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日旺钨钢YG8 钨钢粉末冶金模

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所在地: 全国
最后更新: 2019-05-24 15:08:12
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产品详细说明

  硬质合金刀具加工的基本知识:

  制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性,必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性,良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等),并不易变形。

  通常当材料硬度高时,耐磨性也高;抗弯强度高时,冲击韧性也高。但材料硬度越高,其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性,以及良好的可加工性,现在仍是应用最广的刀具材料,其次是硬质合金。

  聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等;聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属,及合金、塑料和玻璃钢等;碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。

  硬质合金可转位刀片现在都已用化学气相沉积法涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具,也可用于高速钢刀具,如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁,使刀具在切削时的磨损速度减慢,涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约提高1~3倍以上。

  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?mm2(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?mm2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。

  钨钢/硬质合金是一种主要由硬质相和粘结相组成的粉末冶金产品。硬质相很硬,主要是各种碳化物。其主要碳化物有:碳化钨(WC) 、碳化钛(TiC) 、碳化钽(TaC) 和碳化铌(NbC)。在大部分情况下,钴作为粘结相使用。 在硬质合金工厂,硬质合金需经过混合、压制和烧结。

  硬质合金的分类根据ISO标准进行。这种分类的依据是工件的材料类别( P, M, K, N, S, H)。不同的硬质合金材质有不同的用途,如车削、铣削、孔加工、螺纹加工、切槽等。

  钨钢/硬质合金主要成分的性能:

  WC TiC TaC NbC Co

  硬度HV 2400 >3200 1800 2400 150~280HBS

  熔点°C 2800 3100 3800 3500 1500

  热导率W/m°C121.4 31.8 22.2 14.2 54.4

  热膨胀系数10-6/°C 6.2 7.61 6.61 6.84 12.5

  硬质合金/钨钢具有很高的硬度和耐磨性,常用于制造金属切削刀具、量具、模具等。通常当材料硬度高时,耐磨性也高;抗弯强度高时,冲击韧性也高。但材料硬度越高,其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性,以及良好的可加工性,目前仍是应用最广的刀具材料,其次是硬质合金。

  钨钢/硬质合金中有一种是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、钼铬钢等)邦福粉末为粘结剂制成,叫做钢结构硬质合金。其硬度介于钢和硬质合金之间,但是韧性大大提高并且可以切削加工和热处理加工。这种钢结构硬质合金的典型硬度为:经淬火——回火后硬度为69~73HRC,高速钢65%。

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