硬质合金
《硬质合金-》课件
硬质合金，也称为钨钢，是一种高硬度、高耐磨损的材料，广泛应用于切削 工具、矿山机械、石油钻采工具等领域。
介绍硬质合金的概念和发展历史
1 概念定义和特点
硬质合金是由金属硬质相和结合相组成的复 合材料，具有优异的硬度、耐磨性和耐腐蚀 性。
2 发展历史回顾
硬质合金的历史可以追溯到20世纪初，经过 多年的研发和改进，如今已成为重要的工程 材料。
硬质合金具有优异的硬度、耐磨性、耐腐蚀 性和热稳定性，适用于各种恶劣的工作环境。
硬质合金在高温和高压条件下仍能保持较好 的硬度和强度，适用于高速切削和重载工况。
硬质合金的应用领域和案例分析
制造行业中的应用
硬质合金广泛应用于切削工具、模具、矿山机 械等领域，提高生产效率和降低成本。
典型应用案例分析
以切削工具为例，硬质合金刀具在加工高硬度 材料和复杂形状零件时表现出色，提供了更高 的精度和寿命。
硬质合金的发展趋势和展望
1
未来发展方向
将更多先进材料和制造技术应用于硬质合金，提高硬质合金的性能和适用范围。
2
对未来的展望和分析
硬质合金在工程领域有着广阔的应用前景，随着各行业的需求增加，硬质合金的 市场潜力巨大。
总结与展望
通过本次PPT课件的学习，我们对于硬质合金的概念、组成、性能和应用有了 更深入的了解。在未来，硬质合金将持续发展，为各行业带来更多创新和突 破。
硬质合金的组成和制备式
1 主要成分介绍
硬质合金的主要成分是金属硬质相（钨碳化 物）和结合相（钴、镍等），不同成分比例 会影响其性能。
2 常见制备方式
硬质合金的制备方式包括粉末冶金、溶液法、 化学气相沉积等，每种方式都有其适用的场 景和优劣势。
硬质合金分类
硬质合金分类1. 硬质合金的定义和特点硬质合金，也称为硬质合金材料，是一种由金属粉末和粉末冶金工艺制成的复合材料。
它具有高硬度、高强度、耐磨损、耐高温、抗腐蚀等特点，广泛应用于机械加工、矿山工具、石油钻具、汽车零部件等领域。
硬质合金由两个主要组成部分组成：金属基体和硬质颗粒。
金属基体通常由钴、镍、铁等金属组成，用于提供材料的韧性和强度。
而硬质颗粒则由碳化钨（WC）等高硬度材料组成，用于提供材料的硬度和耐磨性。
2. 硬质合金的分类硬质合金可以根据不同的分类标准进行分类，下面将介绍几种常见的分类方法。
2.1 按金属基体分类根据金属基体的不同，硬质合金可以分为钴基硬质合金、镍基硬质合金和铁基硬质合金三大类。
2.1.1 钴基硬质合金钴基硬质合金以钴为主要的金属基体，通常含有10%~30%的碳化钨颗粒。
钴基硬质合金具有高硬度、高强度、耐高温、抗腐蚀等优点，广泛应用于切削工具、冲击工具、矿山工具等领域。
2.1.2 镍基硬质合金镍基硬质合金以镍为主要的金属基体，通常含有10%~25%的碳化钨颗粒。
镍基硬质合金具有高硬度、高强度、耐腐蚀等特点，广泛应用于航空航天、石油化工、电子材料等领域。
2.1.3 铁基硬质合金铁基硬质合金以铁为主要的金属基体，通常含有10%~25%的碳化钨颗粒。
铁基硬质合金具有高硬度、高强度、耐磨损等特点，广泛应用于矿山工具、建筑工具、农业机械等领域。
2.2 按硬质颗粒分类硬质合金也可以根据硬质颗粒的不同进行分类，常见的有碳化钨系列、碳化钛系列和碳化钽系列等。
2.2.1 碳化钨系列碳化钨系列是最常见的硬质合金，其硬质颗粒主要由碳化钨（WC）组成。
碳化钨具有极高的硬度和耐磨性，因此碳化钨系列硬质合金广泛应用于切削工具、钻头、研磨工具等领域。
2.2.2 碳化钛系列碳化钛系列硬质合金的硬质颗粒主要由碳化钛（TiC）组成。
碳化钛具有较高的硬度和耐磨性，同时还具有良好的耐高温性能。
碳化钛系列硬质合金广泛应用于切削工具、模具等领域。
硬质合金
IVB、VB、VIB族金属的碳化物、氮化物、硼化物等，由于硬度和熔点特别高，征和应用。
硬质合金是怎样烧结而成的？
答硬质合金是将这种或多种难熔金属的碳化物和粘接剂金属，用粉末冶金方法制成的金属材料。
主要生产国家
世界上有50多个国家生产硬质合金，总产量可达27000～28000t-，主要生产国有美国、俄罗斯、瑞典、中国、德国、日本、英国、法国等，世界硬质合金市场基本处于饱和状态，市场竞争十分激烈。中国硬质合金工业是50年代末期开始形成的，60～70年代中国硬质合金工业得到了迅速发展，90年代初中国硬质合金总生产能力达6000t，硬质合金总产量达5000t，仅次于俄罗斯和美国，居世界第3位
除碳原子外，氮原子、硼原子也能进入金属晶格的空隙中，形成间充固溶体。它们与间充型碳化物的性质相似，能导电、导热、熔点高、硬度大，同时脆性也大。
硬质合金的基体由两部分组成：一部分是硬化相；另一部分是粘结金属。
硬化相是元素周期表中过渡金属的碳化物，如碳化钨、碳化钛、碳化钽，它们的硬度很高，熔点都在2000℃以上，有的甚至超过4000℃。另外，过渡金属的氮化物、硼化物、硅化物也有类似的特性，也可以充当硬质合金中的硬化相。硬化相的存在决定了合金具有极高硬度和耐磨性。
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。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。
硬质合金含钴高低关系
硬质合金（也称为钨钴合金或碳化钨合金）是一种由碳化钨（WC）和钴（Co）组成的材料，其中钴作为粘结剂将碳化钨颗粒粘结在一起。
硬质合金的含钴量对材料的性能有显著影响，包括硬度、韧性、耐磨性和抗冲击性等。
以下是硬质合金含钴高低与其性能之间的关系：1. 硬度：-含钴量较低（如10%以下）的硬质合金通常具有较高的硬度，因为碳化钨颗粒之间的结合较弱，不易于塑性变形。
-含钴量较高（如20%以上）的硬质合金硬度相对较低，因为钴含量增加，粘结作用加强，导致材料在受力时更容易发生塑性变形。
2. 韧性：-含钴量较高的硬质合金具有更好的韧性，因为钴的加入提高了材料的韧性，使其在受到冲击或振动时更不易断裂。
-含钴量较低的硬质合金韧性较差，容易在受到冲击时产生裂纹或断裂。
3. 耐磨性：-含钴量较高的硬质合金耐磨性较好，因为钴能够提供更好的粘结力和抗磨损能力。
-含钴量较低的硬质合金耐磨性较差，因为碳化钨颗粒之间的结合不牢固，容易在磨损过程中脱落。
4. 抗冲击性：-含钴量较高的硬质合金具有更好的抗冲击性，因为钴的加入提高了材料的韧性和抗断裂能力。
-含钴量较低的硬质合金抗冲击性较差，容易在受到冲击时发生断裂。
5. 耐腐蚀性：-含钴量较高的硬质合金耐腐蚀性较好，因为钴能够提供更好的抗氧化和耐腐蚀能力。
-含钴量较低的硬质合金耐腐蚀性较差，容易在恶劣环境下发生腐蚀。
总的来说，硬质合金的含钴量与其性能之间的关系是复杂的，不同的应用场景和要求需要选择不同含钴量的硬质合金。
例如，在需要高硬度和耐磨性的应用中，可能会选择含钴量较低的硬质合金；而在需要良好韧性和抗冲击性的应用中，则可能会选择含钴量较高的硬质合金。
硬质合金各项参数之间的关系
硬质合金各项参数之间的关系硬质合金（硬质合金）是一种由碳化物、氮化物、钨钼钴硫化钒等粉末冶金材料制成的高硬度、高强度、耐磨损、耐腐蚀的金属材料。
硬质合金广泛应用于切割工具、矿山工具、石油钻采工具、冲压模具等领域。
硬质合金的性能参数之间存在着复杂的关系，下面将详细介绍硬质合金各项参数之间的关系。
硬质合金的主要成分是钨碳化物（WC）和钴（Co），其它成分包括钼、铬、铌、钒等金属，这些成分的含量、配比和相互作用对硬质合金的性能具有重要影响。
硬质合金中钨碳化物的含量越高，硬度越大，但脆性也相应增大，而钴的含量增加可以提高合金的韧性和冲击强度，但硬度会降低。
合金成分的选择和比例设计是决定硬质合金性能的关键因素之一。
硬质合金的显微组织结构对其性能也有很大影响。
碳化物颗粒尺寸、分布均匀性和结合相之间的结合强度等因素都会对硬质合金的硬度、韧性、耐磨性等性能产生影响。
硬质合金的显微组织通常包括主要相（如WC）和结合相（如Co），主要相颗粒尺寸的大小和分布均匀性对硬质合金的硬度和耐磨性有显著影响。
而结合相的含量和性能对合金的韧性和冲击强度有重要作用。
优化硬质合金的显微组织结构是提高其性能的有效途径之一。
硬质合金的加工工艺对其性能也有重要影响。
比如粉末制备工艺、烧结工艺、热处理工艺等都会对硬质合金的组织结构和性能产生重要影响。
合理的烧结工艺可以有效控制合金的孔隙率和气密性，提高合金的硬度和抗变形能力。
而优化的热处理工艺可以有效改善硬质合金的组织结构，提高其耐磨性和韧性。
加工工艺的优化对硬质合金的性能提升具有重要意义。
硬质合金的各项参数之间存在着复杂的关系，包括成分配比、显微组织结构和加工工艺。
合理设计和控制这些参数，对提高硬质合金的性能具有重要意义。
在今后的研究和生产中，需要重点关注这些参数之间的关系，并通过优化设计和加工工艺来提高硬质合金的性能，以满足不同领域对硬质合金材料的需求。
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。
硬质合金名词解释
硬质合金名词解释硬质合金是一种高性能材料，由金属粉末和一定量的碳化物粉末混合而成。
它具有高硬度、高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性和高耐高温性等优异性能，被广泛应用于机械加工、矿山开采、石油钻探、航空航天等领域。
下面按类别对硬质合金进行解释。
一、按成分划分1. WC-Co硬质合金WC-Co硬质合金是由钨碳化物和钴粉末混合而成的。
它具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性等优异性能，被广泛应用于切削工具、矿山工具、石油钻头等领域。
2. TiC-Co硬质合金TiC-Co硬质合金是由钛碳化物和钴粉末混合而成的。
它具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性等优异性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子器件等领域。
3. TaC-Co硬质合金TaC-Co硬质合金是由钽碳化物和钴粉末混合而成的。
它具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性等优异性能，被广泛应用于航空航天、船舶制造、化工设备等领域。
二、按制备工艺划分1. 粉末冶金法制备的硬质合金粉末冶金法制备的硬质合金是将金属粉末和碳化物粉末混合后，在高温高压下烧结而成的。
它具有均匀的组织结构、高硬度、高强度和高耐磨性等优异性能，被广泛应用于机械加工、矿山开采、石油钻探等领域。
2. 化学气相沉积法制备的硬质合金化学气相沉积法制备的硬质合金是将金属有机化合物和碳源在高温下分解，生成金属和碳化物的气体，然后在基体表面沉积而成的。
它具有均匀的组织结构、高硬度、高强度和高耐磨性等优异性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子器件等领域。
三、按应用领域划分1. 切削工具用硬质合金切削工具用硬质合金是将硬质合金制成刀片、钻头、铰刀等切削工具，用于机械加工领域。
它具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性等优异性能，能够提高加工效率和加工质量。
2. 矿山工具用硬质合金矿山工具用硬质合金是将硬质合金制成钎头、钻头、锤头等工具，用于矿山开采领域。
它具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性等优异性能，能够提高采矿效率和降低成本。
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。
硬质合金刀具成分
硬质合金刀具成分
一、硬质合金刀具简介
硬质合金刀具是指以碳化钨（WC）和钴（Co）为主要成分的刀具。
它具有极高的硬度和耐磨性，因此广泛应用于加工各种钢材、铸铁、有色金属等材料。
与高速钢刀具相比，硬质合金刀具具有更高的切削速度和更长的使用寿命，从而提高了加工效率。
二、硬质合金刀具的成分
硬质合金刀具的主要成分是碳化钨（WC）和钴（Co）。
其中，碳化钨是硬质合金刀具的主要成分，提供了刀具的高硬度和耐磨性。
钴则作为粘结剂，将碳化钨粉末粘结在一起，形成具有一定强度的硬质合金材料。
此外，为了调节硬质合金的性能，还可以添加其他元素，如碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）等。
这些添加元素可以改善硬质合金的韧性、抗热性、抗腐蚀性等性能。
三、硬质合金刀具成分的重要性
碳化钨的含量决定了硬质合金刀具的硬度、耐磨性和耐热性。
碳化钨含量越高，硬度越高，耐磨性越好，但韧性会降低。
因此，需要根据不同的加工需求选择不同碳化钨含量的硬质合金刀具。
钴作为粘结剂，对于保持硬质合金的结构稳定性和抗热性起着重要作用。
在高温下，钴可以减缓碳化钨的聚集速度，从而提高硬质合金的抗热性。
其他添加元素如碳化钛、碳化钽等可以改善硬质合金的韧性、抗热性和抗腐蚀性。
这些元素可以在硬质合金中形成复合碳化物，提高硬质合金的耐磨性和韧性。
四、总结
硬质合金刀具的成分对于其性能具有重要影响。
通过调整碳化钨、钴以及其他添加元素的含量，可以获得不同性能特点的硬质合金刀具，以满足不同的加工需求。
在选择和使用硬质合金刀具时，需要充分考虑其成分和性能特点，以达到最佳的加工效果。
什么是硬质合金？硬质合金的特点有哪些？常用硬质合金有哪些？
什么是硬质合⾦？硬质合⾦的特点有哪些？常⽤硬质合⾦有哪些？硬质合⾦是以⼀种或⼏种难熔碳化物（碳化钨、碳化钛等）的粉末为主要成分，加⼊作为粘接剂的⾦属粉末（钴、镍等），经粉末冶⾦法⽽制得的合⾦。
它主要⽤于制造⾼速切削刃具和硬、韧材料切削刃具，以及制作冷作模具、量具和不受冲击、振动的⾼耐磨零件。
硬质合⾦的特点⑴硬度、耐磨性和红硬性⾼硬质合⾦常温下硬度可达８６～９３ＨＲＡ，相当于６９～８１ＨＲＣ。
在９００～１０００℃能保持⾼硬度，并有优良的耐磨性。
与⾼速⼯具钢相⽐，切削速度可⾼４～７倍，寿命长５～８０倍，可切削硬度⾼达５０ＨＲＣ的硬质材料。
⑵强度、弹性模量⾼硬质合⾦的抗压强度⾼达６０００ＭＰａ，弹性模量为（４～７）×１０５ＭＰａ，都⾼于⾼速钢。
但其抗弯强度较低，⼀般为１０００～３０００ＭＰａ。
⑶耐蚀性、抗氧化性好⼀般能很好地抗⼤⽓、酸、碱等腐蚀，不易氧化。
⑷线膨胀系数⼩⼯作时，形状尺⼨稳定。
⑸成形制品不再加⼯、重磨由于硬质合⾦硬度⾼并有脆性，所以粉末冶⾦成形烧结后不再进⾏切削加⼯或重磨，特需再加⼯时，只能采⽤电⽕花、线切割、电解磨削等电加⼯或专门的砂轮磨削。
通常由硬质合⾦制成的⼀定规格的制品，采⽤钎焊、粘接或机械装夹在⼑体或模具体上使⽤。
常⽤硬质合⾦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。
⑴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wＷＣ＝１－wＣｏ＝９４％。
⑵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wＴｉＣ＝１５％的钨钛钴类硬质合⾦。
⑶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。
硬质合金熔点
硬质合金熔点硬质合金，又称金属陶瓷，是由金属和非金属（或金属间化合物）两种或多种材料组成的复合材料。
它具有高硬度、耐磨、高强度、耐高温等优异性能，广泛应用于工业领域。
而硬质合金的熔点是指在何种温度下，硬质合金会由固态转变为液态。
硬质合金的主要成分是由钴、镍等金属与碳化物、氮化物等非金属化合物组成的。
这些材料具有较高的熔点，使得硬质合金具有良好的高温稳定性。
一般来说，硬质合金的熔点较高，常见的熔点范围在1200℃~1800℃之间。
具体的熔点取决于硬质合金中不同成分的含量和相互作用。
硬质合金的熔点对其应用性能有着重要的影响。
首先，高熔点保证了硬质合金在高温下的稳定性。
在高温环境下，一些材料容易软化、熔化或发生相变，而硬质合金由于具有较高的熔点，能够保持其原有的硬度和强度，不易变形或损坏。
因此，硬质合金在高温工艺中的应用非常广泛，如切削、钻孔、磨削等加工过程。
熔点的高低也对硬质合金的加工和制备工艺有着重要影响。
由于硬质合金的成分比较复杂，需要通过熔融和冷却等工艺来制备。
如果熔点过高，将增加制备的难度和成本；而熔点过低，则可能导致材料的不稳定性和性能下降。
因此，硬质合金的熔点需要在一定范围内选择，以便满足不同应用的需求。
硬质合金的熔点还与其结构和成分有关。
硬质合金中的金属和非金属材料之间存在着复杂的相互作用，这些相互作用会影响材料的熔点和熔化过程。
例如，金属和非金属之间的化学键强度、晶体结构的稳定性等因素都会对熔点产生影响。
因此，在设计和制备硬质合金时，需要综合考虑材料的结构和成分，以获得理想的熔点和性能。
硬质合金的熔点是其重要的物理性质之一，对其应用性能和加工工艺都有着重要影响。
熔点的高低需要根据具体应用来选择，以满足不同工况下的需求。
此外，熔点的确定还需要考虑材料的结构和成分等因素。
随着科学技术的不断进步，人们对硬质合金熔点的研究也在不断深入，相信未来硬质合金将在更广泛的领域得到应用。
硬质合金牌号
硬质合金牌号硬质合金是一种复合材料，具有高硬度、高耐磨性和耐腐蚀性的特点，广泛应用在机械加工、矿山工程和石油开采等领域。
硬质合金的牌号是对不同硬质合金材料进行分类和命名的方法，不同的牌号代表着不同的合金成分和性能。
1. YG系列YG系列是硬质合金中最常见的牌号。
其中YG6、YG8、YG11等牌号代表的是WC-Co合金，即以碳化钨为主要成分，钴为粘结相的硬质合金。
这些牌号的硬度较高，耐磨性好，适用于加工铸铁、非铁金属和非金属材料。
2. YN系列YN系列是一种以碳化钸为主要成分的硬质合金。
碳化钸具有较高的硬度和耐热性，适用于高温环境下的切削加工，如高速铣削、铣槽和车削。
3. YS系列YS系列是一种以碳化铍为主要成分的硬质合金。
碳化铍具有极高的硬度和抗腐蚀性，适用于加工镍基合金、钛合金、高温合金等。
4. YT系列YT系列是一种以碳化钛为主要成分的硬质合金。
碳化钛具有高硬度和高抗腐蚀性，适用于加工不锈钢、热强钢、耐腐蚀钢等材料。
5. YW系列YW系列是一种以碳化钨钛为主要成分的硬质合金。
碳化钨钛具有高硬度、耐磨性和耐腐蚀性，适用于高速切削、钻孔和磨削。
除了以上几种常见的硬质合金牌号外，还存在许多其他牌号的硬质合金，如YM系列、YU系列、YR系列等。
每种牌号的硬质合金都有其特定的成分和应用领域。
总的来说，硬质合金牌号是根据硬质合金的成分和性能进行划分和命名的。
不同的牌号具有不同的特点和应用范围，能够满足各种加工和使用的需求。
在实际应用中，我们可以根据具体的材料和加工要求选择合适的硬质合金牌号，以获得最佳的切削和耐磨性能。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 硬质合金的概念硬质合金是以高硬度、耐高温、耐磨的难熔金属碳化物(WC、TiC、CrZC3等)为主要成分，用抗机械冲击和热冲击好的铁族金属(Co、Mo、Ni等)作粘结剂，经粉末冶金方法烧结而成的一种多相复合材料[1]。
硬质合金也是由难熔金属硬质化合物（硬质相）和粘结金属经粉末冶金方法制成的高硬度材料[2]。
难熔金属硬质化合物通常指元素周期表第IV、V、VI族中过渡元素的碳化物，氮化物，硼化物和硅化物。
硬质合金中广泛使用的是碳化物，主要是碳化钨和碳化钽。
这些碳化物的共同特点是：熔点高，硬度高，化学稳定性好，热稳定性好，常温下与粘结金属的相互溶解作用很小等。
粘结金属应当符合下列要求：硬质合金的工作温度(1000℃)下不会出现液相；能较好的润湿碳化物表面；在烧结温度下不与碳化物发生化学反应；本身的物理力学性能较好等。
铁族金属及其合金能不同程度地满足上述要求。
其中最好的是钴，其次是镍，铁很少单独使用。
钨钴类硬质合金它由WC和Co组成，代号为YG，相当于ISO的K类。
我国常用的牌号有YG3，YG3X，YG6，YG6X，YG8等。
代号后面的数字为该牌号合金含钴量的百分数，X为细晶粒组织，无X为中晶粒组织。
随含钴量增加，材料抗弯强度和冲击韧性增加，但硬度，耐热，耐磨性逐渐下降。
YG类硬质合金主要用于加工硬，脆的铸铁，有色金属和非金属材料。
一般不宜于加工钢料，因为切钢时切削温度比较高，容易产生粘结与扩散磨损而使刀具迅速钝化。
但细晶粒组织的这类合金可用于加工一些特殊硬铸铁，不锈钢，耐热合金，钛合金等材料，因这时切削力大并集中于切削刃附近易崩刃，而YG合金的强度，韧性较好，导热性也不错，能达到良好的效果。
在YG类合金中添加少量的TaC（NbC）时，可明显提高合金的硬度，耐磨性，耐热性而不降低韧性，如YG6A，YG8A，（YG813）等牌号[3]。
至今硬质合金经历了飞速的发展，从普通合金到亚微米级(0.5~1μm)晶粒合金，再到超细级(0.1~0.5μm)，以及至今的纳米级(≤0.1um)硬质合金。
2 YG类硬质合金的组成结构2.1 YG类硬质合金简介硬质合金的基体由两部分组成：一部分是硬化相；另一部分是粘结金属。
硬化相是元素周期表中过渡元素的碳化物，如碳化钨、碳化钛、碳化钽，它们的硬度很高，熔点都在2000℃以上，有的甚至超过4000℃。
另外，过渡金属的氮化物、硼化物、硅化物也有类似的特性，也可以充当硬质合金中的硬化相。
硬化相的存在决定了合金具有极高硬度和耐磨性。
粘结金属一般是铁族金属，常用的是钴和镍。
因此，硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。
钨钴类硬质合金（YG）主要成分是碳化钨（WC）和粘结剂钴（Co），即以碳化钨为基体，在其中加入粘结剂钴而形成的硬质合金。
常用牌号YG3、YG6、YG8，其中数字表示含钴量的百分率，含钴量愈多，韧性愈好，愈耐冲击和振动，但会降低硬度和耐磨性。
钨钴硬质合金品种繁多，按其成分可分为低钴、中钴和高钴合金3类；按其WC晶粒大小可分为微晶粒、细晶粒、中等晶粒和粗晶粒合金4类，按其用途可分为钨切削工具、矿山工具和耐磨工具3类。
碳化钨粉(WC)是生产硬质合金的主要原料，为黑色六方晶体，有金属光泽，硬度与金刚石相近，为电、热的良好导体，熔点2870℃, 沸点6000℃，相对密度15.63(18℃)。
在碳化钨中，碳原子嵌入钨金属晶格的间隙，并不破坏原有金属的晶格，形成间隙固溶体，因此也称填隙（或插入）化合物。
碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸，易溶于硝酸－氢氟酸的混合酸中。
纯的碳化钨易碎，若掺入少量钛、钴等金属，就能减少脆性。
Co作为一种溶剂和粘结剂可以显著提高CBN的烧结度，增强PCBN 的强度。
图2 碳化钨的晶体结构图3 纯Co的γ晶畴2.2 WC-Co硬质合金的组织2.2.1 等温截面的特点1、基本特点(1)Co角有一个W和C在钴中的固溶体相单相区。
(2)沿Co-WC线可以把界面分为两个区域，Co—WC线左上方是三相区γ+WC+C和狭窄的两相区γ+C；右下方是由γ、WC、W2C、W和三元化合物ηl、η2、K相组成的多个相区。
(3)两个三相区γ+WC+C和γ＋WC＋η1被一个狭窄的两相区γ＋WC分开。
此两相区的大小表示WC-Co合金中碳量可允许的波动范围，叫相区宽度：由图可知，此两相区是以W—C边线上的WC处为顶点；向Co角张开的三角形，说明合全中Co含越高，即越接近Co角，从而合金允许碳量的波动的范围越大；反之，越接近W—C边线，即合金中Co含量越低，允许碳量的变动范围就越小，这表示低Co合金的碳量控制更为困难。
(4)碳量在Co—WC线之上时，合金组织中便会出现第三相——石墨。
说明WC—Co合金正常组织WC—的碳量要低于其理论碳含量。
(5)在W角附近有几种标记的三元化合物ηl、η2、和k相，这些化合物的通式可写成CoxWyCz。
它们不是正常价化合物，其成分可以在某个范围变动（叫均相区）。
此均相区越大，该化合物越易出现，也越稳定，反之越不稳定。
图4 W-C-Co三元系在凝固温度下的等温截面图2、两相区WC+η(1)制取高质量硬质合金的必要条件之一是在其组织中不出现第三相石墨或η1相，因为它会降低合金的机械性能和使用效果。
(2)许多研究结果表明，WC—Co合金两相区的高碳边界与Co—WC线重合。
因此，在任何Co含量的合金中，达到或超过按照Co-WC线计算的理论碳含量时。
便会出现石墨。
这样在确定两相区宽度时，只须定出低碳边界就够了。
(3)低碳边界的WC含碳量与合金Co含量的关系如下：表1 WC含碳量与合金Co含量的关系Co(％)(重量) 80 50 30 18 16 10C(％)(重量) 5.22 5.58 5.83 5.99 6.00 6.04或者用线性方程来表示合金低碳边界的碳量；C(％)(重量)＝6.125％—0．0735%×Co(重量)图5 WC-Co合金两相区与Co含量的关系图6 W-C-Co系钴角区3、单相区(1)W-C-Co系中的单相区是指碳和钨在钻中的固溶体区。
如图6所示，在单相区内，随着碳含量的降低，钨在钴中的溶解度可以升高2倍，即从WC+γ高碳边界处9.4％(重量)增加到两相区WC+γ低碳边界处的18.4％(重量)。
(2)许多研究表明，钴相中钨的含量既影响钴相性质，也影响合金的性质。
因此，为了制取高质量的硬质合金，不仅应避免η1相和石墨的出现，还应该控制好钴相中的钨含量。
4、粘结相WC—Co合金中相是Co基Co—W—C固溶体。
在合金中γ相是以晶界分开的γ晶粒或以“孤岛”形式存在于基体内的γ晶畴所组成，并常以孔洞、污垢或杂质为核心，晶畴的尺寸和分布与合金烧结后的冷却速度有关，γ晶畴的体积含量和分布特征对合金的强韧性有明显影响[5]。
室温下合金中γ相主要以β-Co形式存在，γ晶畴是残余fcc型β-Co部分，各种钴含量的WC—Co合金中普遍存在γ晶畴，包括纯钴[4]。
2.2.2 WC-Co合金的组织WC-Co合金正常组织为两相合金。
如图6所示，多角形白色WC相与黑色部分的Co粘结相。
当合金碳量不足时，会出现一种脱碳组织W3Co3C，常称ηl 相，这种相性脆，使合金强度明显下降；而当合金碳量偏高时，则会出现石墨，合金中的石墨可近以地看成孔隙，其有害作用比η1相小。
因此在控制合金碳量时，宁可稍为偏高，允许少量石墨存在，也不准许出现ηl相[5]。
图7 WC-Co合金的正常组织图8 WC—80%Co合金的γ晶畴2.2.3 界面硬质合金的断裂是沿着Co粘结相断裂为主，有个别沿着WC晶粒劈裂。
所以其断裂行为与W0，C0界面行为有重要的关系阎。
WC晶粒边界的性质对合金强度有重要的影响，烧结体内碳化物晶粒互相连结成为一个骨架，在骨架的空隙内填满互相贯通的钴。
Co相分布不均，存在WC与WC晶粒直接接触的晶界。
WC 与WC晶粒直接接触，会造成WC晶粒聚晶长大，由于没有塑性金属Co的连接作用，弱化了晶界的连接作用，影响合金强度。
因此，WC与WC晶粒之间有无过渡性界面的形成，直接影响硬质合金的性能[5]。
2.3 小结综上所述，材料的宏观性能是微观特征的集中体现，制备超细硬质合金的WC、Co原料粉末的超细化甚至纳米化，具有很高的活性，微观上有助于改善组织均匀性、抑制烧结过程中WC颗粒长大、形成良好的过渡性界面、减少空隙度、提高致密性，可以大幅提高硬质合金的硬度、强度等宏观性能，以制备高性能的超细硬质合金。
3 超细硬质合金的烧结方法及其性能3.1 制备超细硬质合金关键技术制备超细硬质合金的关键技术如下[6]：1.通过各种工艺获得超细WC粉、Co粉和设法控制超细硬质合金烧结时晶粒的长大抑制剂。
2.由于超细WC粉、Co粉的表面能大，具有极大活性，使生产工艺更加复杂化，必须采用钝化剂以防止超细WC粉在操作时燃烧。
操作尽量使用真空系统。
3.采用普通的烧结法难以获得强度2000MPa以上的超细合金。
通常用低压烧结炉处理来消除内部孔隙，提高合金的强度。
4.烧结时，如碳含量偏低，则固溶于Co和Ni中的VC和Cr3C2的C含量减少易生成脆性第三相，若碳含量偏高，则会加速液相的形成引起WC异常成大，因此必须控制好超细硬质合金的碳含量。
3.2 超细硬质合金的烧结3.2.1 烧结过程烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。
粉末冶金从根本上说，是由粉体成形和粉体毛坯热处理(烧结)这两道基本工序组成，在特殊情况下(如粉体松装烧结)，成形工序并不需要，但是烧结工序相当于烧结的高温工序(如热压或热锻)却是不可缺少的。
烧结也是粉末冶金生产过程的最后一道主要工序，对最终产品的性能起着决定性作用。
按照粉末冶金学关于烧结的分类原则，硬质合金烧结属于多元系的液相烧结。
从烧结过程的工艺特点来看，硬质合金的烧结可以是氢气保护烧结，也可以是真空烧结、热压烧结、热等静压烧结等。
在超细硬质合金烧结中，为了充分发挥初始超细粉体的长处，最关键是要在保证烧结体充分致密的前提下，使WC颗粒在液相烧结期间的粗化降到最小。
硬质合金烧结成型就是将粉末压制成坯料，再进烧结炉加热到一定温度（烧结温度），并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的硬质合金材料。
硬质合金烧结过程可以分为四个基本阶段：1.脱除成形剂及预烧阶段，在这个阶段烧结体发生如下变化：成型剂的脱除，烧结初期随着温度的升高，成型剂逐渐分解或汽化，排除出烧结体，与此同时，成型剂或多或少给烧结体增碳，增碳量将随成型剂的种类、数量以及烧结工艺的不同而改变。
粉末表面氧化物被还原，在烧结温度下，氢可以还原钴和钨的氧化物，若在真空脱除成型剂和烧结时，碳氧反应还不强烈。