粉末冶金与硬质合金
刀具材料硬质合金讲解
刀具材料硬质合金讲解硬质合金，又称硬质合金材料，是一种由钨碳化物（WC）为主体相和金属钴（Co）为粘结相的复合材料。
它的硬度高、耐磨性好，被广泛应用于切削工具、矿山工具、冲压模具以及其他领域。
硬质合金的制备工艺可以分为粉末冶金法和熔化法两种。
粉末冶金法是将金属钴和碳化物粉末按一定的比例混合，通过冷压成型、热压烧结等工艺得到坯体，然后进行加热处理，最终得到硬质合金制品。
熔化法则是将金属钴和碳化物的粉末合并熔化，然后通过流动法或者静态法进行冷却，将熔融液体凝固成坯体，再进行后续的热处理。
硬质合金材料的主要成分是钨碳化物，其具有极高的硬度和耐磨性。
钨碳化物是一种具有立方晶型的化合物，它的硬度仅次于金刚石，可达到1800-2200Hv，比普通的钢材硬度高出几十倍甚至几百倍。
钨碳化物的高硬度是由于其分子中的碳原子与钨原子的电子云结合较强，使得晶体中的键能增加，导致材料硬度提高。
此外，钨碳化物还具有良好的耐磨性和高温稳定性，可以在高温和恶劣条件下保持较好的性能。
金属钴是硬质合金材料的粘结相，其作用是将钨碳化物颗粒固定在一起，增加材料的韧性和机械强度。
金属钴具有较好的塑性和延展性，能够填充在钨碳化物颗粒之间形成胶结，形成一个整体的材料结构。
钴的比重较大，能够增加硬质合金的密度，提高材料的质量和强度。
硬质合金的性能不仅与材料成分有关，还与其微观结构和制备工艺有关。
一般来说，硬质合金的颗粒尺寸越细，颗粒分布均匀，材料的性能越优良。
制备工艺中，烧结温度、冷却速度、固溶处理等因素也会对硬质合金的性能产生影响。
硬质合金的主要应用是制造切削工具。
由于硬质合金具有高硬度和耐磨性，能够在高速、大负荷的切削条件下保持较好的切削性能，所以被广泛应用于钻头、铣刀、切割刀片等工具的制造。
此外，硬质合金还可以用来制造矿山工具，如岩钻、岩头等。
它的硬度使得这些工具能够在岩石或者土壤中进行高效的钻孔和破碎。
硬质合金还可以用于制造冲压模具，在高强度的冲压工艺中具有较好的耐磨性和抗变形性能。
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。
粉末冶金产品及应用
粉末冶金产品及应用粉末冶金是一种独特的制造方法，利用精细的金属粉末与特殊的成型技术，制造出高度定制化的功能性金属制品。
具有高强度、轻便、耐磨、耐腐蚀、耐温性能好等特点。
此外，通过与其他工艺的结合，更多的应用已经被开发出来。
1. 粉末冶金的产品①压制件粉末冶金制造的压制件是最常见的产品之一。
常见的材料包括锰铜合金、铜、铁、不锈钢、钛合金、镍合金、铍铜合金、铝、钨、钼等。
它们广泛应用于机械制造、工业设备、汽车工业和电子工业等领域。
②热成型件热成型件是具有吸振、抗疲劳、高温强度优异的功能性金属制品。
由于大量使用钨、钼等难以加工的材料，需要采用粉末冶金技术。
热成型件可以应用于制造航空发动机、汽车发动机、火箭发动机等高温、高负荷的场合。
③硬质合金粉末冶金技术是制造硬质合金最普遍的方法之一。
硬质合金具有高硬度、耐磨、耐腐蚀、高温强度优异等特点。
硬质合金主要应用于机械制造、采矿、化工等行业。
④金属陶瓷合成材料另一种重要的粉末冶金产品是金属陶瓷合成材料。
金属陶瓷具有低密度、高强度、抗磨损、抗腐蚀、高温抗氧化性等优点。
金属陶瓷主要应用于制造刀片、钻头、飞机发动机涡轮叶片等领域。
2. 粉末冶金的应用①汽车领域粉末冶金技术已经广泛应用于汽车制造。
其中最重要的应用是用于制造发动机和自动变速器零件，如齿轮、轴承、凸轮、气门座圈，它们具有高精密、高强度、低摩擦、低噪音等优点。
②医疗领域粉末冶金技术应用于医疗领域已成为一种趋势。
粉末冶金技术在制造人造关节和骨骼修复材料方面表现出色。
利用粉末冶金技术，可以制造出性能优良的不锈钢、钛合金、铬钼合金等医疗用材料。
③食品加工及包装粉末冶金技术在食品加工和包装领域也有广泛的应用。
粉末冶金可以制造高度纯净的食品加工设备，如研磨器和切割机。
此外，粉末冶金也可以制造出具有自我润滑、抗腐蚀性能的包装材料。
总之，随着技术的发展，粉末冶金正变得更加成熟和广泛应用。
粉末冶金的产品不仅可以应用于传统制造企业，还可以应用于新兴领域，如能源、环保等领域。
高效金属材料制备技术的研究
高效金属材料制备技术的研究一、硬质合金制备技术硬质合金是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性能的非铁金属材料。
硬质合金广泛应用于机械、化工、电子等领域，其制备技术对其性能具有很大的影响。
1.粉末冶金法粉末冶金法是硬质合金制备的主要方法之一。
该方法以粉末为原料，利用高温烧结或热等静压成型制备硬质合金。
该方法具有制备工艺简单、产能高和原料利用率高等优点。
2.化学沉淀法化学沉淀法是硬质合金制备的另一种主要方法。
该方法通过化学反应将金属离子沉淀下来，产生微米级的粉末颗粒，利用烧结和热等静压成型等方法制备硬质合金。
该方法具有制备精度高、原料利用率高和生产成本低等特点。
3.等离子喷涂法等离子喷涂法是一种新型的硬质合金制备方法。
该方法采用等离子喷涂技术将硬质合金材料直接喷涂到工件表面，形成一层硬质合金涂层。
该方法具有制备灵活、成本低、无废料产生等优点。
二、航空铝合金制备技术航空铝合金是一种用于制造民用和军用飞机的铝合金材料。
航空铝合金对材料的强度、塑性、韧性和耐腐蚀性有较高要求，其制备技术直接影响了其性能。
1.单晶生长技术单晶生长技术是航空铝合金制备的主要技术之一。
该方法通过在高温下控制晶体生长方向和速度制备单晶体铝合金。
该方法制备出的单晶合金具有均匀的组织、高强度和高韧性等优点。
2.气固反应法气固反应法是航空铝合金制备的另一种主要技术。
该方法在高温下通过气固反应将金属元素与气体反应生成合金。
该方法具有制备精度高、成本低和利用原料广泛等优势。
3.投影快速凝固技术投影快速凝固技术是航空铝合金制备的新技术之一。
该方法通过高速喷射液态铝合金流在冷却表面迅速凝固形成非晶态或细晶态铝合金。
该方法具有制备速度快、抗拉强度高、韧性好等优点。
三、复合材料制备技术复合材料是一种将两种或多种不同材料按一定比例组合而成的材料。
复合材料具有强度高、轻质化和耐腐蚀等优点，在飞机、汽车、船舶等领域有广泛应用。
1.交替层压法交替层压法是制备复合材料的一种主要方法。
第七讲 粉末冶金与硬质合金
硬质合金生产工艺流程： 硬质合金生产工艺流程：
钨矿石粉碎 钨粉细化 加碳 碳化钨粉 加粘结剂 合金粉末 模压 硬质合金坯料 真空烧结 后处理 硬质合金零件。 硬质合金零件。
脱氧
硬质合金种类及用途
硬质合金的种类：钨钴类、钨钴钛类、 新型硬质合金。 硬质合金的种类：钨钴类、钨钴钛类、稀有碳化物类和 新型硬质合金。 钨钴类（YG）：主要成份是碳化钨和钴 韧性好, 耐冲击, 钨钴类（YG）：主要成份是碳化钨和钴, 韧性好 耐冲击 硬度和耐 ）：主要成份是碳化钨和钴 磨性较差, 用于切削铸铁、青铜等脆性材料及粗加工。 磨性较差 用于切削铸铁、青铜等脆性材料及粗加工。 钨钛钴类（YT）：主要成份是碳化钨、碳化钛和钴，硬度和耐磨 钨钛钴类（YT）：主要成份是碳化钨、碳化钛和钴， ）：主要成份是碳化钨 性高，韧性差，用于切削不锈钢等高韧性材料,钢的精加工 钢的精加工. 性高，韧性差，用于切削不锈钢等高韧性材料 钢的精加工 稀有金属碳化物类（YW）：称为万能硬质合金，加碳化钽（TaC）、 万能硬质合金，加碳化钽（ 稀有金属碳化物类（YW）： ）、 碳化铌（ ），主要用于切削高锰钢 碳化铌（NbC）部分取代碳化钛（TiC），主要用于切削高锰钢、 ）部分取代碳化钛（ ），主要用于切削高锰钢、 不锈钢和耐热钢等难加工材料。 不锈钢和耐热钢等难加工材料。 钛镍钼类(YN):以碳化钛为主,少量碳化钨 (YN):以碳化钛为主 少量碳化钨,镍 钼作粘结剂， 钛镍钼类(YN):以碳化钛为主 少量碳化钨 镍、钼作粘结剂，有更高的 硬度,用于切削高韧性材料 用于切削高韧性材料。 硬度 用于切削高韧性材料。 新型硬质合金：随着粉末加工技术的进步， 新型硬质合金：随着粉末加工技术的进步，使用各种不同的粘结 剂来改善硬质合金的性能，如以高速钢、 剂来改善硬质合金的性能，如以高速钢、不锈钢等合金为粘结剂 的钢结硬质合金，能够锻造、热处理、焊接和切削加工，可用于 的钢结硬质合金，能够锻造、热处理、焊接和切削加工， 制造复杂的刀具、模具和耐磨零件;表面涂层 表面涂层(CVD)硬质合金 能获 硬质合金,能获 制造复杂的刀具、模具和耐磨零件 表面涂层 硬质合金 得高综合性能的刀具。 得高综合性能的刀具。
硬质合金的制备方法
硬质合金的制备方法硬质合金是一种高性能、高强度材料，广泛应用于机床、航空、航天、石油、化工等领域。
本文将介绍硬质合金的制备方法。
硬质合金的制备方法主要分为粉末冶金法和熔融冶金法两种。
1. 粉末冶金法粉末冶金法是制备硬质合金的主要方法之一。
其主要原理是将金属粉末和非金属粉末按一定比例混合，再经过压制、烧结等工艺制成。
具体步骤如下：（1）原料制备。
将金属粉末和非金属粉末按一定比例混合，经过筛选、干燥等处理。
（2）压制成型。
将经过处理的原料粉末放入模具中，经过压制成型。
（3）烧结处理。
将成型后的粉末坯体放入高温炉中，进行烧结处理。
烧结温度一般在1300℃~1500℃之间，时间约为1~4小时。
烧结后的坯体具有一定的强度和韧性。
（4）后续加工。
经过烧结后的坯体，需要进行后续的加工，如切割、磨削、抛光等工艺处理，制成成品。
2. 熔融冶金法熔融冶金法是另一种制备硬质合金的主要方法。
其主要原理是将金属和非金属原料按一定比例熔融后，冷却成坯，再进行后续加工制成硬质合金。
具体步骤如下：（1）原料制备。
将金属和非金属原料按一定比例混合，经过筛选、干燥等处理。
（2）熔融处理。
将经过处理的原料放入电炉中，进行熔融处理。
熔融温度一般在1600℃~2000℃之间。
熔融后的合金液体需要进行除渣、保温等处理。
（3）坯体铸造。
将熔融后的合金液体倒入铸造模具中，冷却成坯体。
（4）热处理。
将坯体进行热处理，使其具有一定的强度和韧性。
（5）后续加工。
经过热处理后的坯体，需要进行后续的加工，如切割、磨削、抛光等工艺处理，制成成品。
粉末冶金法和熔融冶金法是制备硬质合金的主要方法。
两种方法各有优缺点，具体应根据实际情况选择。
无论采用哪种方法，都需要严格控制各项工艺参数，以保证制得的硬质合金具有优良的性能和质量。
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。
粉末冶金硬质合金
粉末冶金硬质合金粉末冶金硬质合金是一种重要的材料，在多个领域中有着广泛的应用。
它具有硬度高、耐磨损、抗腐蚀等优点，因此在切削工具、矿山机械、航空航天等行业中得到了广泛的应用。
粉末冶金硬质合金的制备过程相对简单，主要包括粉末配料、混合、成型、烧结等步骤。
首先，根据合金的成分配比，将所需金属粉末按照一定的比例进行配料。
然后，将不同金属粉末进行混合，以保证合金中各元素的均匀分布。
混合过程通常采用机械混合的方法，如球磨、搅拌等。
混合完成后，将混合后的粉末进行成型，常见的成型方法有压制和注射成型。
压制是将粉末放入模具中，经过高压的作用使其成型。
注射成型是将粉末与有机粘结剂混合，通过注射机将混合物注入模具中，然后通过热处理使粘结剂燃烧，形成固体的合金成型件。
最后，将成型件进行烧结，即将其放入高温炉中进行加热处理。
在烧结过程中，粉末颗粒之间发生弥散、扩散和熔合，形成致密的合金材料。
粉末冶金硬质合金的优点之一是具有优异的性能。
由于其制备过程中不需要融化和凝固，因此可以制备出具有细小晶粒和均匀组织的合金材料。
这种均匀的组织结构使得粉末冶金硬质合金具有较高的硬度和耐磨性，适用于制造切削工具、磨料和矿山机械等耐磨件。
同时，粉末冶金硬质合金还具有良好的耐腐蚀性能，可以在恶劣的工作环境下长期使用。
粉末冶金硬质合金的制备还具有较高的经济性。
相比于传统的熔融冶金方法，粉末冶金技术能够有效利用原材料，减少浪费。
此外，由于制备过程中不需要大量消耗能源，因此能够降低生产成本。
粉末冶金硬质合金的制备还具有较高的灵活性，可以根据具体需求调整合金的成分和配比，以满足不同应用领域对材料性能的需求。
然而，粉末冶金硬质合金也存在一些局限性。
首先，由于制备过程中需要进行高温处理，因此对设备和工艺要求较高。
其次，由于合金中的金属粉末颗粒之间的结合主要是通过扩散和熔合实现的，因此合金的致密性和强度受到了一定的限制。
此外，粉末冶金硬质合金的制备过程中还会产生一些废弃物，如粉末的飞散和烧结过程中的气体排放等，对环境造成一定的影响。
粉末冶金材料牌号
粉末冶金材料牌号
目前市场上常见的粉末冶金材料牌号有很多，以下是其中一些常见的
粉末冶金材料牌号。
1.高速钢：M2、M35、M42等是常见的高速钢牌号，它们具有优秀的
耐磨性和耐热性能，适用于切削工具和冲击工具等领域。
2.不锈钢：316L、304L、410L等是常见的不锈钢粉末冶金材料牌号，它们具有耐腐蚀性能和优异的力学性能，广泛应用于航空航天、汽车、化
工等领域。
3.铝合金：AlSi10Mg、Al7075等是常见的铝合金粉末冶金材料牌号，它们具有较高的强度、硬度和耐磨性能，广泛应用于航空航天、汽车、船
舶等领域。
4.铜合金：CuNi10、CuCrZr等是常见的铜合金粉末冶金材料牌号，
它们具有良好的导电性、导热性和耐磨性能，广泛应用于电子器件、汽车、船舶等领域。
5.铁基材料：FC-0205、FC-0208等是常见的铁基粉末冶金材料牌号，它们具有良好的机械性能和耐磨性能，广泛应用于汽车、机械设备等领域。
6.硬质合金：YG6、YG8等是常见的硬质合金粉末冶金材料牌号，它
们具有优异的硬度和耐磨性能，广泛应用于切削工具、矿山设备等领域。
7.钼钨合金：Mo70W30、Mo60W40等是常见的钼钨合金粉末冶金材料
牌号，它们具有较高的熔点和优异的耐热性能，广泛应用于航空航天、化
工等领域。
8.钛合金：Ti-6Al-4V、Ti-3Al-2.5V等是常见的钛合金粉末冶金材料牌号，它们具有较好的强度和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。
以上是一些常见的粉末冶金材料牌号，每种材料具有不同的特性和应用领域。
随着技术的进步和应用的不断拓展，粉末冶金材料的牌号也在不断增加和更新。
粉末冶金(材料)
粉末冶金粉末冶金简介粉末冶金是冶金和材料科学的一个分支，是以制造金属粉末和以金属粉末（包括混入少量非金属粉末）为原料，用成形——烧结法制造材料与制品的行业。
粉末冶金行业是机械工业中重要的基础零部件制造业。
粉末冶金制品按金属粉基和用途的不同，大致可分为粉末冶金机械零件、摩擦材料、磁性材料、硬质合金材料等，其中粉末冶金机械零件的应用领域广、需求量大、技术含量高，是粉末冶金行业中的主导产品。
随着现代粉末冶金制造技术的发展，粉末冶金制品作为可替代常规的金属铸、锻、切削加工和结构复杂难以切削加工的机械零件，其配套应用领域不断拓宽。
从普通机械制造到精密仪器，从五金工具到大型机械，从电子工业到电机制造，从民用工业到军事工业，从一般技术到尖端高技术，均能见到粉末冶金工艺的身影。
在民用工业领域，粉末冶金制品已成为汽车、摩托车、家电、电动工具、农业机械、办公用具等行业不可或缺的配套基础零部件。
粉末冶金材料的主要类型1、硬质合金硬质合金是以一种或几种难熔碳化物的粉末为主要成分，加入起粘结作用的钴粉末，用粉末冶金法制得的材料。
常用硬质合金按成分和性能特点分为：钨钴类、钨钴钛类、钨钛钽（铌）类。
（1）硬质合金的性能硬度高，常温下硬度可达69-81HRC。
热硬性高，可达900-1000℃。
耐磨性好，其切削速度比高速工具钢高4-7倍，刀具寿命高5-80倍，可切削50HRC左右的硬质材料。
抗压强度高，但抗弯强度低，韧性差。
耐腐蚀性和抗氧化性良好。
线膨胀系数小，但导热性差。
硬质合金材料不能用一般的切削方法加工，只能采用电加工（如电火花、线切割、电解磨削等）或砂轮磨削。
因此，一般是将硬质合金制品钎焊、粘结或机械夹固在刀体或模具上使用。
（2）切削加工用硬质合金的分类和分组代号根据GB2075-87规定，切削加工用硬质合金按其切屑排除形式和加工对象范围不同分为P、M、K三个类别，根据被加工材质及适应的加工条件不同，将各类硬质合金按用途进行分组，其代号由在主要类别代号后面加一组数字组成，如P01、M10、K20等。
粉末冶金与硬质合金成型工艺介绍
粉末冶金与硬质合金是两种不同的成型工艺，分别适用于不同的应用领域。
以下是这两种工艺的介绍：粉末冶金是一种将金属粉末与适量的粘合剂均匀混合后，经压制成形、烧结而成的材料。
这种工艺可以用于制造各种硬质材料，如硬质合金、磁性材料、高温合金等。
粉末冶金工艺的主要优点是能够制造出单一成分的致密材料，而且工艺过程易于控制，材料性能易于控制和优化。
此外，粉末冶金工艺还可以实现材料的批量生产，具有较高的生产效率。
硬质合金是一种由硬质相和粘合相组成的合金，通常采用粉末冶金工艺制备。
制备硬质合金的关键步骤是将碳化钨（硬质相）与钴等金属或非金属元素混合，经过粉末冶金工艺制备成硬质合金粉末，再经过成型和烧结制备成硬质合金材料。
硬质合金具有很高的硬度、强度和耐磨性，广泛应用于刀具、模具、耐磨零件等领域。
在硬质合金成型工艺中，通常采用粉末冶金工艺中的压制、成型和烧结等方法。
具体来说，制备硬质合金粉末时，需要将各种金属或非金属元素混合均匀，经过球磨、筛分等工序制备成粉末。
然后，将制备好的粉末进行成型，制成所需的形状和尺寸。
接下来，将成型后的硬质合金坯料进行烧结，使其形成致密的硬质合金材料。
在压制过程中，需要控制压力、温度和时间等工艺参数，以确保材料的致密性和性能。
除了上述介绍的粉末冶金和硬质合金成型工艺外，还有其他一些成型工艺，如挤压、注射成型、等静压等。
这些工艺可以根据不同的材料特性和应用需求选择使用。
在选择成型工艺时，需要考虑到材料的性能要求、制造成本、生产效率等因素。
此外，在应用这些成型工艺时，也需要对材料的缺陷进行控制和管理，以提高材料的质量和性能。
以上信息仅供参考，如有需要可以咨询相关人士了解。
粉末冶金法的优缺点及应用
粉末冶金法的优缺点及应用粉末冶金法是一种利用金属和非金属粉末作为原材料，通过压制和烧结等工艺制备材料的方法。
粉末冶金法具有以下优点和应用：优点：1. 原材料利用率高：粉末冶金法避免了传统冶金工艺中的材料浪费问题，可以有效利用材料，提高资源利用率。
2. 工艺灵活性强：该方法可以制备各种形状和尺寸的零件，包括复杂的几何形状。
通过调整原料粉末的颗粒大小和成分，可以满足不同应用的需求。
3. 材料性能优异：通过粉末冶金法制备的材料具有很高的纯度和均匀性，密度高，结构致密，因此具有较高的机械性能、导电性能和热导性能。
4. 焊接和热处理性能好：相比于其他制备方法，由粉末冶金法制备的材料具有良好的焊接性能和热处理性能，更易于进行后续加工和处理。
缺点：1. 设备和能耗成本高：粉末冶金法的制备设备复杂，投资费用较高。
同时，加工过程中需要消耗大量的电能和热能，能耗较高。
2. 制备周期长：粉末冶金法需要进行多道工序，包括粉末制备、混合、压制、烧结等，所需时间较长，周期较长。
3. 部分材料难以获得：某些特殊材料的粉末较难获得，限制了粉末冶金法的应用范围。
应用：1. 金属制品：粉末冶金法广泛应用于金属制品的制备，包括汽车零部件、工具、航空航天零部件等。
通过粉末冶金法可以制备出具有高精度、高强度和轻质化特点的金属制品。
2. 合金制备：粉末冶金法可以制备出各种金属合金，包括钼合金、不锈钢合金等。
通过调整原料粉末的成分，可以获得不同特性的合金材料。
3. 电子器件：粉末冶金法可以制备出电子器件中使用的导电材料，如触点材料、电阻材料等。
这些材料具有优异的导电性能、耐磨性能和热稳定性能。
4. 硬质合金：粉末冶金法广泛应用于硬质合金的制备。
硬质合金具有高硬度、高耐磨性和高强度等优点，在切削工具、钻头、磨料等领域有广泛应用。
5. 陶瓷制品：粉末冶金法可用于制备陶瓷制品，如陶瓷刀具、陶瓷材料等。
这些陶瓷制品具有优异的耐磨性、绝缘性和耐高温性能。
粉末冶金
7．爆炸成形
借助爆炸波的高能量使粉末固结的成形方法。 可加工普通压制和烧结工艺难以成形的材料，如难熔金属、高 合金材料等，且成形密度接近于理论密度。还可压制普通压力机 无法压制的大型压坯。
5.2.4 烧结
按一定的规范加热到规定高温并保温一段时间，使 压坯获得一定物理与力学性能的工序。 1．连续烧结和间歇烧结 (1)连续烧结：待烧结材料连续地或平稳、分段地通过具有脱腊、
预热、烧结或冷却区段的烧结炉进行烧结的方式。 生产效率高，适用于大批、大量生产 (2) 间歇烧结：在炉内分批烧结零件的方式。 通过对炉温控制进行所需的预热，加热及冷却循环 生产效率较低，适用于单件、小批生产
2．固相烧结和液相烧结 (1)固相烧结：烧结速度较慢，制品强度较低 (2) 液相烧结：烧结速度较快，制品强度较高，用于具有特殊性能
5.1.2 粉末冶金的机理
1．压制的机理
压制是在模具或其它容器 中，在外力作用下，将粉末紧 实成具有预定形状和尺寸的工 艺过程。 压缩过程中，从而形成具有一定密度和强度的压 坯。随着粉末的移动和变形，较大的空隙被填充，颗 粒表面的氧化膜被破碎，接触面积增大，使原子间产 生吸引力且颗粒间的机械楔合作用增强。
5.2
粉末冶金工艺
金属粉末的制取→预处理→坯料的成形→烧结→后处理等
5.2.1 粉末的制取 机械法和物理化学法两大类 1．机械法
用机械力将原材料粉碎而 化学成分基本不发生变化的 工艺过程。
球磨法：用于脆性材料及合金
研磨法：用于金属丝或小块边
角料
雾化法：用于熔点较低的金属
a) 高速气流雾化 b) 离心雾化 c) 旋转电极雾化
4．等静压制
对粉末（或压坯）表面或对装粉末（或压坯）的软膜表面施以各 向大致相等的压力的压制方法
硬质合金的生产工艺
硬质合金的生产工艺硬质合金是一种由金属和非金属两种或更多相互混合而成的材料，具有高硬度、高熔点、耐磨、耐腐蚀等优良性能，广泛应用于机械制造、矿山工业、石油化工等领域。
其生产工艺主要包括原料制备、粉末冶金、材料成型和材料烧结四个主要步骤。
首先是原料制备。
硬质合金的主要原料是金属粉末和非金属粉末，通常采用的金属有钨、钴、钴钨，非金属有碳化钨、碳化钛等。
这些原料需要经过精细处理，使其颗粒大小均匀、纯度高。
同时，根据所需的合金成分比例，对原料进行混合和研磨，以确保合金的成分稳定一致。
其次是粉末冶金。
这一步骤是将混合好的金属粉末和非金属粉末混合在一起，通过高能球磨、高压水下机械粉碎或其他方法进行粉末合成。
粉末合成后，通过筛分和烘干等处理，得到均匀的粉末颗粒，为下一步的成型提供充分的条件。
接下来是材料成型。
成型是将合成的硬质合金粉末按照设计要求进行整形，常用的成型方法有挤压成型、注射成型和压块成型等。
其中，挤压成型是将粉末放置在金属模具中，通过高压力使粉末充分挤压，形成所需形状的绿体。
注射成型是将粉末混合物注入模具中，然后通过高压注射机将粉末注射成型。
压块成型是将粉末放置在模具中进行压制，形成块状的绿体。
成型后，通过一定的处理工艺，使绿体具有一定的强度和韧性，以便进行后续处理。
最后是材料烧结。
烧结是将成型后的绿体进行热处理，使其在高温下发生致密化，形成致密的硬质合金材料。
烧结过程中，主要是通过金属或非金属的相互扩散和重结晶，使原始粉末颗粒之间发生结合，形成坚固的晶粒结构。
此外，在烧结过程中还经常添加适量的流动剂，以促进金属和非金属之间的互相扩散，提高合金的致密度。
烧结结束后，冷却、表面处理和精加工等工艺进行，以确保硬质合金的质量和性能。
总结起来，硬质合金的生产工艺包括原料制备、粉末冶金、材料成型和材料烧结四个主要步骤。
通过这些步骤的精细处理和调控，可以获得具有优异性能的硬质合金材料，满足不同领域的需求。
硬质合金与粉末冶金一
锡基轴承合金具有较高 的耐磨性、导热性、耐 蚀性和嵌藏性，摩擦系 数和热膨胀系数小，但 疲劳强度较低，工作温 度不超过 150 ℃，价格 高。
巴氏合金轴瓦 广泛用于重型动力机械，如气轮机、涡轮Leabharlann 和内燃机等大型机器的高速轴瓦。
2、铅基轴承合金 是以铅为主加入少量锑、
锡、铜等元素的合金， 也是软基体硬质点型轴 承合金。
烧结： 在基体金属熔点以下保温，通过原子扩散、固溶、 化合、熔接，使坯料强化。 硬质相 （固态）
粘接相（熔化） 烧结示意图
金属陶瓷烧结炉
二、粉末冶金的应用 工具、减摩和功能材料
硬质合金铣 刀
硬质合金模具
三、硬质合金
金属陶瓷复合材料： 粘接相，Co、Ni 。 强化相，WC、TiC等。
硬质合金组织(Co+WC)
二、常用轴承合金 工业上常用的是锡基、铅基轴承合金, 又称巴氏合金。
1、锡基轴承合金 是以锡为主并加入少量锑、
铜等元素组成的合金，熔 点较低，是软基体硬质点 组织类型的轴承合金。
ZSnSb11Cu6合金的显微组织 典型牌号为ZSnSb11Cu6。 (其组织为基体+白亮块状SnSb+星状Cu3Sn)
为满足上述性能要求，轴承合金的组织应是软的基体上分布 着硬的质点或硬的基体上分布着软的质点.
当轴旋转时，软的基体（或质点）被磨损而凹陷，减少了轴 颈与轴瓦的接触面积，有利于储存润滑油 和轴与轴瓦间的磨合，而硬的 质点 (基体)则支撑着轴颈，起 承载和耐磨作用.
软基体 (或质点)还能起嵌藏外 来硬杂质颗粒的作用, 以避免 擦伤轴颈。
1. 硬质合金的性能特点 硬度高（69~81HRC），热硬性高（900~1000℃）， 耐磨，脆性大。
刀具材料粉末冶金硬质合金
工具钢耐磨工具钢工具钢（Tool steel），是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的钢。
工具钢具有较高的硬度和在高温下能保持高硬度得红硬性，以及高的耐磨性和适当的韧性。
工具钢一般分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢。
碳素工具钢一、生产品种热轧棒材圆钢直径或方钢边长8mm-80mm锻制棒材圆钢直径或方钢边长50mm-150mm棒材圆钢直径冷拉8mm-40mm厚度0.7mm热轧钢板-15mm钢带厚度冷拉3.60mm-0.10mm冷拉钢丝圆钢丝直径0.050mm-16mm30mm*12（、-10扁钢热轧、厚度*宽度3mm2225、、2814、、16、20、18、30、32、35、38、40、45、50、55、60、65、90、100、160）mm锻制扁钢厚度*宽度 10mm-65mm*（40、45、50、55、60、65、70、80、90、100、110、120、130、150、170、180、190、200）mm二、性能和用途T7、T7A 亚共析钢。
具有较好的塑、韧性和强度，以及一定的硬度，能承受震动和冲击负荷，但切削能力差。
用于制造承受冲击负荷不大，且要求具有适当硬度和耐磨性，及较好的韧性的工具，如锻模、凿子、锤、冲头、金属剪切刀、扩孔钻、钢印、木工工具、风动工具、机床顶尖、钳工工具、钻凿工具、较钝的外科医疗用具等。
T8、T8A 共析钢。
淬火加热时容易过热，变形也大，塑性和强度比较低，不宜制造承受较大冲击的工具，但经热处理后有较高的硬度和耐磨性。
用于制造切削刃口在工作时不变热的工具，如木工工具、风动工具、钳工工具、简单模具、铆钉冲模、中心孔铳和冲模、切削钢材用工具、轴承、刀具、铝锡合金压铸板和型芯，以及各类弹簧等。
T8Mn、T8MnA 共析钢。
具有较高的淬透性和硬度，但塑性和强度较低。
用于制造断面较大的木工工具、手锯锯条、刻印工具、铆钉冲模、发条、带锯锯条、圆盘锯片、煤矿用凿、石工用凿等。
第十章粉末冶金与硬质合金
二、常用硬质合金
常用硬质合金的牌号、成分和性能
常用硬质合金刀具（刀片）牌号的选用
三、钢结硬质合金 用粉末冶金方法除了可以生产上述种类的硬质合金外，还可以生 产一种新型硬质合金，即钢结硬质合金。
主要成分是碳化 钨和碳化钛，并以合 金钢粉末作为粘结剂。
这种硬质合金与 钢一样，可以进行锻 造、热处理、焊接等 加工。
第一节 粉末冶金
粉末冶金是将金属粉末(或掺入部分非金属粉末)经过成形和烧结， 制成金属材料或机械零件的一种加工工艺方法。
一、粉末冶金的生产工艺
1.制粉
机械法 氧化物还原法
2.混料 3.成形
干式 半干式 湿式 常温加压成形
加热加压成形
粉末冶金
4.烧结 5.后处理
整形 侵油 蒸汽处分和性能二常用硬质合金常用硬质合金刀具刀片牌号的选用三钢结硬质合金用粉末冶金方法除了可以生产上述种类的硬质合金外还可以生产一种新型硬质合金即钢结硬质合金
第十章 粉末冶金与硬质合金
第一节 粉末冶金 第二节 硬质合金
学习要求
1.了解粉末冶金生产的原理； 2.了解粉末冶金生产的方法、产品的性能及应用。
第二节 硬质合金
硬质合金属于粉末冶金材料，即由难熔金属硬质化合物(硬质相) 和金属粘结剂(粘结相)经粉末冶金方法制成的。通常使用的硬质合金 主要以碳化物作为硬质相，以钴作为粘结相通过高温烧结而成。
一、硬质合金的特性
硬度高、热硬性高、耐磨性好。
抗压强度高、弹性模量高。
硬质合金
硬质合金还具有良好的耐蚀性(抗大气、酸、碱等)与抗氧化性。
粉末冶金制品的成形、烧结、整形过程 a)填料；b)加压；c)出坯；d)烧结；e)整形 1一上模；2一填料槽；3一金属粉；4一下模
硬质合金制备过程中的基本原理、烧结工艺及应用培训
硬质合金制备过程中的基本原理、烧结工艺及应用培训硬质合金是一种由金属粉末和粉末冶金工艺制备而成的高强度、高硬度材料。
其制备过程包括原料选择、粉末的制备、混合、成型和烧结等步骤。
硬质合金的基本原理是以金属粉末为基础材料，通过添加适量的碳化物粉末（如钨碳化钴粉末）作为增强相，经过混合、压制和烧结等工艺步骤形成。
在烧结过程中，金属粉末首先在高温下熔化，然后通过熔湿作用与碳化物相互反应生成金属碳化物结合相，使金属基体形成牢固且均匀分布的增强相颗粒。
烧结工艺是硬质合金制备过程中至关重要的一步。
主要包括预压、烧结及后处理三个阶段。
在预压阶段，通过将混合好的金属粉末和碳化物粉末放入模具中，利用压力将其预压成坯体。
这一步骤旨在提高粉末的绿密度和可压性，并为后续的烧结提供条件。
然后，将预压好的坯体放入高温的烧结炉中进行烧结。
烧结过程中，坯体在高温下逐渐熔化，金属与金属碳化物进行反应，并合成出独特的金属碳化物相。
同时，由于烧结炉中的高温和压力作用，使得金属碳化物颗粒之间发生颗粒扩散和晶粒长大现象，从而形成致密且强度高的硬质合金。
最后，在后处理阶段，将烧结好的硬质合金进行加工和调质，以达到所需的硬度和强度。
这包括切割、切磨、车削、磨削等工艺，以及热处理过程，如回火和时效处理等。
硬质合金的应用非常广泛，常见的应用包括切削工具、矿业工具、电子元件等领域。
由于硬质合金具有极高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，因此在切削加工领域被广泛应用于车削、钻孔、铣削和切割等工艺中。
同时，在矿业工具领域，硬质合金可以用作凿岩钻头、矿山钻头等，因为它的耐磨性和强度能够满足严苛的工况要求。
在电子元件领域，由于硬质合金具有优异的导热性和耐腐蚀性能，因此常用于制造散热器、金属工具接触点等。
总之，硬质合金的制备是一个复杂的过程，包括原料选择、混合、成型和烧结等多个步骤。
通过控制工艺参数和多次迭代优化，可以获得具有优异性能的硬质合金材料，满足不同领域的应用需求。
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。
第十章 粉末冶金与硬质合金
• 特点：可锻造、热处理、切削加工； • 代号:YE65;YE50
• 1、硬质合金T-型槽铣刀具 2、硬质合金三面刃铣刀 • 3、硬质合金燕尾槽铣刀具 4、整合硬质合金麻花钻
1、顶尖 2、热轧辊 3、锯片铣刀 4、切削刀片
《 Metallography and heat-treatment 》 多媒体教学课件
第十章 粉末冶金与硬质合金
授课院系：冶金化工系 课件制作：王晓丽 初立新 王静
一、粉末冶金
粉未冶金:是将金属粉未(或掺入部分非金属粉 未)经过成形和烧结，制成金属材料或机械零 件的一种加工工艺方法。 生产工艺:制粉;混料;成形;烧结;后处理.
切削加工用硬质合质的分类： • Ｐ－适用于加工长切屑的黑色金属，以蓝
色作标志，相当于ＹＴ类； • Ｍ－适用于加工长切屑或短的黑色金属或
有色金属。以黄色作标志，相当于ＹＷ类； • Ｋ－适用于加工长切屑的黑色金属，以红
色作标志，相当于ＹＧ类。
• 4、钢结硬质合金 • 成份：ＷＣ＋ＴiＣ＋合金钢粉未（５０－
不能使用冷速液。
３、金属陶瓷硬质合金（常用）
• 定义：将一些难熔的金属碳化物粉未（Ｗ Ｃ、ＴiＣ等）和粘结剂（Ｃo、Ｎi）混合 加压成形再经烧结的一种粉未冶金材料。 其工艺与陶瓷结相似，故而得名。
(１)钨钴类硬质合金
• 成份：ＷＣ＋Ｃo
• 牌号：ＹＧ＋数字( “硬”“钴”＋Ｃo％ )
• ＹＧ３
ＹＣ ９４％ＷＣ ９２％ＷＣ；
• (２)钨钴钛硬质合金
• 成份：ＷＣ＋ＴIＣ＋ＣＯ
• 牌号：ＹＴ＋数字 ( 硬钛＋ＴiＣ％ )
• ＹＴ１５:１５％ＴiＣ+９５％（ＷＣ＋Ｃo）
(３)万能硬质合金 成份：ＴaＣ、ＮbＣ取代部分ＴiＣ; 其余Ｗ Ｃ＋ＣＯ 取代量越大，б弯越大，性能更好。 牌号：ＹＷ＋数字 (“硬万”＋顺序号)
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3.烧结摩擦材料
铜基含油轴承
烧结摩擦材料通常是以强度高、导热性好、熔点高的金属(如铁、 铜)为基体，加入能提高摩擦系数的摩擦组元(如Al2O3、SiO2、石棉 等)及能抗咬合的润滑组元(如铅、锡、石墨等)经烧结制成的。
第二节 硬质合金
硬质合金属于粉末冶金材料，即由难熔金属硬质化合物(硬质相) 和金属粘结剂(粘结相)经粉末冶金方法制成的。通常使用的硬质合金 主要以碳化物作为硬质相，以钴作为粘结相通过高温烧结而成。
机械法 氧化物还原法 干式 半干式 湿式 常温加压成形
加热加压成形
粉末冶金
4.烧结 5.后处理Leabharlann 整形 侵油 蒸汽处理 硫化处理
烧结熔焊成形
粉末冶金制品的成形、烧结、整形过程 a)填料；b)加压；c)出坯；d)烧结；e)整形 1一上模；2一填料槽；3一金属粉；4一下模
二、常用粉末冶金材料
铁基含油轴承 1.烧结减摩材料
第十章 粉末冶金与硬质合金
第一节 粉末冶金 第二节 硬质合金
学习要求
? 1.了解粉末冶金生产的原理； ? 2.了解粉末冶金生产的方法、产品的性能及应用。
第一节 粉末冶金
粉末冶金是将金属粉末(或掺入部分非金属粉末)经过成形和烧结， 制成金属材料或机械零件的一种加工工艺方法。
一、粉末冶金的生产工艺
1.制粉 2.混料 3.成形
主要成分是碳化 钨和碳化钛，并以合 金钢粉末作为粘结剂。
这种硬质合金与 钢一样，可以进行锻 造、热处理、焊接等 加工。
一、硬质合金的特性
?硬度高、热硬性高、耐磨性好。
?抗压强度高、弹性模量高。
硬质合金
?硬质合金还具有良好的耐蚀性(抗大气、酸、碱等)与抗氧化性。
二、常用硬质合金
常用硬质合金的牌号、成分和性能
常用硬质合金刀具（刀片）牌号的选用
三、钢结硬质合金 用粉末冶金方法除了可以生产上述种类的硬质合金外，还可以生 产一种新型硬质合金，即钢结硬质合金。