金属陶瓷(硬质合金)

陶瓷材料的力学性能陶瓷材料陶瓷、金属、高分子材料并列为当代三大固体材料之间的主要区别在于化学键不同。

金属：金属键高分子：共价键（主价键）范德瓦尔键（次价键）陶瓷：离子键和共价键。

普通陶瓷，天然粘土为原料，混料成形，烧结而成。

工程陶瓷：高纯、超细的人工合成材料，精确控制化学组成。

工程陶瓷的性能：耐热、耐磨、耐腐蚀、绝缘、抗蠕变性能好。

硬度高，弹性模量高，塑性韧性差，强度可靠性差。

常用的工程陶瓷材料有氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硼等。

一、陶瓷材料的结构和显微组织1、结构特点陶瓷材料通常是金属与非金属元素组成的化合物；以离子键和共价键为主要结合键。

可以通过改变晶体结构的晶型变化改变其性能。

如“六方氮化硼为松散的绝缘材料；立方结构是超硬材料”2、显微组织晶体相，玻璃相，气相晶界、夹杂（种类、数量、尺寸、形态、分布、影响材料的力学性能。

（可通过热处理改善材料的力学性能）陶瓷的分类玻璃—工业玻璃(光学，电工，仪表，实验室用)；建筑玻璃；日用玻璃陶瓷—普通陶瓷日用，建筑卫生，电器（绝缘），化工，多孔……特种陶瓷-电容器，压电，磁性，电光，高温……金属陶瓷--结构陶瓷，工具（硬质合金），耐热，电工……玻璃陶瓷—耐热耐蚀微晶玻璃，光子玻璃陶瓷，无线电透明微晶玻璃，熔渣玻璃陶瓷…2.陶瓷的生产(1)原料制备（拣选，破碎，磨细，混合）普通陶瓷（粘土，石英，长石等天然材料）特种陶瓷（人工的化学或化工原料--- 各种化合物如氧、碳、氮、硼化合物）(2)坯料的成形（可塑成形，注浆成形，压制成形）(3)烧成或烧结3. 陶瓷的性能(1)硬度是各类材料中最高的。

（高聚物<20HV，淬火钢500-800HV，陶瓷1000-5000HV）(2)刚度是各类材料中最高的（塑料1380MN/m2，钢MN/m2)(3)强度理论强度很高（E/10--E/5）；由于晶界的存在，实际强度比理论值低的多。

2 （E/1000--E/100）。

(一)硬质合金简介用粉末冶金的方法（包括：球磨、混料、压制成型和烧结）值得的WC-Co或WC-TiC -Co 合金称为金属陶瓷硬质合金。

简称为硬质合金。

随着工业生产的飞跃发展，硬质合金制品的应用及研究也不断扩大和深入。

(二)性能和用途金属陶瓷硬质合金是一种较硬的材料，在某种场合下可以代替金刚石材料。

他的特点是具有高的熔点，高的硬度，高的耐磨性及比高速钢更高的热硬性;切削温度高至1000℃，而刀具的硬度尚未显著下降。

因此在金属切削中，它的切削效率是一般钢制刀具无可比拟的。

同时，硬质合金制品的使用寿命也比钢制品高的多。

钨钴类合金一般强度和冲击韧性较高，而钨钛钴合金的耐磨性、热硬性、和允许的切削速度则较高。

硬质合金主要用于制造切削刀具刀头；又用作各种模具、轧棍、矿山及石油钻探工具等。

(三)组织与缺陷钨钴类合金：组织由过剩的WC和以钴为基（溶有WC）的粘结相组成。

缺陷则有污垢、η相、裂纹、WC相聚集的粗大颗粒。

(四)技术要求低倍组织硬质合金的低倍组织应均匀一致。

不允许有黑心、气孔、分层、裂纹及脏污等缺陷。

高倍组织。

主要观察硬质合金中各相的组成，以及晶粒的大小、分布情况等。

允许有个别粗大的碳化钨相晶粒存在，但不允许有大量堆积或普遍晶粒长大现象。

(五)金相试样的制备和检验方法1、试样的制备硬质合金金相试样的制备方法与一般钢铁试样不同，现将我对硬质合金金相试样的制备方法介绍如下，以供参考。

(1)取样和磨制由于硬质合金制品表面与中心的组织存在差异，所以一般取制品的折断面或者剖面作为金相试样的磨面，有些制品不能进行破坏和折断，则可取比较有代表性的表面，将其磨去一定深度后进行检查。

（注：磨面最好进行倒角处理）将选定的试样观察面在磨床上磨平（若选定的观察面已经是平的，可免去此步骤），然后准备好一块抛光布（此步骤并非抛光），将大号金刚石粉末用手指沾取适量均匀涂于抛光机的抛光布上半径大约5厘米左右的圆周上，启动抛光机，于抛光布上洒适量的水（防止试样发热和利于试样磨平），然后小心的将试样放到告诉旋转的抛光布上进行磨平，磨的时候用力要均匀，并随时观察，感觉有干涩感的时候要即时洒水。

金属陶瓷材料一、金属陶瓷的定义材料是人类文明的里程碑，是人类赖以生存和得以发展的重要物质基础。

正是材料的使用、发现和发明，才使人类在与自然界的斗争中，走出混沌蒙昧的时代，发展到科学技术高度发达的今天。

当今世界，能源、信息、材料已成为人类现代文明进步的标志，继金属、有机高分子材料以后，金属陶瓷材料正以其卓越的性能、繁多的品种和广泛的用途进入各行各业，其发展之快，作用之大，令世人瞩目。

金属陶瓷材料具有比强度高、比模量高、耐磨损、耐高温等优良性能，在众多场合已被作为新材料的代名词，成为现代高新技术、新兴产业和传统工业技术改造的物质基础，也是发展现代国防所不可缺少的重要部分，引起了世界各国尤其是发达国家的高度重视，纷纷投入巨资进行研究开发，把金属陶瓷材料作为本国高技术发展的一个重要领域。

图1 金属陶瓷复合材料性能图1、金属陶瓷的概念金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的结构材料。

从金属陶瓷英文单词Cermets来，是由Ceramic（陶瓷）和Metal（金属）结合构成的。

金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性，又具有较好的金属韧性和可塑性。

由于“金属陶瓷”和“硬质合金”两个学科术语没有明确的分界，所以具体材料也很难划分界线，从材料的组元看，“硬质合金”应该归入“金属陶瓷”，IE. Campbell就将“硬质合金”归入到“金属陶瓷”。

2、金属陶瓷的历史WC-Co基金属陶瓷作为研究最早的金属陶瓷，由于具有很高的硬度（HRA80~92），极高的抗压强度6000MPa（600kg/mm2），已经应用于许多领域。

但是由于W和Co资源短缺，促使了无钨金属陶瓷的研制与开发，迄今已历经三代：第一代是“二战”期间，德国以Ni粘结TiC生产金属陶瓷；第二代是20世纪60年代美国福特汽车公司添加Mo到Ni粘结相中改善TiC和其他碳化物的润湿性，从而提高材料的韧性；第三代金属陶瓷则将氮化物引入合金的硬质相，改单一相为复合相。

常用硬质合金的牌号-回复硬质合金，也被称为硬质合金材料或金属陶瓷材料，是由一种或几种金属元素和非金属元素的高硬度相组成的复合材料。

它具有硬度高、抗磨损、耐冲击、高强度等优良的力学性能，因此在诸多领域得到广泛应用。

以下是一些常用硬质合金的牌号，以及其特点和应用领域的介绍。

1. YG6：该牌号是指使用了镍基合金作为粘结相的固液相合金。

它具有优良的硬度、耐磨性和抗压性能。

广泛应用于机械加工、石油钻具、金属切削刀具等领域。

2. YG8：与YG6相似，YG8也是一种镍基合金的固液相合金，但其含碳量稍高。

这使得YG8具有更好的耐蚀性和耐磨性。

它通常被用于制作石油钻头、煤矿用机械零件、地砖切削刀片等。

3. YT5：YT5是一种钨基合金。

它具有较高的硬度和耐腐蚀性能，特别适用于制作加工硬度较高的材料、如钢铁、铸铁、不锈钢等。

因此，YT5广泛应用于车削刀具、铣削刀具等切削工具中。

4. YT15：YT15是另一种钨基合金，相较于YT5具有更高的硬度和耐磨性。

因此，YT15常用于制造高速切削刀具，如钻头、铣刀等。

5. YW1：YW1是一种钨钛合金，含有钛元素。

它具有良好的切削性能和耐腐蚀性能，尤其适用于制造各种切削刀具，如车刀、铣刀、钻头等。

6. YW2：YW2与YW1类似，也是一种钨钛合金，但其钛含量稍高。

这使得YW2具有更好的耐磨性和抗热性能。

因此，YW2常被用于制造耐磨切削刀具以及高温环境下的切削工具。

7. YS2T：YS2T是一种钛碳化钨合金。

它具有极高的硬度和耐磨性，尤其适用于加工硬度较高的材料，如钢铁、铸铁等。

因此，YS2T广泛应用于制造工作量大而硬度高的切削刀具。

通过以上介绍，我们可以看出不同牌号的硬质合金具有不同的特点和应用领域。

选择合适的硬质合金牌号对于提高切削工具的性能、延长工具使用寿命具有重要意义。

因此，在使用硬质合金时，需要根据具体的应用需求选择合适的牌号，并进行合理的刀具设计和切削参数的选择，才能充分发挥硬质合金的优势。

常用刀具材料
常用刀具材料包括不锈钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和轻质钛合金等。

不锈钢是常见的刀具材料之一。

它具有耐腐蚀性能，不易生锈，使刀具使用寿命更长。

不锈钢刀具可以使用长时间而不会受到容易生锈的问题影响，同时还具有较好的韧性和可塑性。

高速钢也是常用的刀具材料之一。

高速钢刀具具有较高的硬度、耐磨性和耐高温性能，因此在高速切削应用中使用广泛。

高速钢刀具适用于高速旋转刀具，可以在较高速度下完成切削作业。

硬质合金，也被称为金属陶瓷，是由钨碳化物颗粒和金属钴粉末构成的。

硬质合金刀具具有极高的硬度和耐磨性能，可以在高速切削和重负载切削条件下进行切削作业。

硬质合金刀具常用于切削硬质材料，如钛合金和高温合金等。

陶瓷是一种非常硬和脆性的材料，因此在刀具制造中被广泛应用。

陶瓷刀具具有极高的硬度和耐磨性，可以在高温和高速切削条件下进行切削作业。

陶瓷刀具常用于对非金属材料进行切削加工，如陶瓷、玻璃和纤维等。

轻质钛合金是一种比传统钢材更轻但具有较高强度的材料。

轻质钛合金刀具可以减轻工人的劳动强度，并提高生产效率。

轻质钛合金刀具适用于需要长时间操作刀具的工作环境，如航空航天和汽车制造等领域。

综上所述，不锈钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和轻质钛合金等常用刀具材料各具特点，可以根据具体工作需求选择合适的刀具材料。

今天要给大家介绍硬质合金与钨钢的区别，对于这两个大家都清楚吗？下面我们一起来了解下吧。

钨钢：成品中约含钨18%合金钢，钨钢归于硬质合金，又称之为钨钛合金。

硬度为维氏10K，仅次于钻石。

正因如此，钨钢的商品（多见的有钨钢手表），具有不易被磨损的特性。

常用于车床刀具、冲击钻钻头、玻璃刀刀头、瓷砖割刀之上，坚固不怕退火，但质脆。

硬质合金：归于粉末冶金领域，硬质合金又名金属陶瓷，是以金属碳化物（WC、TaC、NBC等），或许金属氧化物（如A1203、ZR02等）为首要成分，掺加适量的金属粉末（CO、cr、mo、ni、fe等）通过粉末冶金方法制成，具有金属某些特质的陶瓷。

钨钢属于硬质合金，但硬质合金不一定是钨钢。

他们之间的区别是：（1）质合金是由由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成,是一种硬度极高的合金材料，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。

具有金属某些特质的陶瓷。

（2）钨钢又称之为钨钛合金或高速钢或工具钢。

硬度为维氏10K，仅次于钻石，是指至少含有一种金属碳化物组成的烧结复合材料,钨钢、硬质合金都具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。

钨钢的优点主要在于他的高硬度和耐磨性高硬度即使他在1000℃时仍有很高的硬度。

易可以称作为第二金刚石。

碳化物组份(或相)的晶粒尺寸通常在0.2-10微米之间。

钨钢只是硬质合金的一种硬度在HRC85-92之间，常被用来做到的。

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