硬质合金的成分(硬质合金组成和特点)

特殊钢 3年前 (2023) aysz01
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今天给各位分享硬质合金的成分的知识,现在开始吧!

硬质合金指哪些材料?

硬质合金的成分(硬质合金组成和特点)

i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。它主要用於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,相当於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,都高於高速钢。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

由於硬质合金硬度高并有脆性,所以粉末冶金成形烧结後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,采用釺焊、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),後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),後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。牌号用代号YW(「硬」、「万」两字汉语拼音字首)後加序数表示。

硬质合金的应用

⑴刀具材料

硬质合金用做刀具材料的数量最大,可制作车刀、铣刀、刨刀、钻头等。其中钨钴类硬质合金适於黑色金属、有色金属的短切屑加工和非金属材料的加工,如铸铁、铸造黄铜、胶木等;钨钛钴类硬质合金适於钢等黑色金属的长切屑加工。在同类合金中,钴含量较多的适於粗加工,钴含量少的适於精加工。通用类硬质合金对於不锈钢等难加工材料的加工寿命较其他硬质合金长得多。

⑵模具材料

硬质合金主要用做冷拉模、冷冲模、冷挤模、冷墩模等冷作模具。⑶量具和耐磨零件

硬质合金用於量具的易磨损表面镶嵌和零件、磨床精密轴承、无心磨床导板和导杆、车床顶尖等耐磨件。

什么叫硬质合金?

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。

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,统称为硬质合金。下面以碳化物为重点来说明硬质含金的结构、特征和应用。

ⅣA、ⅤA、ⅥA族金属与碳形成的金属型碳化物中,由于碳原子半径小,能填充于金属品格的空隙中并保留金属原有的晶格形式,形成间充固溶体。在适当条件下,这类固溶体还能继续溶解它的组成元素,直到达到饱和为止。因此,它们的组成可以在一定范围内变动(例如碳化钛的组成就在TiC0.5~TiC之间变动),化学式不符合化合价规则。当溶解的碳含量超过某个极限时(例如碳化钛中Ti︰C=1︰1),晶格型式将发生变化,使原金属晶格转变成另一种形式的金属晶格,这时的间充固溶体叫做间充化合物。

金属型碳化物,尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属碳化物的熔点都在3273K以上,其中碳化铪、碳化钽分别为4160K和4150K,是当前所知道的物质中熔点最高的。大多数碳化物的硬度很大,它们的显微硬度大于1800kg?6?1mm2(显微硬度是硬度表示方法之一,多用于硬质合金和硬质化合物,显微硬度1800kg?6?1mm2相当于莫氏一金刚石一硬度9)。许多碳化物高温下不易分解,抗氧化能力比其组分金属强。碳化钛在所有碳化物中热稳定性最好,是一种非常重要的金属型碳化物。然而,在氧化气氛中,所有碳化物高温下都容易被氧化,可以说这是碳化物的一大弱点。

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。

粘结金属一般是铁族金属,常用的是钴和镍。

制造硬质合金时,选用的原料粉末粒度在1~2微米之间,且纯度很高。原料按规定组成比例进行配料,加进酒精或其他介质在湿式球磨机中湿磨,使它们充分混合、粉碎,经干燥、过筛后加入蜡或胶等一类的成型剂,再经过干燥、过筛制得混合料。然后,把混合料制粒、压型,加热到接近粘结金属熔点(1300~1500℃)的时候,硬化相与粘结金属便形成共晶合金。经过冷却,硬化相分布在粘结金属组成的网格里,彼此紧密地联系在一起,形成一个牢固的整体。硬质合金的硬度取决于硬化相含量和晶粒粒度,即硬化相含量越高、晶粒越细,则硬度也越大。硬质合金的韧性由粘结金属决定,粘结金属含量越高,抗弯强度越大。

1923年,德国的施勒特尔往碳化钨粉末中加进10%~20%的钴做粘结剂,发明了碳化钨和钴的新合金,硬度仅次于金刚石,这是世界上人工制成的第一种硬质合金。用这种合金制成的刀具切削钢材时,刀刃会很快磨损,甚至刃口崩裂。1929年美国的施瓦茨科夫在原有成分中加进了一定量的碳化钨和碳化钛的复式碳化物,改善了刀具切削钢材的性能。这是硬质合金发展史上的又一成就。

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、喷嘴等。

近二十年来,涂层硬质合金也问世了。1969年瑞典研制成功了碳化钛涂层刀具,刀具的基体是钨钛钴硬质合金或钨钴硬质合金,表面碳化钛涂层的厚度不过几微米,但是与同牌号的合金刀具相比,使用寿命延长了3倍,切削速度提高25%~50%。20世纪70年代已出现第四代涂层工具,可用来切削很难加工的材料。

硬质合金的主要成分有哪些

通常按合金成份进行分类,用途表述则比较分散。 分类碳化钨基硬质合金:包括 WC—Co、WC—TaC—Co、WC—TiC—Co、 WC—TiC—TaC—Co、WC—Ti—TaC—NbC—Co 等合金,这些合金均以碳化钨为主 成份。 碳化钛基或碳氮化钛基硬质合金:通常以 TiC 或 Ti(C、N)为基础成份, 以 Ni—Mo 作粘结剂而组成的一种硬质合金。这类硬质合金近几年又有许多新的 进展, 如含 Ta、 等重金属元素的多元复式碳化物固溶体加入研制高性能 Ti W (C、 N)基金属陶瓷等。 碳化铬基硬质合金:以 Cr3C2 为基,以 Ni 或 Ni—W 等作粘结剂而组成的硬 质合金,通常用来作耐磨耐腐蚀零件,近几年还大量用于装饰品部件如表链等。 钢结硬质合金:以 TiC 或 WC 为基,钢作粘结剂而组成的一种硬质合金, 是一种可进行机加工和热处理的合金, 是介于传统硬质合金与合金钢之间的一种 工程材料。 涂层硬质合金:通常指在韧性的碳化钨基硬质合金基体上通过化学气相 沉积或物理涂层方法,涂上几微米厚的 TiC、TiN、Ti(C、N)、Al2O3 之类的硬 质化合物而生产的。

硬质合金有什么成份?

(

1)钨钴类(

WC+Co)硬质合金(

YG)

主要成分是碳化钨(WC)和粘结剂钴(Co)。

(

2)钨钛钴类(

WC+TiC+Co)硬质合金(

YT)

主要成分是碳化钨、碳化钛(TiC)及钴

(3)

钨钽钴类(

WC+TaC+Co)硬质合金(

YA)

(

4)钨钛钽钴类(

WC+TiC+TaC+Co)

)硬质合金

(YW)

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