硬質(zhì)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(jīng)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、韌材料切削刃具,以及制作冷作模具、量具和不受沖擊、振動(dòng)的高耐磨零件。
硬質(zhì)合金的特點(diǎn)
(1)硬度、耐磨性和紅硬性高
硬質(zhì)合金常溫下硬度可達(dá)86~93HRA,相當(dāng)于69~81HRC。在900~1000℃能保持高硬度,并有優(yōu)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(zhǎng)5~80倍,可切削硬度高達(dá)50HRC的硬質(zhì)材料。
(2)強(qiáng)度、彈性模量高
硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度高達(dá)6000MPa,彈性模量為(4~7)×105MPa,都高于高速鋼。但其抗彎強(qiáng)度較低,一般為1000~3000MPa。
(3)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。
(4)線膨脹系數(shù)小
工作時(shí),形狀尺寸穩(wěn)定。
(5)成形制品不再加工、重磨
由于硬質(zhì)合金硬度高并有脆性,所以粉末冶金成形燒結(jié)后不再進(jìn)行切削加工或重磨,特需再加工時(shí),只能采用電火花、線切割、電解磨削等電加工或?qū)iT的砂輪磨削。通常由硬質(zhì)合金制成的一定規(guī)格的制品,采用釬焊、粘接或機(jī)械裝夾在刀體或模具體上使用。
常用硬質(zhì)合金
常用硬質(zhì)合金按成分和性能特點(diǎn)分為三類:鎢鈷類、鎢鈦鈷類、鎢鈦鉭(鈮)類。生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是鎢鈷類和鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金。
(1)鎢鈷類硬質(zhì)合金
主要成分是碳化鎢(WC)和鈷,牌號(hào)用代號(hào)YG(“硬”、“鈷”兩字漢語拼音字首),后加鈷含量的百分?jǐn)?shù)值表示。如YG6表示鈷含量為6%的鎢鈷類硬質(zhì)合金,碳化鎢含量為94%。
(2)鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金
主要成分是碳化鎢(WC)、碳化鈦(TiC)及鈷,牌號(hào)用代號(hào)YT(“硬”、“鈦”兩字漢語拼音字首),后加碳化鈦含量的百分?jǐn)?shù)值表示。如YT15表示碳化鈦含量15%的鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金。
(3)鎢鈦鉭(鈮)類硬質(zhì)合金
這類硬質(zhì)合金又稱通用硬質(zhì)合金或萬能硬質(zhì)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(hào)用代號(hào)YW(“硬”、“萬”兩字漢語拼音字首)后加序數(shù)表示。
表① 常用硬質(zhì)合金的牌號(hào)及化學(xué)成分
注:牌號(hào)后“X”表示細(xì)顆粒合金,“C”表示粗顆粒合金,無字為一般顆粒合金。
表② 常用硬質(zhì)合金的物理及力學(xué)性能
硬質(zhì)合金的應(yīng)用
(1)刀具材料
硬質(zhì)合金用做刀具材料的數(shù)量最大,可制作車刀、銑刀、刨刀、鉆頭等。其中鎢鈷類硬質(zhì)合金適于黑色金屬、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(zhì)合金適于鋼等黑色金屬的長(zhǎng)切屑加工。在同類合金中,鈷含量較多的適于粗加工,鈷含量少的適于精加工。通用類硬質(zhì)合金對(duì)于不銹鋼等難加工材料的加工壽命較其他硬質(zhì)合金長(zhǎng)得多。
(2)模具材料
硬質(zhì)合金主要用做冷拉模、冷沖模、冷擠模、冷墩模等冷作模具。
硬質(zhì)合金冷鐓模在承受沖擊或強(qiáng)沖擊的耐磨工作條件下,其共性是要求硬質(zhì)合金有較好的抗沖擊韌性、斷裂韌性、疲勞強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度以及良好的耐磨性。通常選用中、高鈷和中、粗晶粒合金牌號(hào),常見的如YG15C。
一般來說,硬質(zhì)合金的耐磨性,韌性兩者關(guān)系是矛盾的:耐磨性的提高將導(dǎo)致韌性降低,而韌性的提高又必然導(dǎo)致耐磨性的降低。因此在選用合金牌號(hào)時(shí),需根據(jù)加工對(duì)象及加工工作條件,來滿足特定使用要求。
若所選用的牌號(hào)在使用中容易產(chǎn)生早期崩裂而損壞,宜選用韌性較高的牌號(hào);若選用的牌號(hào)在使用中容易產(chǎn)生早期磨損而損壞,宜選用硬度較高,耐磨性更好的牌號(hào)。以下牌號(hào):YG15C、YG18C、YG20C、YL60 、YG22C、YG25C從左至右,硬度降低、耐磨性降低、韌性提高;反之,則相反。
(3)量具和耐磨零件
硬質(zhì)合金用于量具的易磨損表面鑲嵌和零件、磨床精密軸承、無心磨床導(dǎo)板和導(dǎo)桿、車床頂尖等耐磨件。
聲明:文章內(nèi)容轉(zhuǎn)載網(wǎng)絡(luò),僅作分享,不代表本號(hào)立場(chǎng),如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系小編刪除,謝謝!