硬質合金是由難熔金屬的硬質化合物和粘結金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。
硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能,特別是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的溫度下也基本保持不變,在1000℃時仍有很高的硬度。
硬質合金廣泛用作刀具材料,如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等,用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材,也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。
1923年,德國的施勒特爾往碳化鎢粉末中加進10%~20%的鈷做粘結劑,發(fā)明了碳化鎢和鈷的新合金,硬度僅次于金剛石,這是世界上人工制成的種硬質合金。用這種合金制成的刀具切削鋼材時,刀刃會很快磨損,甚至刃口崩裂。1929年美國的施瓦茨科夫在原有成分中加進了一定量的碳化鎢和碳化鈦的復式碳化物,改善了刀具切削鋼材的性能。這是硬質合金發(fā)展史上的又一成就。
硬質合金還可用來制作鑿巖工具、采掘工具、鉆探工具、測量量具、耐磨零件、金屬磨具、汽缸襯里、精密軸承、噴嘴、五金模具(如拉絲模具、螺栓模具、螺母模具、以及各種緊固件模具,硬質合金的優(yōu)良性能逐步替代了以前的鋼鐵模具)。
近二十年來,涂層硬質合金也問世了。1969年瑞典研制成功了碳化鈦涂層刀具,刀具的基體是鎢鈦鈷硬質合金或鎢鈷硬質合金,表面碳化鈦涂層的厚度不過幾微米,但是與同牌號的合金刀具相比,使用壽命延長了3倍,切削速度提高25%~50%。20世紀70年代已出現(xiàn)第四代涂層工具,可用來切削很難加工的材料。
硬質合金是怎樣燒結而成的?
硬質合金是將這種或多種難熔金屬的碳化物和粘接劑金屬,用粉末冶金方法制成的金屬材料。
鎢鈷類硬質合金
WC刀具
WC刀具
主要成分是碳化鎢(WC)和粘結劑鈷(Co)。
其牌號是由“YG”(“硬、鈷”兩字漢語拼音字首)和平均含鈷量的百分數(shù)組成。
例如,YG8,表示平均WCo=8%,其余為碳化鎢的鎢鈷類硬質合金。
一般鎢鈷類合金主要實用于:硬質合金刀具、模具以及地礦類產(chǎn)品。
特點
它屬于非破壞性試驗,試驗方法比較簡單。硬質合金的硬度檢測對其試件的形狀及尺寸適應性較強,試驗效率高。另外,硬質合金材料硬度與其它物理特性之間存在一定的對應關系。例如,硬質合金硬度試驗和拉伸試驗基本上都是檢測金屬抵抗塑性變形的能力,這兩種試驗在某種程度上都是檢測金屬相似的特性。所以,其檢測結果是完全可以相互比較的。硬質合金拉伸試驗設備龐大、操作復雜、要制備試樣、試驗效率低,對于許多金屬材料,都有一硬度試驗和拉力試驗的換算表可查。因此,在檢測硬質合金材料力學性能時,人們越來越多地采用硬度試驗,而較少采用拉伸試驗。