硬质合金简介
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刀具材料硬质合金讲解硬质合金,又称硬质合金材料,是一种由钨碳化物(WC)为主体相和金属钴(Co)为粘结相的复合材料。
它的硬度高、耐磨性好,被广泛应用于切削工具、矿山工具、冲压模具以及其他领域。
硬质合金的制备工艺可以分为粉末冶金法和熔化法两种。
粉末冶金法是将金属钴和碳化物粉末按一定的比例混合,通过冷压成型、热压烧结等工艺得到坯体,然后进行加热处理,最终得到硬质合金制品。
熔化法则是将金属钴和碳化物的粉末合并熔化,然后通过流动法或者静态法进行冷却,将熔融液体凝固成坯体,再进行后续的热处理。
硬质合金材料的主要成分是钨碳化物,其具有极高的硬度和耐磨性。
钨碳化物是一种具有立方晶型的化合物,它的硬度仅次于金刚石,可达到1800-2200Hv,比普通的钢材硬度高出几十倍甚至几百倍。
钨碳化物的高硬度是由于其分子中的碳原子与钨原子的电子云结合较强,使得晶体中的键能增加,导致材料硬度提高。
此外,钨碳化物还具有良好的耐磨性和高温稳定性,可以在高温和恶劣条件下保持较好的性能。
金属钴是硬质合金材料的粘结相,其作用是将钨碳化物颗粒固定在一起,增加材料的韧性和机械强度。
金属钴具有较好的塑性和延展性,能够填充在钨碳化物颗粒之间形成胶结,形成一个整体的材料结构。
钴的比重较大,能够增加硬质合金的密度,提高材料的质量和强度。
硬质合金的性能不仅与材料成分有关,还与其微观结构和制备工艺有关。
一般来说,硬质合金的颗粒尺寸越细,颗粒分布均匀,材料的性能越优良。
制备工艺中,烧结温度、冷却速度、固溶处理等因素也会对硬质合金的性能产生影响。
硬质合金的主要应用是制造切削工具。
由于硬质合金具有高硬度和耐磨性,能够在高速、大负荷的切削条件下保持较好的切削性能,所以被广泛应用于钻头、铣刀、切割刀片等工具的制造。
此外,硬质合金还可以用来制造矿山工具,如岩钻、岩头等。
它的硬度使得这些工具能够在岩石或者土壤中进行高效的钻孔和破碎。
硬质合金还可以用于制造冲压模具,在高强度的冲压工艺中具有较好的耐磨性和抗变形性能。
硬质合金分类1. 硬质合金的定义和特点硬质合金,也称为硬质合金材料,是一种由金属粉末和粉末冶金工艺制成的复合材料。
它具有高硬度、高强度、耐磨损、耐高温、抗腐蚀等特点,广泛应用于机械加工、矿山工具、石油钻具、汽车零部件等领域。
硬质合金由两个主要组成部分组成:金属基体和硬质颗粒。
金属基体通常由钴、镍、铁等金属组成,用于提供材料的韧性和强度。
而硬质颗粒则由碳化钨(WC)等高硬度材料组成,用于提供材料的硬度和耐磨性。
2. 硬质合金的分类硬质合金可以根据不同的分类标准进行分类,下面将介绍几种常见的分类方法。
2.1 按金属基体分类根据金属基体的不同,硬质合金可以分为钴基硬质合金、镍基硬质合金和铁基硬质合金三大类。
2.1.1 钴基硬质合金钴基硬质合金以钴为主要的金属基体,通常含有10%~30%的碳化钨颗粒。
钴基硬质合金具有高硬度、高强度、耐高温、抗腐蚀等优点,广泛应用于切削工具、冲击工具、矿山工具等领域。
2.1.2 镍基硬质合金镍基硬质合金以镍为主要的金属基体,通常含有10%~25%的碳化钨颗粒。
镍基硬质合金具有高硬度、高强度、耐腐蚀等特点,广泛应用于航空航天、石油化工、电子材料等领域。
2.1.3 铁基硬质合金铁基硬质合金以铁为主要的金属基体,通常含有10%~25%的碳化钨颗粒。
铁基硬质合金具有高硬度、高强度、耐磨损等特点,广泛应用于矿山工具、建筑工具、农业机械等领域。
2.2 按硬质颗粒分类硬质合金也可以根据硬质颗粒的不同进行分类,常见的有碳化钨系列、碳化钛系列和碳化钽系列等。
2.2.1 碳化钨系列碳化钨系列是最常见的硬质合金,其硬质颗粒主要由碳化钨(WC)组成。
碳化钨具有极高的硬度和耐磨性,因此碳化钨系列硬质合金广泛应用于切削工具、钻头、研磨工具等领域。
2.2.2 碳化钛系列碳化钛系列硬质合金的硬质颗粒主要由碳化钛(TiC)组成。
碳化钛具有较高的硬度和耐磨性,同时还具有良好的耐高温性能。
碳化钛系列硬质合金广泛应用于切削工具、模具等领域。
硬质合金一.概述硬质合金是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的一种合金材料。
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。
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。
二.特点和用途1.硬质合金被誉为“工业牙齿”,用于制造切削工具、刀具、钴具和耐磨零部件,广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域,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、五金模具(如拉丝模具、螺栓模具、螺母模具、以及各种紧固件模具,硬质合金的优良性能逐步替代了以前的钢铁模具)。
2.硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性:硬度高(86~93HRA,相当于69~81HRC);热硬性好(可达900~1000℃,保持60HRC);耐磨性好。
硬质合金刀具比高速钢切削速度高4~7倍,刀具寿命高5~80倍。
制造模具、量具,寿命比合金工具钢高20~150倍。
可切削50HRC左右的硬质材料。
但硬质合金脆性大,不能进行切削加工,难以制成形状复杂的整体刀具,因而常制成不同形状的刀片,采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。
三.分类1.钨钴类硬质合金主要成分是碳化钨(WC)和粘结剂钴(Co)。
其牌号是由“YG”(“硬、钴”两字汉语拼音字首)和平均含钴量的百分数组成。
例如,YG8,表示平均WCo=8%,其余为碳化钨的钨钴类硬质合金。
一般钨钴类合金主要实用于:硬质合金刀具、模具以及地矿类产品。
硬质合金切削刀具WC刀具2.钨钛钴类硬质合金主要成分是碳化钨、碳化钛(TiC)及钴。
硬质合金基本知识简介硬质合金基本知识简介一、硬质合金的基本知识1、硬质合金的定义: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的一种合金材料。
2、硬质合金的特点:具有高硬度、耐磨、强度和韧度性较好、耐热、耐腐等系列优良性能。
3、硬质合金的用途:广泛应用于金属切削、拉伸、耐磨零件、冲压模具、地质矿山、量具、刃具、圆珠笔尖、军事上穿甲弹头。
4、硬质合金的分类:1)、WC-CO 2)、WC-CO-添加剂3)、WC-CO-TiC 4)、WC-Ni (无磁合金)5、硬质合金的组成元素:W 、WC、Co 、Ni6、硬质合金介于钢、陶瓷之间,与钢相比有以下特点:1)高的硬度、高的耐磨性,低的抗冲击性(决定了硬质合金的使用范围)2)高的抗压性、低的抗弯强度,易断裂3)热膨胀系数低只有钢的三分之一4)耐腐蚀、耐磨性5)高温稳定性二、硬质合金的几个重要指标(物理性能、化学性能、机械性能)1)、比重:Co上升,D下降 D ( density )2)、硬度:Co上升,HRA下降、粒径上升3)、抗弯强度:Co上升,抗弯强度上升4)、抗压强度:Co上升,抗压强度下降5)、冲击韧性:Co上升,冲击韧性上升;粒径大、韧性上升6)、娇顽磁力:与Co含量,晶粒度有关,娇顽磁力可以用来控制合金组织,是生产厂的一项内控指标7)、磁饱和:与Co含量有关,检测Co 含量或已知成分Co量是否存在非磁性8)、弹性模量:硬质合金的弹性模量大。
Co上升,弹性模量下降;晶粒度对弹性模量影响大9)、导热性:WC-Co有较高的导热性。
Co上升,导热率下降10)、热膨胀系数:Co含量的增大而增大,合金热膨胀系数比钢材低很多三判断硬质合金的缺陷1、制粉:1)混料:a、成分b、粒径;2)孔洞:大于40um孔洞为脏划孔(不合格产品)、小于40um孔洞为孔隙(合格产品);3)脱碳:表现为银白色亮点;4)渗碳:石墨夹杂,表现为端口发暗,表面发黑2、成型:1)分层2)裂纹3)未压好:棱角尖锐的三角形、四角形孔洞3、烧结:1)起皮2)鼓泡3)孔洞4)组织不均匀5)变形6)裂纹7)黑心8)过烧9)欠烧Roblloy几种原材料的主要用途锻造模具用原材料:制造汽车产业和机械产业等主要产业所需要各种部材的模锻。
什么是“硬质合金”,你了解多少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。
它主要用于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(1)硬度、耐磨性和红硬性高硬质合金常温下硬度可达86~93HRA,相当于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。
(2)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,都高于高速钢。
但其抗弯强度较低,一般为1000~3000MPa。
(3)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。
(4)线膨胀系数小工作时,形状尺寸稳定。
(5)成形制品不再加工、重磨由于硬质合金硬度高并有脆性,所以粉末冶金成形烧结后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,采用钎焊、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。
(1)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),后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,碳化钨含量为94%。
(2)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),后加碳化钛含量的百分数值表示。
如YT15表示碳化钛含量15%的钨钛钴类硬质合金。
(3)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。
硬质合金发展简史硬质合金(也称为硬质合金)是一种由钨钴粉末和其他金属粉末通过粉末冶金工艺制成的材料。
它由于其优异的硬度、强度和耐磨性,被广泛应用于各个领域,例如机械切削工具、矿山工具、钻石工具、汽车零部件等。
本文将对硬质合金的发展历史进行简要介绍。
硬质合金最早的起源可以追溯到19世纪末的德国。
当时,德国的工程师发现一种由钨碳化物和钴组成的材料具有出色的硬度和耐热性。
这种材料被命名为"硬质金属",成为硬质合金的前身。
然而,在这个时期,由于相关技术受限和材料制备困难,硬质金属的应用范围较小。
20世纪20年代,德国的工程师Fritz Wittenmeier首次提出了通过硬质钢粉末和钴粉末的高温合成方法,制备出块状硬质钢材料。
这种制备方法大大提高了硬质合金的可制备性和效率,也促进了硬质合金的进一步研究和发展。
德国工程师Johannes Wilhelm August Nollet实现了将这种合金压制成切削刀片。
这标志着硬质合金开始在机械切削工具领域得到应用。
此后,硬质合金的应用范围不断扩大,涉及到矿山工具、冲压工具、钻石工具以及其他需要高硬度和耐磨性的领域。
20世纪40年代后期,由于冷压烧结技术的出现,硬质合金的研究和生产得到进一步推动。
冷压烧结技术使得硬质合金的制备更加快捷和可控,并且可以得到更高的致密度和更好的机械性能。
这使得硬质合金的应用得到了更大的发展空间。
在20世纪60年代后期,日本的工程师进一步改进了硬质合金的制备方法,通过向钨钴基体中添加其他微量金属,例如钛和钛碳化物,进一步提升了硬质合金的性能。
这种改进使得硬质合金能够在更具挑战性的切削条件下工作,提高了切削效率和刀具寿命。
随着电子技术的高速发展,21世纪初,硬质合金也迎来了新的发展机遇。
例如,利用钨钴合金制备出的薄膜硬质合金可以应用于石墨烯生长和光纤领域。
此外,通过纳米颗粒添加和纳米结构的设计,进一步优化硬质合金的力学性能和耐磨性。
硬质合金材料
硬质合金材料,又称硬质合金,是一种由钨、钴、钛、钼等金属粉末以及少量
粘结剂混合压制而成的坚硬材料。
它具有高硬度、耐磨、耐腐蚀、高强度和高熔点等特点,因此在机械加工、矿山工具、石油钻采、军工等领域有着广泛的应用。
首先,硬质合金材料的硬度非常高,通常在HRA80以上,有的甚至可以达到HRA90以上。
这种超高硬度使得硬质合金材料成为了加工硬质材料的理想选择,
比如加工钢铁、合金钢、铸铁、不锈钢等材料时,硬质合金刀具能够保持锋利,不易磨损,从而提高了加工效率和加工质量。
其次,硬质合金材料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
在高速切削、重载切削等
恶劣工况下,硬质合金刀具能够保持较长时间的使用寿命,不易出现断裂、磨损等现象。
同时,硬质合金材料也具有良好的耐腐蚀性,能够在恶劣的工作环境下保持稳定的性能,延长使用寿命。
另外,硬质合金材料还具有高强度和高熔点的特点。
这使得硬质合金材料在高
温高压的环境下仍能保持稳定的性能,不易发生变形、断裂等现象。
因此,在矿山工具、石油钻采、军工等领域有着广泛的应用。
总的来说,硬质合金材料以其高硬度、耐磨、耐腐蚀、高强度和高熔点的特点,在机械加工、矿山工具、石油钻采、军工等领域有着广泛的应用前景。
未来,随着科学技术的不断进步,硬质合金材料的性能将得到进一步提升,应用领域也将不断扩大,为人类的生产生活带来更多的便利和效益。
硬质合金标准摘要:一、硬质合金概述二、硬质合金标准的重要性三、硬质合金标准的分类与内容四、我国硬质合金标准的发展五、硬质合金标准的应用与实践六、展望硬质合金标准的发展趋势正文:硬质合金是一种由钨、钴、碳等元素组成的粉末冶金材料,以其高硬度、高韧性、高熔点等优异性能在工业领域得到广泛应用。
硬质合金标准对于规范硬质合金的生产、研发、检测和应用具有重要意义。
一、硬质合金概述硬质合金是一种重要的金属材料,其主要成分是钨、钴、碳等元素。
通过粉末冶金技术,将这些元素混合、压制、烧结而成。
硬质合金具有高硬度、高韧性、高熔点、高热稳定性等优异性能,因此在工业领域具有广泛的应用,如切削工具、矿山工具、耐磨零件等。
二、硬质合金标准的重要性硬质合金标准是对硬质合金产品质量、性能、检测等方面的规范。
它对于保证硬质合金产品的可靠性和稳定性,提高我国硬质合金产业的国际竞争力具有重要意义。
三、硬质合金标准的分类与内容硬质合金标准主要包括以下几类:1.产品标准:规定硬质合金产品的分类、命名、性能、尺寸、形状、允许偏差等。
2.试验方法标准:规定硬质合金的试验方法,包括化学分析、物理性能、力学性能、金相检验等。
3.检验规则标准:规定硬质合金产品的检验程序、检验方法、判定规则等。
4.安全、卫生、环保标准:规定硬质合金生产过程中的安全、卫生、环保要求。
四、我国硬质合金标准的发展近年来,我国硬质合金标准不断完善,逐步形成了具有中国特色的硬质合金标准体系。
在与国际先进标准的对比中,我国硬质合金标准在技术要求、试验方法等方面与国际先进水平相当。
五、硬质合金标准的应用与实践硬质合金标准在硬质合金生产、研发、检测、应用等环节具有重要作用。
通过贯彻实施硬质合金标准,可以提高产品质量,降低生产成本,促进产业升级,满足市场需求。
六、展望硬质合金标准的发展趋势随着硬质合金产业的不断发展,硬质合金标准也将不断更新、完善。
未来的发展趋势主要包括:1.加强硬质合金标准的制定和修订,提高标准的科学性、实用性和前瞻性。
硬质合金名词解释硬质合金是一种高性能材料,由金属粉末和一定量的碳化物粉末混合而成。
它具有高硬度、高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性和高耐高温性等优异性能,被广泛应用于机械加工、矿山开采、石油钻探、航空航天等领域。
下面按类别对硬质合金进行解释。
一、按成分划分1. WC-Co硬质合金WC-Co硬质合金是由钨碳化物和钴粉末混合而成的。
它具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性等优异性能,被广泛应用于切削工具、矿山工具、石油钻头等领域。
2. TiC-Co硬质合金TiC-Co硬质合金是由钛碳化物和钴粉末混合而成的。
它具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性等优异性能,被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子器件等领域。
3. TaC-Co硬质合金TaC-Co硬质合金是由钽碳化物和钴粉末混合而成的。
它具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性等优异性能,被广泛应用于航空航天、船舶制造、化工设备等领域。
二、按制备工艺划分1. 粉末冶金法制备的硬质合金粉末冶金法制备的硬质合金是将金属粉末和碳化物粉末混合后,在高温高压下烧结而成的。
它具有均匀的组织结构、高硬度、高强度和高耐磨性等优异性能,被广泛应用于机械加工、矿山开采、石油钻探等领域。
2. 化学气相沉积法制备的硬质合金化学气相沉积法制备的硬质合金是将金属有机化合物和碳源在高温下分解,生成金属和碳化物的气体,然后在基体表面沉积而成的。
它具有均匀的组织结构、高硬度、高强度和高耐磨性等优异性能,被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子器件等领域。
三、按应用领域划分1. 切削工具用硬质合金切削工具用硬质合金是将硬质合金制成刀片、钻头、铰刀等切削工具,用于机械加工领域。
它具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性等优异性能,能够提高加工效率和加工质量。
2. 矿山工具用硬质合金矿山工具用硬质合金是将硬质合金制成钎头、钻头、锤头等工具,用于矿山开采领域。
它具有高硬度、高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性等优异性能,能够提高采矿效率和降低成本。
硬质合金的原理及其应用1. 硬质合金的定义硬质合金是一种由金属碳化物粒子(通常是钨碳化物或钛碳化物)均匀分布在金属基体中组成的复合材料。
硬质合金具有高硬度、高强度、良好的耐磨性和耐蚀性等特性,被广泛应用于工业领域。
2. 硬质合金的原理硬质合金的高硬度主要是由于钨碳化物和钛碳化物等金属碳化物的存在。
这些金属碳化物具有非常高的硬度,并且均匀分布在金属基体中,从而提高了整个材料的硬度。
硬质合金的制备一般是通过粉末冶金工艺进行的。
首先,将金属粉末和碳化物粉末按一定的比例混合均匀。
然后,将混合粉末放入高温炉中进行烧结,使金属粉末和碳化物粉末结合成硬质合金的形态。
3. 硬质合金的应用硬质合金由于其独特的性能,在工业领域有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:3.1 切割工具硬质合金的高硬度和耐磨性使其成为理想的切割工具材料。
例如,硬质合金刀片被广泛应用于金属加工中的铣削、车削等工艺中。
由于硬质合金切削工具能够保持较长时间的锋利度,因此大大提高了加工效率和加工质量。
3.2 钻头和锯片硬质合金的硬度和耐磨性使其成为理想的钻头和锯片材料。
它们能够在处理硬质材料(如钢、混凝土等)时更好地保持锋利,并且具有较长的使用寿命。
因此,在建筑、制造和维修等行业中广泛使用。
3.3 磨料材料硬质合金中的金属碳化物具有高硬度和耐磨性,因此也常被用作磨料材料。
硬质合金颗粒可用于制造磨料砂轮、砂纸等磨料工具,用于金属和非金属材料的研磨和抛光。
3.4 刀具刀片硬质合金的高硬度和耐磨性使其成为制造各种类型刀具刀片的理想材料。
硬质合金刀具刀片被广泛应用于切削和加工不锈钢、合金钢、铸铁等材料的切削与抛光过程中。
由于硬质合金的耐磨性,刀具刀片能够保持较长时间的锋利度,减少更换刀片的频率,提高工作效率。
3.5 石油和天然气行业硬质合金广泛应用于石油和天然气行业,用于制造石油钻头和其他钻具。
由于硬质合金在高温和高压环境下具有出色的性能,因此它们能够承受严酷的钻探条件,并提高钻探效率。
gu20硬质合金的化学成分(原创版)目录一、引言二、硬质合金的定义和特点三、硬质合金的化学成分及其作用四、结论正文一、引言硬质合金,作为现代工业中不可或缺的一种材料,具有高硬度、高耐磨性、高强度等优异性能,被广泛应用于切削工具、钻头、冲头等领域。
了解硬质合金的化学成分对于我们更好地利用这种材料具有重要意义。
本文将详细介绍硬质合金的化学成分。
二、硬质合金的定义和特点硬质合金,又称钨钴合金,是一种以钨为基体,以钴为粘结剂,并含有一定量碳、硅、钽、铌等元素的合金。
硬质合金具有以下特点:1.高硬度:硬质合金的硬度可以达到 HRC60 以上,远高于普通钢铁。
2.高耐磨性:硬质合金的耐磨性能是普通钢铁的数十倍甚至数百倍。
3.高强度:硬质合金具有很高的抗弯强度和抗拉强度。
4.高热导率:硬质合金的热导率较高,有利于切削过程中的热量传递。
5.抗腐蚀性:硬质合金具有较好的抗腐蚀性能,不易生锈。
三、硬质合金的化学成分及其作用硬质合金的化学成分主要包括:钨、钴、碳、硅、钽、铌等。
1.钨(W):作为硬质合金的主要成分,钨是提高合金硬度和强度的关键元素。
钨含量的增加可以使合金的硬度和强度提高,但同时也会降低其韧性。
2.钴(Co):钴作为硬质合金的粘结剂,能够提高合金的韧性和强度。
钴含量的增加可以使合金的韧性提高,但硬度会有所降低。
3.碳(C):碳是硬质合金中的重要元素,它可以提高合金的硬度和耐磨性。
碳含量的增加可以使合金的硬度提高,但过高的碳含量会导致合金变脆。
4.硅(Si):硅可以提高硬质合金的抗拉强度和抗弯强度,但同时也会使合金的硬度略有降低。
5.钽(Ta)和铌(Nb):作为硬质合金中的微量元素,钽和铌可以提高合金的硬度和强度,同时提高合金的韧性。
四、结论硬质合金的优异性能使其在现代工业中具有广泛的应用前景。
了解硬质合金的化学成分及其作用对于我们更好地利用这种材料具有重要意义。
硬质合金的概念硬质合金是一种由金属和非金属粉末经过高温烧结而形成的新型材料,它具有高硬度、高抗磨、高抗腐蚀、高耐热和高抗压等特点。
硬质合金的硬度通常比工具钢高出10倍以上,可以用来制造切削工具、冲头、模具等高强度、高耐磨的零件,广泛应用于机械制造、石油、冶金、采矿、建筑等行业。
硬质合金的主要成分是金属粉末和非金属粉末。
金属粉末通常选择钨(W)、钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)等,用于提高硬质合金的硬度、韧性和耐磨性;非金属粉末通常包括碳化物、氮化物、硼化物等,用于提高硬质合金的硬度和抗磨性能。
硬质合金的制备过程主要包括原料制备、混合、压制和烧结四个步骤。
首先,金属粉末和非金属粉末按一定比例混合,以获得所需的成分和性能。
然后,将混合好的粉末放入压力机中进行压制,通常采用冷压、等静压或热压等方式,以使粉末形成块状。
最后,将压制好的块状物料放入高温烧结炉中,进行高温处理,使粉末颗粒间相互扩散、熔融和结合,最终形成密度高、结构致密的硬质合金材料。
硬质合金的硬度主要来自于非金属成分中的碳化物、氮化物和硼化物的硬质颗粒。
这些硬质颗粒分散在金属基体中,能够阻止位错移动,增加材料的硬度和抗磨性。
而金属基体则能够提供材料的韧性和抗冲击性能。
硬质合金既具有金属的韧性和抗冲击性,又具有非金属硬质颗粒的硬度和抗磨性,因此具备了优异的综合性能。
硬质合金的应用十分广泛。
在机械制造领域,硬质合金常被用于制造切削工具,如铣刀、钻头、刨刀、滚刀等,能够在高速切削和大负荷下保持较长的使用寿命和较高的切削效率。
在石油行业,硬质合金常被用于制造石油钻头,能够在坚硬的地层中进行高效率的钻探。
在冶金和采矿行业,硬质合金常被用于制造破碎机的刀片、研磨机的磨料、抽水泵的叶轮等耐磨件,能够在恶劣的工作环境下耐受高压、高温和高磨损。
在建筑行业,硬质合金常被用于制造混凝土钻头和切割刀片,能够在处理混凝土和石材时具备较高的耐磨性和切削效率。
总之,硬质合金是一种具有高硬度、高抗磨、高抗腐蚀、高耐热和高抗压等特点的新型材料。
硬质合金基本知识简介
硬质合金具有很多优异性能,如高硬度、耐磨损、耐高温、线膨胀系数小,摩擦系数低和组对性能好等综合优点,是机械密封不可缺少的摩擦副材料。
硬质合金的性能与其晶粒大小、组分及显微结构有关。
由于钻对碳化钨的润湿性最佳。
钴基硬质合金耐蚀性能稳定性稳定轻微腐蚀腐蚀清水、氟里昂、海水含硫水煤油、液态甲烷,矿坑水硫酸铁汽油、液氢、酒精、锅炉水食醋使用介质液氦、丙酮、液氮。
酯类溶剂冰醋酸四氯化碳、液氧,羟氨稀硫酸醚。
用Ni代替Co作粘结金属,虽然可以改善金属的耐蚀性能,但其强度仅为WC+Co的70%~80%,硬度比WC+Co低0.5~1HRA,而WC+Ni-Cr合金具有很好的抗腐蚀性能,其强度和硬度可与WC+Co相媲美,并且具有无磁性的独特性能。
钢结硬质合金钢结硬质合金是以碳化钛为硬质相,合金钢为粘结相的耐腐蚀硬质合金。
它的主要特点是烧结成形后可以进行机械加工,然后再进行热处理。
这对制作形状复杂的整体密封环是有利的。
在硝酸、硫酸、氨水等介质中使用,有良好的耐腐蚀性能。
但不耐强碱、盐酸和三氯化铁热溶液的腐蚀。
硬质合金研磨工序1. 硬质合金简介硬质合金是一种由钨碳化物(WC)和钴(Co)组成的材料,具有高硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
硬质合金广泛应用于切削工具、机械零件和矿山工具等领域。
2. 硬质合金研磨的目的硬质合金通常需要进行研磨以达到以下目的: - 提高表面光洁度:通过去除粗糙表面,使硬质合金零件表面更加光滑。
- 改善尺寸精度:通过控制研磨过程,使硬质合金零件的尺寸达到设计要求。
- 增强表面硬度:通过适当的研磨方法,提高硬质合金零件的表面硬度。
3. 硬质合金研磨工序步骤一:准备工作在进行硬质合金研磨之前,需要进行以下准备工作: 1. 清洁:将待加工的硬质合金零件进行清洗,去除表面的污垢和油脂。
2. 夹持:使用专用夹具将硬质合金零件夹持在研磨机上,确保稳定性和安全性。
步骤二:粗磨粗磨是为了去除硬质合金零件表面的划痕、氧化层和其他不均匀物质。
常用的粗磨方法包括: 1. 砂带磨削:使用不同粗细度的砂带进行磨削,通过机械力将硬质合金零件表面的不均匀物质去除。
2. 砂轮修整:对使用过一段时间的砂轮进行修整,保证其表面平整度和圆度,以提供更好的加工效果。
3. 粗糙度测试:使用测量仪器对硬质合金零件进行粗糙度测试,确保达到要求。
步骤三:中间处理中间处理是为了进一步提高硬质合金零件的表面光洁度和尺寸精度。
常见的中间处理方法包括: 1. 平面研磨:使用平面研磨机对硬质合金零件的平面进行修整,以提高平整度和精度。
2. 精磨:使用砂轮或磨料进行精细研磨,去除表面微小缺陷,并使表面更加光滑。
3. 光洁度测试:使用光洁度测试仪器对硬质合金零件的表面光洁度进行测试,确保达到要求。
步骤四:终轧终轧是为了进一步提高硬质合金零件的尺寸精度和表面硬度。
常见的终轧方法包括:1. 研磨抛光:使用超细研磨液和抛光机对硬质合金零件进行抛光,提高表面的亮度和硬度。
2. 清洗:清洗硬质合金零件以去除抛光过程中产生的残留物和污垢。
3. 尺寸测量:使用测量仪器对硬质合金零件的尺寸进行测量,确保达到设计要求。
硬质合金的发展及现状现代工程材料硬质合金(Hardmetal)是一种以钨(W)或钨-钴(WC-Co)为主要成分的复合材料,由于其优异的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,被广泛应用于现代工程材料中。
它的发展历史可以追溯到20世纪初,经过了一个世纪的发展,硬质合金已经成为了重要的产业和技术领域。
硬质合金最早被用于制造切割工具,如刀片和铣刀。
由于其高硬度和耐磨性,硬质合金刀具在切削过程中具有较高的切削速度和较长的使用寿命,可以大大提高生产效率和降低生产成本。
随着机械化工业的快速发展,对切削工具的需求不断增加,硬质合金也得到了快速的发展。
硬质合金的应用范围迅速拓展,不仅用于切削工具,还广泛应用于钻头、研磨头、车削刀具、轧辊等领域。
此外,硬质合金还用于制造粉末冶金模具、矿山工具、石油钻头、喷嘴、零件和齿轮等。
随着科学技术的不断进步,硬质合金的材料性能得到了进一步的提高,可用于更多的领域。
目前,硬质合金的发展已经进入了一个相对成熟的阶段。
在复杂环境和高温高压等恶劣条件下,硬质合金仍然能够保持较好的性能,这使得它在航天、能源、化工等领域得到了广泛应用。
同时,随着技术的不断进步,新型硬质合金材料的研发也得到了重视。
例如,针对特定应用需求,人们研制出了超硬合金(如氮化硼、碳化硅等)和纳米硬质合金等新材料。
这些材料具有更高的硬度和耐磨性,可以满足更苛刻的工况要求。
对于硬质合金的未来发展,人们普遍认为,其应用领域将会进一步拓展。
随着科技进步和制造业的转型升级,对于工程材料性能的要求也会不断提高。
硬质合金作为一种优异的工程材料,将会在诸多领域发挥更重要的作用。
同时,随着新材料、新技术的不断涌现,硬质合金也将不断进一步优化和发展,以满足各种工程需求。
综上所述,硬质合金作为一种优秀的现代工程材料,已经取得了显著的发展成就。
它在切削工具、钻头、研磨头等领域得到了广泛应用,并且在航天、能源、化工等领域中也获得了重要地位。
未来,硬质合金的发展前景广阔,将会在更多领域中发挥重要作用,并且随着科技的进步,它的材料性能将会不断得到提高和优化。
硬质合金
通常所称的硬质合金,是指由难熔金属硬质化合物和粘结金属所组成的,通过制粉、成型、烧结工艺生产的一类合金。
难容金属化合物常用的有碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等。
粘结金属主要是钴,还有镍及少量的其他金属。
硬质合金是由难熔金属硬质化合物和粘结金属组成的复合材料,难熔金属碳
化物通常是指元素周期表中第Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ族的钨、钛、钽、钒、铪等元素的碳化物,在硬质合金中用得最广的是WC、TiC、TaC等,这些碳化物中的一种或者一种以上与粘结金属钻组成的合金常叫做硬质合金,这类合金普遍具有硬度高、耐磨性能好、红硬性好、化学热稳定性高、抗压强度高和耐腐蚀等特点。
硬质合金的用途
硬质合金具有一系列优良性能,用途十分广泛,随着时间推移用途还在不断扩大,主要用途分述如下:
切削工具:硬质合金可用作各种各样的切削工具。
我国切削工具的硬质合金用量约占整个硬质合金产量的三分之一,其中用于焊接刀具的占78%左右,用于可
转位刀具的占22%左右。
而数控刀具用硬质合金仅占可转位刀具用硬质合金的20%左右,此外还有整体硬质合金钻头,整体硬质合金小园锯片,硬质合金微钻等切削工具。
地质矿山工具:地质矿山工具同样是硬质合金的一大用途。
我国地矿用硬质合金约占硬质合金生产总量的25%,主要用于冲击凿岩用钎头,地质勘探用钻头、
矿山油田用潜孔钻、牙轮钻以及截煤机截齿、建材工业冲击钻等。
模具:用作各类模具的硬质合金约占硬质合金生产总量的8%,有拉丝模、冷镦模、冷挤压模、热挤压模、热锻模、成形冲模以及拉拔管芯棒,如长芯棒、球状蕊棒、浮动蕊棒等,近十几年轧制线材用各类硬质合金轧辊用量增速很快,我国轧辊用硬质合金已占硬质合金生产总量的3%。
结构零件:硬质合金用来作结构零件的制品很多,如旋转密封环、压缩机活塞、车床夹头、磨床心轴、轴承轴颈等。
耐磨零件:用硬质合金制成的耐磨零件有喷嘴、导轨、柱塞、球、轮胎防滑钉、铲雪机板等举不胜举。
耐高压高温用腔体:最重要的用途就是生产合成金刚石用的顶锤、压缸等制品,顶锤、压缸用硬质合金已占我国硬质合金生产总量的9%。
其他用途:硬质合金用途越来越广,近几年已在民用领域不断扩展,如表链、表壳、高级箱包的拉链头、硬质合金商标等。
硬质合金的分类
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、W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(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。
硬质合金的历史
1923年,德国人施勒特尔发明硬质合金
1926年,德国克虏伯公司进行硬质合金(钨钴类)的工业化生产
1929年,德国克虏伯公司开始生产钨钴钛类硬质合金
1965年,德国克虏伯公司研制涂层硬质合金
1970年以后,超细硬质合金、热等静压、喷雾干燥、表面处理、添加稀土等1984年,双高合金(日本住友电气公司)
1989年,低压热等静压设备(美国超高压公司)
1990年以来,超细、超粗、涂层、梯度合金、热处理、表面处理成为发展趋势二十世纪九十年代以来,生产越来越集中,逐步向三大家(山特维克、肯纳、伊斯卡)集中,还有部分特色厂家(森拉天时、日本东芝、住友、三菱、黛杰等)。