中含钴量越多,韧性越好,适合于粗加工,含钴量少者用于精加工。
② 钨钛钴类硬质合金(YT)它是由碳化钨、碳化钛和钴构成,其硬度为89.5~92.5HRA,耐热性为900~1000 ℃。
常用的牌号有 YT5、YT14、YT15、YT30,T后面的数字为 TiC 的百分含量。
当TiC的含量较多、Co的含量较少时,硬度和耐磨性提高,但抗弯强度有所下降。
主要用于加工塑性材料,(如A3钢、20号钢、45号钢等)但它不适合加工含 Ti 元素的不锈钢,因为两者的 Ti元素亲和作用较强,会发生严重的粘结,使刀具磨损加剧。
③ 钨钽(铌)钴类硬质合金(YA)它是由碳化钨、碳化钽(碳化铌)和钴构成,有较高的常温硬度和耐磨性,同时能细化晶粒,也可提高高温硬度、高温强度和抗氧化能力。
常用的牌号有 YA6,适合于对冷硬铸铁、有色金属及其合金进行半精加工,也可对高锰钢、淬火钢等材料进行精加工和半精加工。
④ 钨钛钽(铌)钴类硬质合金YW)它是由碳化钨、碳化钛、钴以及加入少量碳化钽或碳化铌构成。
其抗弯强度、韧性、抗氧化能力、耐热性和高温硬度都有很大的提高。
是一种既能加工钢材,又能加工铸铁、有色金属及其合金,通用性能好的刀具材料,常用的牌号有 YW1、YW2。
⑤ 碳化钛基硬质合金(YN)它是由碳化钛、镍和钼构成。
它的硬度高( 92.5HRA),具有较高的抗氧化能力、较高的耐磨性、耐热性(1100 ℃ ~1300 ℃)和抗月牙洼磨损能力。
主要用于碳钢、合金钢、工具钢、淬火钢等连续切削的精加工,常用的牌号有 YN10。
3)其它刀具材料① 陶瓷陶瓷刀具材料是以人造的化合物为原料,在高压下成形和在高温下烧结而成的,硬度为91~95HRA,耐热性高达1200 ℃以上,化学稳定性好,与金属的亲和力小,与硬质合金相比切削速度可提高 3~5倍。
硬质合金报告
硬质合金报告
一、背景介绍
硬质合金,又称“硬质合金钨钢”或“钨钢”,是一种具有高硬度、高耐磨性和高强度的新材料。
其主要成分为钨酸钴和碳化钨,常
用于制作刀具、磨料、矿钻等工业用品。
二、制备方法
硬质合金的制备方法主要包括粉末冶金法、化学气相沉积法和
浸渍硬化法等。
其中,粉末冶金法是最为常见的一种制备方法,
具体步骤如下:
1.选用优质的钨酸钴和碳化钨原材料进行配比。
2.将原材料进行混合,加入适量的粘结剂和其他添加剂,制成
均匀的混合物。
3.将混合物进行成型,通常采用挤压或注射成型的方法。
4.将成型件进行烘干和烧结处理,以形成高密度、高硬度的硬质合金。
三、应用领域
硬质合金具有优异的物理和化学性能,因此被广泛应用于各个领域。
以下是几个典型的应用领域:
1.刀具:硬质合金制成的刀具具有高硬度、高切削力和长寿命等优点,被广泛应用于机械加工行业。
2.磨料:硬质合金具有高耐磨性和高硬度,适用于制作高效砂轮、砂带和砂纸等磨料。
3.矿钻:硬质合金的强度和硬度可以适应岩石的强度和硬度,因此被广泛应用于矿山勘探和地质勘查等领域。
四、发展趋势
随着科技的不断进步,硬质合金的应用领域也越来越广泛。
未来,硬质合金将会被广泛应用于高精度加工、航空航天和新能源等领域。
同时,硬质合金的制备技术也将不断改进和创新,以满足多样化的应用需求。
五、结论
硬质合金作为一种新型的高硬度材料,具有优异的物理和化学性能,在工业领域拥有广泛的应用前景。
人们应该不断探索和开发硬质合金的制备技术和应用领域,为工业的发展做出更多的贡献。
硬质合金定义
硬质合金定义
嘿,大伙们!今天咱来聊聊硬质合金是啥玩意儿。
就说有一回啊,我家那老自行车出毛病了,链条老掉。
我爸就说把车推去修理铺看看。
到了修理铺,那师傅可专业了,东瞅瞅西瞧瞧,然后从工具箱里拿出个小零件,嘿,那零件看着就特别硬实。
师傅说这就是用硬质合金做的。
这硬质合金啊,简单来说呢,就是一种特别硬的材料。
硬到啥程度呢?就好比你拿个鸡蛋去砸石头,这硬质合金啊,比那石头还硬呢。
它是由一些很硬的金属粉末啥的混合在一起,经过特别的工艺做出来的。
师傅拿着那个硬质合金零件,跟我解释说,这东西可耐用了。
一般的材料用久了就会磨损啊、变形啊,可这硬质合金不会。
就像他手里那个零件,用在自行车上,能让链条传动得更顺畅,而且还不容易坏。
我就好奇地凑过去看,那零件表面光滑得很,颜色有点暗暗的,看着就很结实。
师傅说,这硬质合金在很多地方都能用得上呢。
比如工厂里的那些机器,有些关键部位就得用硬质合金做的零件,不然根本扛不住那么高强度的工作。
后来我回家,就一直对这硬质合金印象深刻。
这玩意儿可真是厉害啊,又硬又耐用。
以后要是再看到啥特别结实的东西,我就会想,这会不会是用硬质合金做的呢?
总之啊,硬质合金就是这么一种硬邦邦、超耐用的材料,在我们的生活中说不定啥时候就会碰到它呢。
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硬质合金的研究和应用The studies and applications of cemented carbide 作者:何梓秋机械类创新实验班 3112010441内容摘要:硬质合金由于具有高硬度,高抗压强度,高热硬性以及高耐磨性,高耐腐蚀性,常用于制造切削工具和耐磨零部件。
广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金等领域。
本文将通过新型硬质合金的研发和硬质合金制造工艺的进步两条路径对硬质合金的研究进行介绍。
再结合各种硬质合金的特性,介绍其具体的应用。
Abstract:Because cemented carbide has high hardness,high compressive strength,high abrasive resistance and high corrosion resistance,it is always used for manufacture cutting tools and wear-resistant parts.It provides widely applications in war industry,aerospace,machine work,metallurgy and so on.This thesis will describe the studies of cemented carbide on two ways,the inventions of new-type cemented carbide and the progress of manufacturing process for cemented carbide.And then this thesis will introduce the specific applications combining the characteristics of every type of cemented carbide.关键词:硬质合金,研究,应用,金属碳化物,粉末冶金Keywords:cemented carbide,studies,applications,metal carbide,powder metallurgy关于硬质合金的基础知识一.硬质合金的起源早在1923年,德国科学家施勒特尔为了提高拉丝模质量,往碳化钨粉末中加进10%~20%的钴做粘结剂,发明了世界上人工制成的第一种硬质合金。
虽然用这种硬质合金制造成的刀具进行切割钢材很容易产生刀刃磨损甚至断裂,但是硬质合金因此得以面世,为至今几乎长达一个世纪的硬质合金研究、发展及应用开辟了起点。
二.硬质合金的成分、分类和牌号硬质合金是一种金属陶瓷,它的组成是:基体为金属碳化物(如WC、TiC、TaC等),Co、Ni、Mo等金属粉末则充当粘结剂。
于是硬质合金具是有金属性质的粉末冶金材料,它具有高硬度,高抗压强度,高热硬性以及高耐磨性,高耐腐蚀性,常用于制造切削工具、刀具、钴具和耐磨零部件。
它的分类及牌号如下: 1.钨钴类硬质合金主要成分是碳化钨(WC)和粘结剂钴(Co)。
牌号由“YG”(“硬、钴”两字汉语拼音字首)和平均含钴量(质量分数X 100)组成。
例如YG6,表示平均ωCo=6%,余量为碳化钨的钨钴类硬质合金。
2.钨钴钛类硬质合金主要成分是碳化钨、碳化钛(TiC)和粘结剂钴。
牌号“YT”(“硬、钛”两字汉语拼音字首)和碳化钛平均含量(质量分数X 100)组成。
例如YT15,表示平均ωTiC=15%,余量为碳化钨和钴钨钛钴类硬质合金。
3.通用硬质合金主要成分是碳化钽(TaC)、碳化铌(NbC)、碳化钛、碳化物和粘结剂钴。
牌号为“YW”(“硬”和万能的“万”两字汉语拼音字首)加序号表示,如YW1,YW2。
它的热硬性很高,其他性能介于钨钴类和钨钴钛类之间,能加工钢材、铸铁和有色金属,故称为通用硬质合金。
对硬质合金的研究三.新型硬质合金的研发随着硬质合金特有的优越性能在生产制造中得到越来越多的青睐,对硬质合金的研究也越来越深入,于是有越来越多样的新型硬质合金面世了。
随着许多精密仪器零件的加工要求硬质合金工具在苛刻的加工条件下保持高寿命,而硬质合金有着强度低、韧性差的显著缺点,所以对于硬质合金的研究一直在侧重于如何提高它的强度和韧度。
以下是各种新研发的新型硬质合金介绍:1.超细颗粒硬质合金超细颗粒硬质合金的原理是通过细化组织来提升硬质合金的综合力学性能,使之拥有更好的韧性和抗弯强度。
超细颗粒硬质合金的晶粒度可达到0.5μm以下,而普通的硬质合金晶粒度仅为1~3μm。
WC晶粒的硬度与抗弯强度的关系如图⑴。
①图⑴硬质合金的抗弯强度和硬度的关系图之所以WC晶粒在晶粒度缩至0.5μm以下的情况下可以保持高硬度,是因为当Co的量一定时,若WC的晶粒越小,与Co粒子的接触面积则越大,Co粒子的平均行程缩小,从而硬质合金的硬度不会降低。
而由于WC超细颗粒的晶粒度小,表面积大并且活性高,所以在烧结过程中很容易出现晶粒长大现象,导致硬质合金的力学性能变差。
为此可以添加抑制剂抑制其晶粒长大,在下文中将会详细介绍。
2.高韧性硬质合金日本日立硬质合金公司研究出了高韧性硬质合金,其原理是通过调整显微组织的成分来改善硬质合金的强度和韧性,尤其是韧性会得到大幅度提高。
刀刃在热冲击下容易产生裂纹。
细颗粒硬质合金产生的裂纹少,却比较深,粗颗粒硬质合金产生的裂纹多,但是比较浅。
高韧性硬质合金便是通过调整粗细颗粒在硬质合金中的比例(通常调整WC的粗细晶粒比例),调配出适当的粗细颗粒比例,使之在热冲击下产生的裂纹少而浅。
因此,高韧性硬质合金不仅适用于车削加工,还适用于滚削加工。
3.涂层硬质合金涂层作为一个化学屏障和热屏障,减少了刀具与工件间的扩散和化学反应,从而减少了月牙槽磨损。
涂层硬质合金刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性②。
在韧性较好的硬质合金表面沉积涂层,可以使得硬质合金表面具有高硬度和高耐磨性,而心部可以保持着一定的韧性。
由于不同的涂层材料具有不同的性能,例如TiC涂层具有高的耐磨性,三氧化二铝具有良好的化学阻力(提高耐腐蚀性)和热阻力(提高热硬性),因此一般的涂层硬质合金都采取多层涂层,使各种涂层材料的性能相互补充,达到优越的力学性能。
目前金刚石涂层和CBN(立方氮化硼,一种人工合成的超硬材料)涂层也在不断地发展中,纳米结构涂层技术也进入了硬质合金领域,并在迅速发展。
4.高温粉末基硬质合金以高温还原和高温碳化的工艺对原料粉末进行加工,制取得到的金属碳化物(WC等)颗粒具有几何形状好,晶粒完整,强度高等显著优点。
这种经过高温处理的金属碳化物粉末制成的硬质合金具有良好的力学性能,强度与普通硬质合金相比明显提高。
研究更表明其塑性性能也得到了改善③。
由于这种硬质合金具有良好的强度和塑性性能,可用于重载荷和动载荷的场合,比如矿山凿岩工具。
5.含氮硬质合金钽是一种资源稀缺的贵价金属,为了节约钽,人类研发出了以添加氮元素代替钽元素的的硬质合金。
氮一般以TiN或者是以β(N)(WC-TiC-TiN的固溶体)等形式,在真空烧结制造硬质合金的过程中添加。
加入氮元素后,β(N)晶粒比不含氮的β(WC-TiC 固溶体)晶粒更加细,并且呈球状分布,于是相比于不含氮的硬质合金具有更高的强度和韧性。
此外,含氮硬质合金的耐氧化性也比普通硬质合金好。
除了以上介绍的几种常见的新型硬质合金外,某些企业、研究所也一直在试验和研发其他性能优越的新型硬质合金,比如:把已经过烧结的WC-Co合金球粒加入金属粘结剂再次烧结,从而大幅提高断裂韧性的双粘结相结构硬质合金;在高速钢粉末中均匀弥散各种金属碳化物、金属氮化物从而得到介乎硬质合金和高速钢之间的硬度、耐磨性和韧性的钢结硬质合金,等等。
硬质合金被称为“工业牙齿”,它的研发仅仅处在婴儿阶段,必定会有更多样、性能更优越的新型硬质合金会在不久的未来面世。
四.硬质合金制造工艺的进步上文已经介绍,硬质合金是一种粉末冶金材料,所以粉末冶金便是它的制造工艺。
粉末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术④。
然而粉末冶金只是制造硬质合金的基本工艺。
若仅仅进行粉末冶金工艺,只能制造出传统的硬质合金。
而为了得到新型硬质合金或者赋予硬质合金更优越的性能,人类对于硬质合金制造工艺的研究也一直在进行,其侧重点也是在于克服硬质合金韧性差,强度低的缺点。
以下是常见的新型硬质合金制造工艺介绍:1.添加抑制剂——防止碳化物超细颗粒在烧结过程中长大在制造超细颗粒硬质合金的过程中,由于WC晶粒度越小,表面积越大,活性越高,所以在烧结过程中很容易出现晶粒长大现象,导致硬质合金的力学性能变差。
为了防止碳化物超细晶粒在烧结过程中长大,可在烧结前添加抑制剂,有效防止其晶粒变大。
常见的抑制剂是VC、Cr3C2、V2O5、Cr2O3等金属碳化物和氧化物。
研究结果⑤表明:在WC碳化阶段加入V2O5、Cr2O3等氧化物的弥散性最佳,得到的综合力学性能最优。
若抑制剂加入的量过多,硬质合金的力学性能不仅不会提升,反而会降低,所以抑制剂的量应该控制在质量分数2%以下。
2.硬质合金涂层技术——PVD法和CVD法涂层硬质合金现已得到广泛的应用,其最重要的制造工艺是涂层。
以下介绍两种最常用的涂层方法:a.PVD法:PVD法的全称是物理气相沉积涂层法。
它运用物理方法,将涂层材料蒸发后沉积在基体表面上形成涂层。
所谓的物理方法可以分为两大类:第一类是电弧蒸发,产生高密度电流使得阴极材料汽化。
第二类是阴极溅镀,把涂层材料放在阴极,把阴极材料溅射到基体上。
PVD技术最大的优点就是沉积涂层的温度低,能在500℃左右沉积涂层,大大扩大了涂层技术的适用范围。
b.CVD法:CVD法的全称是化学气相沉积涂层法。
它运用化学方法,让反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态物质沉积在基体表面。
CVD法分为热CVD法和等离子CVD法两类。
目前最广泛应用的是热CVD法,它的反应温度通常在900~1100℃之间。
等离子CVD法的反应温度比较低,作为新兴涂层技术,它也扩大了涂层技术的适用范围。
CVD涂层的耐磨性比PVD涂层高,所以CVD涂层法在工业生产中有着较多的应用,尤其是连续工作的车削工具。
3.硬质合金的热处理硬质合金在真空中烧结、淬火、回火后,可以提高其韧性和抗弯强度。
根据对硬质合金的强化机理的研究⑥,硬质合金在真空烧结后油淬可以改善其韧性和抗弯强度。
当今学界已出现专门为硬质合金热处理研制的硬质合金真空烧结淬火炉,可以通过此设备直接对硬质合金进行热处理。