硬质合金与钢的焊接(谷风资料)

硬质合金与钢的焊接

硬质合金是种高生产率的工具材料，是将高熔点、高硬度的金属碳化物粉末与黏结剂混合，用粉末冶金法压制成各种所需形状的工件。硬质合金与钢的焊接主要用于机械加工的刀具、刃具、模具、采掘工具和以耐磨作为主要性能的各种零部件，特点是可以节省大量的贵重金属，降低生产成本，提高零部件的使用寿命。

硬质合金工具在各工业部门已经得到广泛的应用，并收到了显著的效果。

1. 硬质合金的分类、用途及性能

硬质合金是金属碳化物粉末与钴的混合物，常用的金属碳化物是碳化钨、碳化钛、碳化铌和碳化钒等，均可使硬质合金具有高硬度和高耐磨性。硬质合金的黏结剂主要是金属钴或金属镍等，能保证硬质合金具有一定的强度和韧性。

1.1 硬质合金的分类及用途

（1）常用硬质合金的分类、成分及用途

我国常用硬质合金的分类、化学成分、使用性能及用途见表1。我国生产的硬质合金分为YT和YG两大类。YT类是由碳化钛、碳化钨和钴等组成，主要成分为WC、TiC和Co，多用于制作切削钢材的刀具。YG类是碳化钨和钴的合金，主要成分是WC和Co，多用于制造切削铸铁件、淬火钢、不锈钢等的刀具，以及用于制造各种硬质合金量具、模具、地质采矿和石油钻井用的采掘工具等。此外，还有YW类加入少量碳化钽或碳化铌等贵重金属碳化物的钛钨钴类硬质合金，用做切削特殊耐热合金材料的刀具。

表1 常用硬质合金的分类、化学成分使用性能及用途

类别牌号

化学成分/%

使用性能及用途WC TiC TaC(NbC) Co

钨钴类YG3X 97 －－ 3

耐磨性好，但韧性较差。适用于铸铁、有色金属及其合金的

精镗、精车等。也可用于合金钢、淬火钢的精加工

YG6X 94 －－ 6

细颗粒碳化钨合金，耐磨性高于YG6，强度接近于YG6。适用

于冷硬合金铸铁与耐热合金钢或普通铸铁的精加工

YG6 94 －－ 6

耐磨性介于YG8和YG3之间。适于铸铁、有色金属及其合金

的粗加工或半精加工，也用于有色金属线材的拉伸，地质勘

探、煤炭采掘用钻头等

YA6

91～

93

－1～3 6

细颗粒碳化钨合金由于加入少量稀有元素，耐磨性及强度高。

适于铸铁、有色金属及其合金的半精加工，亦适用于高锰钢、

淬火钢、合金钢的半精加工和精加工

YG8 92 －－8

强度高，耐冲击，适于铸铁、有色金属及其合金或非金属的

粗加工、断续切削和钻深孔、扩孔等，还适用于拉丝模、采

掘工业用钻头、喷嘴、顶尖、导向装置等

钨钴钛类YT30 66 30 － 4

红硬性和耐磨性好，可高速切削，但不耐冲击，焊接和刃磨

时应加倍小心。适于碳钢和合金钢的精加工，如小断面精车、

精镗、精扩及淬火钢的精车

YT15 79 15 － 6

耐磨性优于YT5和YT14，但强度和抗冲击性较差。适于钢材

的半精加工和精加工，如精车和半精车、精铣和半精铣、扩

孔等

YT14 78 14 －8

强度高，抗冲击性好，耐磨性略低于YT15。适于钢材的粗加

工和半精加工，如不平整断面和连续切削时的粗车，间断切

削时的半精车，连续面的粗铣，铸孔的扩钻等

YT5 85 5 －10

在钨钴钛合金中强度最高，但耐磨性较差。适用于碳钢或合

金钢的粗加工及断续切削，如粗车、粗刨、粗铣及钻孔等

通用类YW1 84 6 4 6

红硬性较好，能承受一定的冲击负荷，是一种通用性较好的

合金。适用于耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工钢材和铸铁

的加工

YW2 82 6 4 8

耐磨性低于YW1，但强度高且能耐较大的冲击负荷。适用于耐

热钢、高锰钢、不锈钢及高合金钢等特殊难加工钢材的粗加

工和半精加工，也可用于铸铁的加工

（2）用于各类工具的硬质合金

另一种分类方法是将用于切削、采掘等用途的各类硬质合金分为金属陶瓷硬质合

金和钢结硬质合金两类。

① 金属陶瓷硬质合金将难熔的金属碳化物粉末（如WC、TiC等）和黏结剂（如

Co、Ni等）混合，加压成形，经烧结而成的粉末冶金材料。例如生产中应用最

广泛的钨钴类硬质合金（YG3、YG6、YG8等）和钨钴钛类硬质合金（YT5、YT15、

YT30等）。这类硬质合金的刀具耐高温、耐磨损，广泛用于制造量具、模具，

也用于制造钎头、钻头等。

② 钢结硬质合金以一种或几种碳化物（如TiC、WC等）为硬化相，以合金钢（如

高速钢、铬钼钢等）粉末为黏结剂，经配料、混料、压制和烧结而成的粉末冶金

材料。这是一种新型的工具材料，可分为如下两种。

a.高速钢结硬质合金含TiC为35%，含高速钢的质量分数为65%，经淬火－回火

后的硬度为HRC69～73。

b.铬钼钢结硬质合金含WC为50%，含铬钼钢的质量分数为50%。

钢结硬质合金广泛用于制造各种形状复杂的刀具，如机械加工中常用的麻花钻

头、铣刀等，也用于制造高温工作的各种模具、工具和耐磨零件等。

1.2 硬质合金的性能