硬质合金基础知识及行业应用共67页文档
硬质合金硬度hrc
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目录
1.硬质合金的概述
2.硬质合金的硬度范围
3.硬质合金的性能特点
4.硬质合金的应用领域
5.硬质合金刀片的合适硬度
正文
一、硬质合金的概述
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的一种合金材料。
这种合金具有高硬度、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。
硬质合金广泛应用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材等领域。
二、硬质合金的硬度范围
硬质合金的硬度一般在 86～93HRA（相当于 69～81HRC）之间。
不同类型的硬质合金硬度有所差异，钴基合金和铝基合金的硬度较高，一般在HRA82-94 之间。
三、硬质合金的性能特点
1.高硬度：硬质合金的硬度远高于普通金属，使得它在切削、钻孔等过程中具有较高的耐磨性。
2.耐磨性：硬质合金的耐磨性能使得它在高温、高压、高摩擦等环境下具有较长的使用寿命。
3.强度和韧性：硬质合金具有较好的强度和韧性，可以应对各种复杂
的切削加工场合。
4.耐热性：硬质合金在高温环境下具有较好的热稳定性，其硬度和性能在高温下仍能保持不变。
5.耐腐蚀性：硬质合金具有较好的耐腐蚀性能，能在各种腐蚀环境下保持其性能和形状。
四、硬质合金的应用领域
硬质合金广泛应用于切削、钻孔、刨削、铣削等机械加工领域，以及采矿、石油、化工、航空、航天等产业部门。
五、硬质合金刀片的合适硬度
硬质合金刀片的硬度应保持在 60 度以上，以确保在切削过程中具有较好的耐磨性和耐用性。
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。
硬质合金基础知识及行业应用
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孔隙的分类
• 硬质合金检验中孔隙分为：
• 1、A类孔隙（孔隙尺寸＜10μm）
A孔隙分为：A02、A04、A06、A08
2、B类孔隙 （10μm＜孔隙尺寸＜25μm）
B孔隙分为：B00、B02、B04、B06、B08
• 相对应的百分含量为：
• （A00 ）
B00
• A02---0.02
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涂层应用
阶段性成果：可对涂层形貌，厚度进行观察测量以及成分分析；为涂层工艺开发提供依 据
HAC 涂层厚度测量
类金刚石涂层形貌
CVD涂层形貌
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焊接工艺的应用
阶段性成果：通过钎料的分布形貌，可判断焊接时间、 焊接温度的合理性，最终优化焊接工艺
状石墨。
• 石墨的分级：C00、C02、C04、C06、C08
• 相对应的百分含量为：
•
C00
•
C02—0.2（小于）
•
C04—0.5
•
C06—1.0
•
C08—1.5 可编辑ppt
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巢状石墨
100X C04—0.5
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脱碳
• 脱碳也称η相，总的来说η相是由于合金中 碳含量偏低造成的，他的构成和表现形式 比较复杂，其分子式：
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3）、晶粒愈细，晶界便愈多，磁化的阻力也愈大，愈难磁化，磁 力变大。 4）、通常情况下，硬质合金矫顽磁力随着钴含量的增加而降低， 同钴含量的合金，其晶粒度愈细，矫顽磁力越高，合金中若出现η 相则矫顽磁力有一个异常高的值。 C、测量硬质合金矫顽磁力的意义 1）、作为衡量组织结构变化的依据。硬质合金中钴含量增加，矫 顽磁力下降，钴分散度越大，矫顽磁力越高。因此，矫顽磁力可 以作为间接衡量合金中WC晶粒大小的参数。 2）、作为考察工艺变化的依据。湿磨时间长，粉末颗粒细，于是 合金的晶粒度细，矫顽磁力高。合金中出现渗碳，往往矫顽磁力 偏低，合金中出现脱碳，则矫顽磁力偏高。合金欠烧，矫顽磁力 偏高，合金过烧，矫顽磁力偏低。烧结时冷却速度越大，矫顽磁 力愈大。
硬质合金硬度hrc
硬质合金硬度hrc
摘要：
1.硬质合金的概述
2.硬质合金的硬度范围
3.影响硬质合金硬度的因素
4.硬质合金的应用领域
5.硬质合金刀片的合适硬度
正文：
一、硬质合金的概述
硬质合金是一种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。
它具有高硬度、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。
硬质合金广泛应用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材等领域。
二、硬质合金的硬度范围
硬质合金的硬度一般在86～93HRA（相当于69～81HRC）之间。
由于硬度很高（远高于普通金属），所以很难制成形状复杂的器具。
三、影响硬质合金硬度的因素
影响硬质合金硬度的因素包括化学成分、原料配比、生产工艺和工艺参数等。
四、硬质合金的应用领域
硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材等。
硬质合金基础知识
五、被加工材料分类及工具材料选择
P类：钢、钢铸件。如普通碳素结构钢（代码如Q235-A.F）、优质碳素结构
钢（如45钢、50锰、20G等）、碳素工具钢（如T7、T7A、T8、T8A、T13、 T13A等），切削牌号一般选择W—Co —Ti类合金，如YT5、YT14、YT15、 YT15R、YT05、YT30、YC101、YC201、YC301、YC45等；
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。
2014/9/23
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%。 其他用途：硬质合金用途越来越广，近几年已在民用领域 不断扩展，如表链、表壳、高级箱包的拉链头、硬质合金 商标等。
CrC、VC—抑制剂，抑制WC晶粒的长大。
2014/9/23
四、硬质合金分类
1. 根据成分不同，可将硬质合金分为5大类。 ① 碳化钨基硬质合金：包括WC-Co、WC-TiC-Co、WCTaC-Co、WC-TiC-TaC（NbC）-Co等。 这些合金均以 WC为主成分。
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
一，硬质合金的材料性质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。
硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。
二，硬质合金的用途。
硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。
硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。
新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。
硬质合金还可用来制作凿岩工具、采掘工具、钻探工具、测量量具、耐磨零件、金属磨具、汽缸衬里、精密轴承、喷嘴、五金模具（如拉丝模具、螺栓模具、螺母模具、以及各种紧固件模具，硬质合金的优良性能逐步替代了以前的钢铁模具）。
三，合金的分类。
1.钨钴类硬质合金，主要成分WC,Co.主要用于硬质合金刀具,模具,以及地矿类产品。
2.钨钛类硬质合金，主要成分WC，TiC。
3.钨钛钽（铌）类硬质合金，主要成分碳化钨、碳化钛、碳化钽（或碳化铌）及钴。
这类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合金。
四，性能特点。
硬度高（86～93HRA，相当于69～81HRC）；热硬性好（可达900～1000℃，保持60HRC）；耐磨性好。
硬质合金刀具比高速钢切削速度高4～7倍，刀具寿命高5～80倍。
制造模具、量具，寿命比合金工具钢高20～150倍。
可切削50HRC左右的硬质材料。
但硬质合金脆性大，不能进行切削加工，难以制成形状复杂的整体刀具，因而常制成不同形状的刀片，采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。
五，硬度检测。
硬质合金硬度检测主要采用洛氏硬度计，测试HRA硬度值。
硬质合金基础知识(“合金”相关文档)共58张
性能：硬质合金的主要性能指标有密度、抗弯强度、硬度、矫顽磁力、 钴磁等等。密度是硬质合金质量最基本的指标，它是其他各项性能的 基础。硬度与抗弯强度是硬质合金两项主要机械性能指标，直接影响 合金的使用效果。这三项性能就基本决定了硬质合金的综合品质，是 产品出厂的考核指标，也是用户最关注的指标，合理选用硬质合金的 重要依据。
三、刀具材料中常用的几种物质的作用：
WC—耐磨相，刀具材料的主成分；
Co—韧性相，随着Co含量的增加，合金的强韧性增加而硬度降 低；
TiC—硬质相，随着TiC含量的增加，合金的抗月牙洼磨损能力增强，但 合金的强韧性降低，合金的脆性增大；
TaC、NbC—硬质相，能明显提高合金的高温性能和耐磨性，加有TaC、
但在引进技术中认为这种“活化现象”对合金生产不利，它极易引起“夹粗”现象的发生，因而一般均不主张采用强化球磨与超时球磨的工艺方法生产 混合料。
25mmH[相类当于：60~淬25硬0目材筛网料]的（粒G子C占r8155%淬以上火，钢也就、是C说r混12合、料中T1粉2末A部等分）要少，于传15%统，牌混合号料宜平选均粒用度Y约M为112001μ、m。YM201、YS8、
⑤ 其他硬质合金：如Cr3C2基硬质合金，以Cr3C2为主成分， 以Ni或Ni-W等作粘结剂所组成的硬质合金，通常用作耐 磨耐腐蚀零件。
⑥
此外还有两类重要的刀具材料，一类是陶瓷材料，
包括氧化铝系（白陶）、氮化硅系和赛隆陶瓷
（Si3N4/Al2O3）。另一类是超硬材料，聚晶金刚石
硬质合金基础知识及行业应用
精品
1、混合料生产设备及工艺
酒精湿磨 90 h
搅拌球磨机及磨球与混合料之间的作用
精品
2、制粉工艺及设备
图6 喷雾干燥塔
精品 图7 喷雾干燥塔自动控制系统
3、压制
85-90 KN
精品
4、烧结工艺及生产设备
图10 真精品空烧结炉
烧结
1450°C 60bar
精品
整个烧结过程大致可分为四个阶段： （1） 脱蜡预烧阶段（＜ 800℃ ） （2） 固相烧结阶段（800℃ ~共晶温度——1340℃ ） （3）液相烧结阶段（共晶温度~烧结温度——1400℃ ） （4）冷却阶段（烧结温度~室温）
• 性能特点：硬度高、耐磨性高；抗压强度高 （可达6000MPa）； 稳定性好；脆性较大。 与工具钢相比，硬质合金可提高工具寿命、 提高了切削速度和劳动效率、改善工件的精 度和光洁度。
精品
硬质合金生产流程
碳化处理
硬质合金生产过程
涂层加工
精品
压制 烧结
Co粉的形貌 X1,0000
WC粉的形貌 X5,000
精品
Hale Waihona Puke 孔隙的分类• 硬质合金检验中孔隙分为：
• 1、A类孔隙（孔隙尺寸＜10μm）
A孔隙分为：A02、A04、A06、A08
精品
硬质合金检测手段及常见缺陷
精品
1、硬质合金密度的测定
密度的概念：即单位体积物体的质量,符号用ρ表示，单位 为：g/cm3。硬质合金密度测定结果准确到0.01 g/cm3。 计算公式ρ＝m/v。
测量密度的意义 硬质合金密度是在已知牌号的情况下，通过测量其
密度，主要考察其成份和组织是否变化，内部是否有孔 隙、夹杂和石墨等缺陷。 如：合金中出现石墨或较大孔隙和夹杂，密度会低于正 常值；合金出现η相时，则密度会大于正常值。