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硬质合金刀具材料的化学成分分类

时间:2024-04-26 13:41:40 来源:admin 点击:0

常用硬质合金刀具材料的性能过去国内厂家硬质合金的牌号主要按化学成分不同分类命名,但随着刀具国际化的需求,国内常见的硬质合金牌号也在逐渐与国外刀具制造商接轨,按用途不同,以类别代号加数字的形式命名。

按化学成分不同的分类主要有以下几类:

1)YG类硬质合金,对应K类硬质合金,主要成分是WC-Co,其中WC为硬质相,Co为粘结相,主要用于加工铸铁类的短切屑的黑色金属,也可加工有色金属和非金属材料,常用的牌号有YG3、YG3X、YG6、YG6X、YG8等。这类硬质合金的硬度为89~91.5HRA,抗弯强度为1100~1500MPa。YG类硬质合金的抗弯强度和冲击韧度较好,因此适合加工切屑呈崩碎状(或短切屑)的脆性金属,如铸铁。同时,其磨削加工性好,切削刃可以磨得较锋利,因此也可加工有色金属和非金属等。

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2)YT类硬质合金,对应P类硬质合金,主要成分是WC-TiC-Co。该合金的硬质相除WC外,还增加了w(TiC)为5%~30%,主要用于加工长切屑的黑色金属,如塑性较好的各类钢料。常用牌号有YT5、YT14、YT15、YT30等,其w(TiC)分别为5%、14%、15%、30%。这类硬质合金的硬度为89.5~92.5HRA,抗弯强度为900~1400MPa。由于TiC的硬度和熔点比WC高,故YT类硬质合金的强度、耐磨性和耐热性均高于YG类硬质合金,但抗弯强度特别是冲击韧度下降较多,随着合金中TiC含量的提高和Co含量的降低,其强度和耐磨性提高,抗弯强度下降。由于以上因素,在冲击振动较大的切削过程中,容易出现崩刃现象,此时应选择TiC含

量较低的合金牌号。

3)YW类硬质合金,对应M类硬质合金,主要成分为WC-TiC-TaC(NbC)-Co,故又称为钨钛钽(铌)钴类硬质合金。添加稀有元素碳化物TaC、NbC后能够有效地提高合金的常温强度、韧性与硬度以及高温强度与硬度,细化晶粒,提高抗扩散与抗氧化磨损的能力,从而提高耐磨性。这些性能的改善,使其兼有YG与YT类硬质合金的性能,综合性能良好,因此有「通用」「万能」硬质合金的称谓。YW类硬质合金既可加工长切屑型的塑性较好的钢料,也可加工短切屑型的脆性铸铁料,并可加工有色金属材料。这类合金若适当增加Co含量,强度可很高,可用于各种难加工材料的粗加工与断续切削。

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4)碳(氮)化钛[TiC(N)]基硬质合金,前述三类硬质合金属于碳化钨基硬质合金,其硬质相以WC为主,以Co作粘结相。但地球上W的资源较为紧缺,而Ti的储量相对较多(约为W的1000倍),TiC(N)基硬质合金是以TiC代替WC为硬质相,以Ni、Mo等为粘结相制作的硬质合金,其中WC含量较少,其耐磨性优于WC基硬质合金,介于硬质合金和陶瓷之间。Ni作为粘结相可提高合金的强度,Ni中添加Mo可改善液态金属对TiC的润湿性。由于TiC(N)基硬质合金表现出优越的综合性能,同时又节约碳化钨基硬质合金中的W、Co等贵重稀有金属,因此从一开始就被认为是一种大有发展前途的刀具材料。自问世以来,便被世界各地主要硬质合金厂家所重视并迅速发展。

5)超细晶粒硬质合金。硬质合金晶粒细化后,硬质相尺寸减小,增加了硬质相晶粒表面积、晶粒间的结合力,粘结相更均匀地分布在其周围,可以提高硬质合金的硬度与耐磨性;如果再适当提高Co含量,还可以提高抗弯强度。超细晶粒硬质合金是由晶粒极小的WC粒子和Co粒子构成,是一种高硬度、高强度兼备的硬质合金,使其具有硬质合金的高硬度并兼顾有高速钢的高强度。

晶粒细化的标准不完全统一,一般普通硬质合金晶粒度为3~5um,细晶粒硬质合金的晶粒度为1.5μm左右,亚微细粒合金0.5~1um,而超细晶粒硬质合金WC的晶粒度在0.5um以下。


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