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硬质合金——金属的硬质化合物合金材料
发布时间:2020-1-19
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世界上有50多个国家生产硬质合金,总产量可达2700028000t-,主要生产国有美国、俄罗斯、瑞典、中国、德国、日本、英国、法国等,世界硬质合金市场基本处于饱和状态,市场竞争十分激烈。中国硬质合金工业是50年代末期开始形成的,6070年代中国硬质合金工业得到了迅速发展,90年代初中国硬质合金总生产能力达6000t,硬质合金总产量达5000t,仅次于俄罗斯和美国,居世界第3

 

硬质合金


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。


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性能特点

硬度高(8693HRA,相当于6981HRC);

热硬性好(可达9001000℃,保持60HRC);

耐磨性好。

硬质合金刀具比高速钢切削速度高47倍,刀具寿命高580倍。制造模具、量具,寿命比合金工具钢高 20150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。


分类


01
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。

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WC刀具

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硬质合金切削刀具


 

02
钨钛钴类硬质合金

主要成分是碳化钨、碳化钛(TiC)及钴。其牌号由“YT”硬、钛两字汉语拼音字首)和碳化钛平均含量组成。

例如,YT15,表示平均TiC=15%,其余为碳化钨和钴含量的钨钛钴类硬质合金。

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TIC刀具

 

03
钨钛钽(铌)类硬质合金

主要成分是碳化钨、碳化钛、碳化钽(或碳化铌)及钴。这类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合金。

其牌号由“YW”两字汉语拼音字首)加顺序号组成,如 YW1


 

形状分类

01
球状体

硬质合金球是以高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC)微米级粉末为主要成分,常见的硬质合金有YG、YN、YT、YW系列。

常用的硬质合金球主要分:YG6硬质合金球. YG6x硬质合金球. YG8硬质合金球. YG13硬质合金球.YG20硬质合金球. YN6硬质合金球.YN9硬质合金球.YN12硬质合金球.YT5硬质合金球.YT15硬质合金球

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硬质合金球

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硬质合金棒


 

02
棒状体

硬质合金棒主要特点是具有稳定的机械性能,易于焊接,具有高耐磨性和高耐冲击性。

优点:1.耐磨性好;2.良好的耐腐蚀性;3.高韧性;4.挤压法和HIP烧结。

用途:硬质合金棒主要适用于钻头,立铣刀,绞刀。它也可用于切割,冲压和测量工具。它被用于造纸,包装,印刷,有色金属加工行业。此外,它还广泛用于加工高速钢刀具,硬质合金铣刀,硬质合金刀具,NAS的切削刀具,航空刀具,硬质合金钻头,铣刀取芯钻头,高速钢,taperd铣刀,公制铣刀,微型结束铣刀,铰试点,电子刀具,阶梯钻,金属切割锯,双保证金钻,枪杆子,角度铣刀,硬质合金旋转锉等。

硬质合金棒不仅可以用来切割和钻孔工具(如微米,twiste演习,演习垂直采矿刀具指标),也可以作为输入针,各种轧辊磨损的零件和结构材料来使用。此外,它可以广泛应用于许多领域,如机械,化工,石油,冶金,电子和国防工业。

03
板状体

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硬质合金板

硬质合金板,具有良好的耐久性和耐冲击性强,可用于在硬件和标准的冲压模具。硬质合金板广泛应用于电子工业,电机转子,定子,LED引线框架,EI硅钢片等。所有硬质合金块必须检查严格和只有那些没有任何伤害,如孔隙,气泡,裂缝等才可以运出。


制备

硬质合金的制作是将碳化钨与钴以一定的比例混合,加压成各种形状,然后半烧结。此烧结过程通常是在真空炉里进行。将其置于真空炉里完成烧结,此时之温度大约为摄氏一千三百至一千五百度之间。

硬质合金烧结成型就是将粉末压制成坯料,再进烧结炉加热到一定温度(烧结温度),并保持一定的时间(保温时间),然后冷却下来,从而得到所需性能的硬质合金材料。

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异型棒材

 

硬质合金烧结过程可以分为四个基本阶段:

01
脱除成形剂及预烧阶段

在这个阶段烧结体发生如下变化:

成型剂的脱除,烧结初期随着温度的升高,成型剂逐渐分解或汽化,排除出烧结体,与此同时,成型剂或多或少给烧结体增碳,增碳量将随成型剂的种类、数量以及烧结工艺的不同而改变。

粉末表面氧化物被还原,在烧结温度下,氢可以还原钴和钨的氧化物,若在真空脱除成型剂和烧结时,碳氧反应还不强烈。粉末颗粒间的接触应力逐渐消除,粘结金属粉末开始产生回复和再结晶,表面扩散开始发生,压块强度有所提高。

 

02
固相烧结阶段(800℃--共晶温度)

在出现液相以前的温度下,除了继续进行上一阶段所发生的过程外,固相反应和扩散加剧,塑性流动增强,烧结体出现明显的收缩。


 

03
液相烧结阶段(共晶温度--烧结温度)

当烧结体出现液相以后,收缩很快完成,接着产生结晶转变,形成合金的基本组织和结构。


 

04
冷却阶段(烧结温度--室温)

在这一阶段,合金的组织和相成分随冷却条件的不同而产生某些变化,可以利用这一特点,对硬质合金进行热处理以提高其物理机械性能。

磁饱和值


影响硬质合金合金相对磁饱和值的因素主要有以下六大因素:

1、硬质合金中的WC总碳超标。

2、混合料(含压块)氧含量超标。

3、氢气脱蜡、预烧中的碳量变化。

4、真空脱蜡、预烧中的碳量变化。

5、氢烧结过程的碳量变化。

6、硬质合金真空烧结过程的碳量变化。

总结

硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性,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,伴随下游产业的发展,硬质合金市场需求不断加大。并且未来高新技术武器装备制造、尖端科学技术的进步以及核能源的快速发展,将大力提高对高技术含量和高质量稳定性的硬质合金产品的需求。

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2020深圳国际粉末冶金及硬质合金展览会

2020深圳国际先进陶瓷展览会

7月1-3日 深圳会展中心(福田区福华三路)

 

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主办方广东智展展览有限公司依托近二十年的展览经验跟行业积累,拥有10万条庞大的专业买家数据信息;同时,深圳优越的地理位置,并且立足粤港澳大湾区,尽显区位和产业双重优势。大湾区在汽车工业、家用电器、消费电子、信息通讯、电动工具、新能源、医疗等领域发展迅速,需求越来越大,对于粉末冶金行业的专业买家邀请,能够更好地吸引更多的、高优质的买家参会。

 

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