涂层WC-Ni硬质合金刀具的显微结构及性能
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硬质合金常用牌号及用途介绍
牌号/相当标准ISO/ 物理机械性能(min):抗弯强度N/mm2;硬度HRA/用途。
1、 YG3x/ K01/ 1420;92.5/适于铸铁、有色金属及合金、淬火钢合金钢小切削断面高速精加工。
2、 YG6/ K20 /1900;90.5/适于铸铁、有色金属及合金、非金属材料中等到切削速度下半精加工和精加工。
3、 YG6x /K15/ 1800;92.0/ 适于冷硬铸铁、球墨铸铁、灰铸铁、耐热合金钢的中小切 削断面高速精加工、半精加工。
4、 YG6A/ K10/ 1800;92.0 /适于冷硬铸铁、球墨铸铁、灰铸铁、耐热合金的中小切削断面高速精加工。
5、 YG8/ K30/ 2200;90.0/ 适于铸铁、有色金属及合金、非金属材料低速粗加工。
6、 YG8N/ K30/ 2100;90.5/适于铸铁、白口铸铁、球墨铸铁以及铬 镍不锈钢等合金材料的高速切削。
7、 YG15/ K40/ 2500;87.0 /适于镶制油井、煤炭开采钻头、地质勘探钻头。
8、 YG4C/ 1600;89.5/ 适于镶制油井、煤炭开采钻头、地质勘 探钻头。
9、 YG8C/ 1800;88.5/适于镶制油井、矿山开采钻头一字、十 字钻头、牙轮钻齿、潜孔钻齿。
10、 YG11C/ 2200;87.0 /适于镶制油井、矿山开采钻头一字、十字钻头、牙轮钻齿、潜孔钻齿。
11、 YW1/ M10/ 1400;92.0 /适于钢、耐热钢、高锰钢和铸铁的中速 半精加工。
12、 YW2/ M20/ 1600;91.0 /适于耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工 钢材中、低速粗加工和半精加工。
13、 GE1/ M30/ 2000;91.0 /适于非金属材料的低速粗加工和钟表 齿轮耐磨损零件。
14、 GE2 /2500;90.0 /硬质合金顶锤专用牌号。
15、 GE3/ M40/ 2600;90.0 /适于制造细径微钻、立铣刀、旋转挫刀等。
硬质合金刀具材料性能和特点
(浙江大学城市学院机自************)
【摘要】本课题主要研究硬质合金刀具材料的性能和特点,分析硬质材料的来源,种类,发展,选用等各种注意问题以及探讨了硬质材料以后发展的方向。
【关键词】硬质,机械,刀具,合金
科学技术的进步、新材料的开发以及高精度机械的发展,对刀具的性能提出了更高的要求。特别是随着木材及建材加工的进一步高速化和高功效化,要求刀具具有更高的耐用度,否则经常更换刀具会影响机器和设备的生产效率。因此,一般的刀具难以符合机器和设备的高生产效率,因而,研究硬质合金刀具成为了必不可少的一环。
2硬质合金的了解
(1)硬质合金刀具的种类
按晶粒大小区分,硬质合金可以分成普通硬质合金、粗晶粒硬质合金和矽晶粒硬质合金。按主要化学成分区分,硬质合金可以分成碳化钨基为硬质合金和碳化钛基为硬质合金。碳化钨基为硬质合金包含钨钴类(yg)、钨钴钛类(yt)和嵌入珍贵碳化类(yw)三类,它们各存有优缺点,主要成分为碳化钨(wc)、碳化钛(tic)、碳化铌(nbc)等常用的金属成膜相是co。碳化钛基为硬质合金就是以tic为主要成分的硬质合金,常用的金属成膜二者mo和ni。
(2)硬质合金刀具的历史
刀具的发展在人类进步的历史上占据关键的地位。中国晚在公元前28~前20世纪,就已发生黄铜尖锥和紫铜的锥、扣、刀等铜质刀具。战国后期(公元前三世纪),由于掌控了渗碳技术,做成了铜质刀具。当时的钻头和锯,与现代的施明德扣和尖头已有些相似之处。
然而,刀具的快速发展是在18世纪后期,伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年,法国的勒内首先制出铣刀。1792年,英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年,但直到1864年才作为商品生产。
1923年,德国的施勒特尔往碳化钨粉末中加到10%~20%的钴搞粘结剂,发明者了碳化钨和钴的新合金,硬度仅次于金刚石,这就是世界上人工做成的第一种硬质合金。用这种合金做成的刀具焊接钢材时,刀刃可以很快磨损,甚至刃口碎裂。1929年美国的施瓦茨科夫在旧有成分中加到了一定量的碳化钨和碳化钛的复式碳化物,提升了刀具焊接钢材的性能。这就是硬质合金发展史上的又一成就。 近二十年来,涂层硬质合金也问世了。1969年瑞典研制成功了碳化钛涂层刀具,刀具的基体是钨钛钴硬质合金或钨钴硬质合金,表面碳化钛涂层的厚度不过几微米,但是与同牌号的合金刀具相比,使用寿命延长了3倍,切削速度提高25%~50%。20世纪70年代已出现第四代涂层工具,可用来切削很难加工的材料。
硬质合金刀具的涂层技术
[ 摘 要] 切削刀具表面涂层技术是近几十年应市场需求发展起来的材料表面改性技术。采用涂层技术可有效提高切削刀具使用寿命,使刀具获得优良的综合机械性能,从而大幅度提高机械加工效率。主要介绍涂层硬质合金刀具涂层材料的特点、要求,涂层制备技术,分析化学气相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PVD),单、复合涂层制备方法及优缺点。
[关键字] 硬质合金涂层刀具;化学气相沉积法;物理气相沉积法;
现状及发展
引言
现代化的金属切削加工要求刀具具有高切削速度、高进给速度、高可靠性、长寿命、高精度和良好的切削控制性。因此, 高水平、稳定的刀具涂层技术越来越受到机械加工企业的青睐。。涂层技术是提高切削效率, 降低加工成本的有效途径。刀具基体与硬质薄膜表层相结合, 由于基体保持了良好的韧性和较高的强度, 硬质薄膜表层又具有高耐磨性和低摩擦因数, 从而使刀具的性能显著提高, 而且,
随着涂层技术设备的日趋集成化、模块化和智能化, 涂层费用已比初期下降1/2~ 2/3, 涂层刀具在刀具总量中所占的比例将会越来越大。
表面涂层硬质合金在基体硬质合金上, 用(CVD)化学气相沉积,或 (PVD)物理气相沉积等方法, 涂覆耐磨的TiC、TiN、Al2O3 等薄层, 形成表面涂层硬质合金。涂层硬质合金刀片均为可转位形式, 刚机夹方法装夹在刀杆或刀体上使用。具有以下优点: 1) 表面涂层材料具有很高的硬度和耐磨性, 故与未涂层刀片相比, 涂层硬质合金可采用较高的切削速度, 或能在同样的切削速度下大幅度地提高刀具耐用度。2)涂层材料与被加工材料之间的摩擦系数较小, 故切削力有一定减小, 比未涂层刀片约降低 5%左右。润滑薄膜具有良好的固相润滑性能, 可有效地改善加工质量, 也适合于干式切削加工。3)
用涂层刀片加工, 已加工表面质量较好。 4) 涂层技术作为刀具制造的最终工序, 对刀具精度几乎没有影响, 并可进行重复涂层工艺。5)由于综合性能好, 涂层刀片有较好的通用性。一种牌号的刀片经常有较宽的适用范围。涂层切削刀具所带来的益处: 可大幅度提高切削刀具寿命; 有效地提高切削加工效率; 明显提高被加工工件的表面质量; 有效地减少刀具材料的消耗,降低加工成本; 减少冷却液的使用,
工业的牙齿——硬质合金(1)
贾成厂;孙兰
【摘 要】硬质合金简介硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC等)粉末为主要成分,以钴(Co)或镍(Ni)等金属为粘结剂,经烧结而成的粉末冶金材料.硬质合金是由硬化相与粘结金属两部分所组成:硬化相是元素周期表中过渡金属的碳化物,如WC、TiC、TaC,这些碳化物的熔点很高,都在2000℃以上,且硬度很高.碳化物相的存在决定了硬质合金具有极高硬度和耐磨性.粘结金属一般是钴和镍.
【期刊名称】《金属世界》
【年(卷),期】2011(000)004
【总页数】3页(P7-9)
【作 者】贾成厂;孙兰
【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;四川大学制造学院,四川成都610065
【正文语种】中 文
硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC等)粉末为主要成分,以钴(Co)或镍(Ni)等金属为粘结剂,经烧结而成的粉末冶金材料。硬质合金是由硬化相与粘结金属两部分所组成:硬化相是元素周期表中过渡金属的碳化物,如WC、TiC、TaC,这些碳化物的熔点很高,都在2000℃以上,且硬度很高。碳化物相的存在决定了硬质合金具有极高硬度和耐磨性。粘结金属一般是钴和镍。
由于硬质合金的主要成分是碳化物,且由粘结相结合,其英文名称为Cemented Carbide,也可以称为Hard Alloys。
硬质合金具有一系列优良性能,例如硬度、强度、韧性、耐磨、耐热性、耐腐蚀等,都很好,特别是其红硬性,即使是在1000℃下,硬度也很高,而且具有较高的抗弯强度。
硬质合金经常被称为“工业牙齿”,被广泛应用于机械、汽车、电子等多个领域。可用作刀具材料,用于切削铸铁、耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢、有色金属、玻璃、石材等。硬质合金还可以用来制作采掘、凿岩、钻探等工具、测量量具、耐磨零件、汽缸衬里、喷嘴等。
20世纪30年代,德国科学家开发了一种新的合金,其成分为碳化钨粉末加上10%~20%的钴,合金的硬度仅次于金刚石,这就是世界上首创硬质合金。30年代末,美国科学家在原有成分中加进了一定量的WC和TiC,从而改善了材料的综合力学性能。这是硬质合金发展史上的一大成就。60年代末,瑞典科学家研制成功了TiC涂层刀具,表面的TiC涂层厚度只有几微米,但是与同牌号的材料相比,其使用寿命延长了数倍,切削速度提高了近50%。20世纪70年代已经出现第四代涂层工具,性能有了进一步的提高。