今天給各位分享硬質合金耐磨零件的知識,現在開始吧!

硬質合金的材料性質
硬質合金是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)微米級粉末為主要成分,以鈷(Co)或鎳(Ni)、鉬(Mo)為粘結劑,在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的粉末冶金制品。
ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬的碳化物、氮化物、硼化物等,由于硬度和熔點特別高,統稱為硬質合金。下面以碳化物為重點來說明硬質含金的結構、特征和應用。
ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬與碳形成的金屬型碳化物中,由于碳原子半徑小,能填充于金屬晶格的空隙中并保留金屬原有的晶格形式,形成間隙固溶體。在適當條件下,這類固溶體還能繼續溶解它的組成元素,直到達到飽和為止。因此,它們的組成可以在一定范圍內變動(例如碳化鈦的組成就在TiC0.5~TiC之間變動),化學式不符合化合價規則。當溶解的碳含量超過某個極限時(例如碳化鈦中Ti︰C=1︰1),晶格型式將發生變化,使原金屬晶格轉變成另一種形式的金屬晶格,這時的間充固溶體叫做間充化合物。
金屬型碳化物,尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬碳化物的熔點都在3273K以上,其中碳化鉿、碳化鉭分別為4160K和4150K,是當前所知道的物質中熔點最高的。大多數碳化物的硬度很大,它們的顯微硬度大于1800kgmm2(顯微硬度是硬度表示方法之一,多用于硬質合金和硬質化合物,顯微硬度1800kgmm2相當于莫氏一金剛石一硬度9)。許多碳化物高溫下不易分解,抗氧化能力比其組分金屬強。碳化鈦在所有碳化物中熱穩定性最好,是一種非常重要的金屬型碳化物。然而,在氧化氣氛中,所有碳化物高溫下都容易被氧化,可以說這是碳化物的一大弱點。
除碳原子外,氮原子、硼原子也能進入金屬晶格的空隙中,形成間隙固溶體。它們與間隙型碳化物的性質相似,能導電、導熱、熔點高、硬度大,同時脆性也大。
硬質合金的基體由兩部分組成:一部分是硬化相;另一部分是粘結金屬。
硬化相是元素周期表中過渡金屬的碳化物,如碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭,它們的硬度很高,熔點都在2000℃以上,有的甚至超過4000℃。另外,過渡金屬的氮化物、硼化物、硅化物也有類似的特性,也可以充當硬質合金中的硬化相。硬化相的存在決定了合金具有極高硬度和耐磨性。
硬質合金對碳化鎢WC粒度的要求根據不同用途的硬質合金采用不同粒度的WC(碳化鎢)。硬質合金切削刀具:比如切腳機刀片、V-CUT刀等精加工合金采用超細、亞細、細顆粒WC,粗加工合金采用中顆粒WC,重力切削和重型切削的合金采用中、粗顆粒WC做原料;礦山工具:巖石硬度高,沖擊負荷大,采用粗顆粒WC,巖石沖擊小沖擊負荷小采用中顆粒WC做原料;耐磨零件:當強調其耐磨性、抗壓和表面光潔度時,采用超細、亞細、細、中顆粒WC做原料,耐沖擊工具采用中、粗顆粒WC原料為主。WC理論含碳量為6.128%(原子50%),當WC含碳量大于理論含碳量,則WC中出現游離碳(WC+C)。游離碳的存在,燒結時使其周圍的WC晶粒長大,致使硬質合金晶粒不均勻。碳化鎢一般要求化合碳高(≥6.07%),游離碳(≤0.05%),總碳則決定于硬質合金的生產工藝和使用范圍。正常情況下,石蠟工藝真空燒結用WC總碳主要決定于燒結前壓塊內的化合氧含量。含一份氧要增加0.75份碳,即WC總碳=6.13%+含氧量%0.75(假設燒結爐內為中性氣氛,實際上多數真空爐為滲碳氣氛,所用WC總碳小于計算值)。目前我國WC的總碳含量大致分為三種:石蠟工藝真空燒結用WC的總碳約為6.180.03%(游離碳將增大)。石蠟工藝氫氣燒結用WC的總碳含量為6.130.03%。橡膠工藝氫氣燒結用WC總碳=5.900.03%。上述工藝有時交叉進行,因此確定WC總碳要根據具體情況。不同使用范圍、不同Co(鈷)含量、不同晶粒度的合金所用WC總碳可做一些小的調整。低鈷合金可選用總碳偏高的碳化鎢,高鈷合金則可選用總碳偏低的碳化鎢。總之,硬質合金的具體使用需求不同對碳化鎢粒度的要求也不同。
粘結金屬一般是鐵族金屬,常用的是鈷和鎳。
制造硬質合金時,選用的原料粉末粒度在1~2微米之間,且純度很高。原料按規定組成比例進行配料,加進酒精或其他介質在濕式球磨機中濕磨,使它們充分混合、粉碎,經干燥、過篩后加入蠟或膠等一類的成型劑,再經過干燥、過篩制得混合料。然后,把混合料制粒、壓型,加熱到接近粘結金屬熔點(1300~1500℃)的時候,硬化相與粘結金屬便形成共晶合金。經過冷卻,硬化相分布在粘結金屬組成的網格里,彼此緊密地聯系在一起,形成一個牢固的整體。硬質合金的硬度取決于硬化相含量和晶粒粒度,即硬化相含量越高、晶粒越細,則硬度也越大。硬質合金的韌性由粘結金屬決定,粘結金屬含量越高,抗彎強度越大。
硬質合金都用來做什么呢?
硬質合金是中一種常用的合金材料,其最大特點是具有很高的硬度和耐磨性。從構成上來說,硬質合金是以一種或多種難熔的碳化物,如碳化鎢、碳化鈦等的粉末為主要成分,加入作為粘接劑的金屬粉末如鈷、鎳等,經粉末冶金制成造而成的合金材料。硬質合金通常用于制造切削刀具、冷作模具以及高耐磨零件等。
首先,硬質合金具有極高的硬和耐磨性。常溫下,它的硬度可以達到69到81HRC,耐磨性表現也相當不錯。因此,這種材料制作的刀具切削速度可以比高速鋼刀具快4到7倍,使用壽命不僅不會低于后者,反而比高速鋼刀具長5到80倍,可以用于切削硬度達到50HRC的高硬度材料。
其次,硬質合金還具有很高的強度和彈性模量。其抗壓強度達到6000MPa,彈性模量最高可以達到735MPa,折兩項指標均高于于高速鋼材料。但是,硬質合金的抗彎強度較低,只有1000到3000MPa。
第三,硬質合金具有較好的耐蝕性、抗氧化性和耐高溫性。硬質合金制作的刀具,通常能夠很好地抵抗大氣、酸、堿等造成的腐蝕,不容易發生氧化,還可以在900到1000度的高溫下保持堅硬。
第四,硬質合金的線膨脹系數很小,這導致其加工時,可以具有穩定的形狀尺寸。
第五,使用硬質合金加工成形的制品,通常不能再進行加工和重磨。這是因為硬質和金的脆性較高,重磨時容易引起碎裂,所以只能采用電火花、線切割、電解磨削等電加工或專門的砂輪磨削。
硬質合金的種類,代號,應用范圍是什么?
分類
1、鎢鈷類硬質合金
牌號由YG和平均含鈷量的百分數組成。鎢鈷硬質合金,可用來切削鑄鐵、有色金屬和非金屬材料,亦可用做拉伸模、冷沖模、噴嘴、軋輥、頂錘、量具、刃具等耐磨工具和礦山工具。
2、鎢鈦鈷類硬質合金
牌號由YT和碳化鈦平均含量組成。鎢鈦鈷硬質合金具有較高的抗月牙洼磨損能力,適合作長切削材料的刀具。
3、鎢鈦鉭(鈮)類硬質合金
牌號由YW加順序號組成。
硬質合金具有很高的硬度、強度、耐磨性和耐腐蝕性,用于制造切削工具、刀具、鈷具和耐磨零部件,廣泛應用于軍工、航天航空、機械加工、冶金、石油鉆井、礦山工具、電子通訊、建筑等領域。
擴展資料
鎢鈷硬質合金品種繁多,按其成分可分為低鈷、中鈷和高鈷合金3類;按其WC晶粒大小可分為微晶粒、細晶粒、中等晶粒和粗晶粒合金4類,按其用途可分為鎢切削工具、礦山工具和耐磨工具3類。
鎢鈷硬質合金的性能與合金成分、組織結構和制造工藝有關。其中最主要的因素是:粘結金屬的組成和含量;WC的粒度大小和分布;碳含量;添加劑的組成和含量,以及影響合金相組成、WC晶粒大小和致密化的各種工藝因素。
與鎢鈷硬質合金比較,相同鈷含量的鎢鈦鈷硬質合金的抗彎強度較低,并隨著TiC含量的增加而降低。
參考資料來源:百度百科-硬質合金
參考資料來源:百度百科-鎢鈷硬質合金
參考資料來源:百度百科-鎢鈦鈷硬質合金
硬質合金指哪些材料?
i硬質合金是以一種或幾種難熔碳化物(碳化鎢、碳化鈦等)的粉末為主要成分,加入作為粘接劑的金屬粉末(鈷、鎳等),經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、韌材料切削刃具,以及制作冷作模具、量具和不受沖擊、振動的高耐磨零件。硬質合金的特點
⑴硬度、耐磨性和紅硬性高
硬質合金常溫下硬度可達86~93HRA,相當於69~81HRC。在900~1000℃能保持高硬度,并有優良的耐磨性。與高速工具鋼相比,切削速度可高4~7倍,壽命長5~80倍,可切削硬度高達50HRC的硬質材料。"⑵強度、彈性模量高
硬質合金的抗壓強度高達6000MPa,彈性模量為(4~7)105MPa,都高於高速鋼。但其抗彎強度較低,一般為1000~3000MPa。
⑶耐蝕性、抗氧化性好
一般能很好地抗大氣、酸、堿等腐蝕,不易氧化。
⑷線膨脹系數小
工作時,形狀尺寸穩定。
⑸成形制品不再加工、重磨
由於硬質合金硬度高并有脆性,所以粉末冶金成形燒結後不再進行切削加工或重磨,特需再加工時,只能采用電火花、線切割、電解磨削等電加工或專門的砂輪磨削。通常由硬質合金制成的一定規格的制品,采用釺焊、粘接或機械裝夾在刀體或模具體上使用。
常用硬質合金
常用硬質合金按成分和性能特點分為三類:鎢鈷類、鎢鈦鈷類、鎢鈦鉭(鈮)類。生產中應用最廣泛的是鎢鈷類和鎢鈦鈷類硬質合金。
⑴鎢鈷類硬質合金
主要成分是碳化鎢(WC)和鈷,牌號用代號YG(「硬」、「鈷」兩字漢語拼音字首),後加鈷含量的百分數值表示。如YG6表示鈷含量為6%的鎢鈷類硬質合金,碳化鎢含量wWC=1-wCo=94%。
⑵鎢鈦鈷類硬質合金
主要成分是碳化鎢(WC)、碳化鈦(TiC)及鈷,牌號用代號YT(「硬」、「鈦」兩字漢語拼音字首),後加碳化鈦含量的百分數值表示。如YT15表示碳化鈦含量wTiC=15%的鎢鈦鈷類硬質合金。
⑶鎢鈦鉭(鈮)類硬質合金
這類硬質合金又稱通用硬質合金或萬能硬質合金,主要成分是碳化鎢(WC)、碳化鈦(TiC)、碳化鉭(TaC)或碳化鈮(NbC)和鈷組成。牌號用代號YW(「硬」、「萬」兩字漢語拼音字首)後加序數表示。
硬質合金的應用
⑴刀具材料
硬質合金用做刀具材料的數量最大,可制作車刀、銑刀、刨刀、鉆頭等。其中鎢鈷類硬質合金適於黑色金屬、有色金屬的短切屑加工和非金屬材料的加工,如鑄鐵、鑄造黃銅、膠木等;鎢鈦鈷類硬質合金適於鋼等黑色金屬的長切屑加工。在同類合金中,鈷含量較多的適於粗加工,鈷含量少的適於精加工。通用類硬質合金對於不銹鋼等難加工材料的加工壽命較其他硬質合金長得多。
⑵模具材料
硬質合金主要用做冷拉模、冷沖模、冷擠模、冷墩模等冷作模具。⑶量具和耐磨零件
硬質合金用於量具的易磨損表面鑲嵌和零件、磨床精密軸承、無心磨床導板和導桿、車床頂尖等耐磨件。
什么是硬質合金?
硬質合金是由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能,特別是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的溫度下也基本保持不變,在1000℃時仍有很高的硬度。硬質合金還可用來制作鑿巖工具、采掘工具、鉆探工具、測量量具、耐磨零件、金屬磨具、汽缸襯里、精密軸承、噴嘴、五金模具(如拉絲模具、螺栓模具、螺母模具、以及各種緊固件模具,硬質合金的優良性能逐步替代了以前的鋼鐵模具)。
近二十年來,涂層硬質合金也問世了。1969年瑞典研制成功了碳化鈦涂層刀具,刀具的基體是鎢鈦鈷硬質合金或鎢鈷硬質合金,表面碳化鈦涂層的厚度不過幾微米,但是與同牌號的合金刀具相比,使用壽命延長了3倍,切削速度提高25%~50%。20世紀70年代已出現第四代涂層工具,可用來切削很難加工的材料。
硬質合金棒主要適用于鉆頭,立銑刀,絞刀。它也可用于切割,沖壓和測量工具。它被用于造紙,包裝,印刷,有色金屬加工行業。此外,它還廣泛用于加工高速鋼刀具,硬質合金銑刀,硬質合金刀具,NAS的切削刀具,航空刀具,硬質合金鉆頭,銑刀取芯鉆頭,高速鋼,taperd銑刀,公制銑刀,微型結束銑刀,鉸試點,電子刀具,階梯鉆,金屬切割鋸,雙保證金鉆,槍桿子,角度銑刀,硬質合金旋轉銼,硬質合金刀具等。
常用的硬質合金有哪些牌號
作為“工業牙齒”的硬質合金,以其高硬度、高強度、耐腐蝕、耐磨性而著稱。隨著硬質合金市場需求的不斷擴大,硬質合金被廣泛應用在建筑、軍工、電子通訊、航天航空、機械加工、冶金、石油勘探、礦山挖掘等領域。今天我們就來聊一聊硬質合金的牌號鑒定知識吧。
硬質合金牌號主要分為三大類,它們分別為切削工具用硬質合金牌號及地質、礦石工具用硬質合金牌號及耐磨零件用硬質合金牌號。
一、切削工具用硬質合金牌號
切削工具用硬質合金牌號主要按使用領域分為P、M、K、N、S、H六大類。切削工具用硬質合金牌號鑒定主要檢測其元素成分、洛氏硬度、維氏硬度、抗彎強度、金相組織(孔隙度、非化合碳、宏觀孔洞)等指標,作業條件推薦的合金性能主要檢測耐磨性、韌性、切削速度、進給量等指標。切削工具用硬質合金牌號表示規則主要是由類別代號、分組號、細分號組成,如下圖所示
1、牌號P硬質合金分組牌號主要有P01、P10、P20、P30、P40,其主要成分是以TiC、WC為基,采用Co(Ni+Mo、Ni+Co)作粘結劑的硬質合金或者涂層合金,牌號P硬質合金的主要用來加工鋼、鑄鋼、長切削可鍛鑄鐵等長切屑材料。
2、牌號M硬質合金分組牌號主要有M01、M10、M20、M30、M40,其主要成分是以WC為基,采用Co作粘結劑,加入少量的TiC(TaC、NbC)的硬質合金或者涂層合金,牌號M硬質合金的主要用來加工不銹鋼鋼、鑄鋼、錳鋼、可鍛鑄鐵、合金鋼、合金鑄鐵等通用合金材料。
3、牌號K硬質合金分組牌號主要有K01、K10、K20、K30、K40,其主要成分是以WC為基,采用Co作粘結劑,加入少量的TaC、NbC的硬質合金或者涂層合金,牌號K硬質合金的主要用來加工鑄鐵、冷硬鑄鐵、短切屑可鍛鑄鐵、灰口鑄鐵等短切屑材料。
4、牌號N硬質合金分組牌號主要有N01、N10、N20、N30,其主要成分是以WC為基,采用Co作粘結劑,加入少量的TaC、NbC或CrC的硬質合金或者涂層合金,牌號N硬質合金的主要用來加工鋁、鎂、塑料、木材等有色金屬材料。
5、牌號S硬質合金分組牌號主要有S01、S10、S20、S30,其主要成分是以WC為基,采用Co作粘結劑,加入少量的TaC、NbC或TiC的硬質合金或者涂層合金,牌號S硬質合金的主要用來加工耐熱鋼、含鎳、鈷鈦的各類耐熱和優質合金材料。
6、牌號H硬質合金分組牌號主要有H01、H10、H20、H30,其主要成分是以WC為基,采用Co作粘結劑,加入少量的TaC、NbC或TiC的硬質合金或者涂層合金,牌號H硬質合金的主要用來加工淬硬鋼、冷硬鑄鐵等硬切屑材料。
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