硬質(zhì)合金性能與檢測(cè)(2)

1、常用的硬質(zhì)合金成分常用硬質(zhì)合金以WC為主要成分，依是否加入其它碳化物而分為以下幾類(lèi)：鎢鈷類(lèi)（WC+Co）硬質(zhì)合金（YG)主要成分是碳化鎢（WC）和粘結(jié)劑鈷（Co）。其牌號(hào)是由“YG”（硬、鈷兩字漢語(yǔ)拼音字首）和平均含鈷量的百分?jǐn)?shù)組成。例如，YG8，表示平均WCo8，其余為碳化鎢的鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金。它由WC和Co組成，具有較高的抗彎強(qiáng)度的韌性，導(dǎo)熱性好，但耐熱性和耐磨性較差。細(xì)晶粒的YG類(lèi)硬質(zhì)合金（如YG3X、YG6X)，在含鈷量相同時(shí)，其硬度耐磨性比YG3、YG6高，強(qiáng)度和韌性稍差。鎢鈦鈷類(lèi)（WC+TiC+Co）硬質(zhì)合金（YT）。主要成分是WC、TiC及鈷。其牌號(hào)由“YT”（硬、鈦兩字漢語(yǔ)拼音字

2、首）和TiC平均含量組成。如，YT15，表示平均WTi15，其余為碳化鎢和鈷含量的鎢鈦鈷類(lèi)硬質(zhì)合金。和YG相比，其硬度、耐磨性、紅硬性增大，粘結(jié)溫度高，抗氧化能力強(qiáng)，而且在高溫下會(huì)生成TiO2，可減少粘結(jié)。但導(dǎo)熱性能較差，抗彎強(qiáng)度低。常用的硬質(zhì)合金成分鎢鉭鈷類(lèi)（WC+TaC+Co）硬質(zhì)合金（YA在YG類(lèi)硬質(zhì)合金的基礎(chǔ)上添加TaC(NbC)，提高了常溫、高溫硬度與強(qiáng)度、抗熱沖擊性和耐磨性。鎢鈦鉭鈷類(lèi)（WC+TiC+TaC+Co）硬質(zhì)合金(YW) 主要成分是碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭（或碳化鈮）及鈷。稱(chēng)通用硬質(zhì)合金或萬(wàn)能硬質(zhì)合金。其牌號(hào)由“YW”（“硬”、萬(wàn)”兩字漢語(yǔ)拼音字首）加順序號(hào)組成，如YW1在

3、YT類(lèi)硬質(zhì)合金的基礎(chǔ)上添加TaC(NbC)，提高了抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性、高溫硬度、抗氧能力和耐磨性。應(yīng)用范圍分類(lèi)應(yīng)用范圍分類(lèi)用途分組用途分組性能提高方向性能提高方向類(lèi)別類(lèi)別e被加工被加工材料范圍材料范圍合金合金牌號(hào)牌號(hào)被加工材料被加工材料用途及加工條件用途及加工條件切削性能切削性能合金性能合金性能YT鋼及合金鋼鋼及合金鋼YT30鋼、鑄鋼及合金鋼鋼、鑄鋼及合金鋼高速切削精加工，小斷面的精車(chē)精鏜和精擴(kuò)等高速切削精加工，小斷面的精車(chē)精鏜和精擴(kuò)等進(jìn)進(jìn) 切切給給 削削量量 速速 度度 耐耐磨磨性性 韌韌 性性YT05碳素鋼、合金鋼和高碳素鋼、合金鋼和高強(qiáng)度鋼強(qiáng)度鋼高速精加工和平精加；亦適用于淬火鋼及含鈷較

4、高高速精加工和平精加；亦適用于淬火鋼及含鈷較高的合金的加工的合金的加工YT15碳素鋼、合金鋼碳素鋼、合金鋼連續(xù)車(chē)削時(shí)的精車(chē)、半精車(chē)、旋風(fēng)車(chē)絲；連續(xù)面的連續(xù)車(chē)削時(shí)的精車(chē)、半精車(chē)、旋風(fēng)車(chē)絲；連續(xù)面的精銑和半精銑；孔的精擴(kuò)和粗?jǐn)U精銑和半精銑；孔的精擴(kuò)和粗?jǐn)UYT14碳素鋼、合金鋼碳素鋼、合金鋼不平整斷面和間斷切削時(shí)的粗車(chē)粗刨，間斷切削時(shí)不平整斷面和間斷切削時(shí)的粗車(chē)粗刨，間斷切削時(shí)的半精車(chē)的精車(chē)，連續(xù)面的粗銑；鑄孔的擴(kuò)的半精車(chē)的精車(chē)，連續(xù)面的粗銑；鑄孔的擴(kuò)鉆和粗?jǐn)U鉆和粗?jǐn)UYT5碳素鋼、合金鋼（包碳素鋼、合金鋼（包括鍛件、沖擊件和鑄括鍛件、沖擊件和鑄件的表皮）件的表皮）不平整斷面和間斷切削時(shí)的粗車(chē)、粗刨、

5、半精刨，不平整斷面和間斷切削時(shí)的粗車(chē)、粗刨、半精刨，不連續(xù)面的粗銑和鉆孔不連續(xù)面的粗銑和鉆孔YW合金鋼合金鋼及鑄鐵及鑄鐵YW1鋼、合金鋼、鑄鐵鋼、合金鋼、鑄鐵能承受一定的沖擊載荷，通用性較好能承受一定的沖擊載荷，通用性較好進(jìn)進(jìn) 切切給給 削削量量 速速 度度 耐耐磨磨性性 韌韌 性性 YW2鋼、合金鋼、鑄鐵鋼、合金鋼、鑄鐵適用耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼及高級(jí)合金鋼等難加適用耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼及高級(jí)合金鋼等難加工鋼材的粗加工和半精加工工鋼材的粗加工和半精加工YW3耐熱合金鋼、低合金耐熱合金鋼、低合金鋼、高強(qiáng)度鋼鋼、高強(qiáng)度鋼精加工和半精加工，亦可作沖擊小情況下的粗加工精加工和半精加工，亦可作沖擊小

6、情況下的粗加工YW4碳素鋼、合金鋼、調(diào)碳素鋼、合金鋼、調(diào)質(zhì)鋼、耐熱不銹鋼質(zhì)鋼、耐熱不銹鋼有很好的耐高漸性能和抗粘結(jié)能力，通用性好有很好的耐高漸性能和抗粘結(jié)能力，通用性好切削刀具用硬質(zhì)合金的性能及用途應(yīng)用范圍分類(lèi)應(yīng)用范圍分類(lèi)用途分組用途分組性能提高方向性能提高方向合金合金類(lèi)別類(lèi)別被加工被加工材料范圍材料范圍合金合金牌號(hào)牌號(hào)被加工材料被加工材料用途及加工條件用途及加工條件切削性能合金性能YN鋼及合金鋼及合金鑄鐵鑄鐵YN05鋼、鑄鐵、合金鑄鐵鋼、鑄鐵、合金鑄鐵機(jī)床機(jī)床工件工件刀具系統(tǒng)剛性特別好和細(xì)長(zhǎng)件精加刀具系統(tǒng)剛性特別好和細(xì)長(zhǎng)件精加工，高速切削時(shí)的精車(chē)工，高速切削時(shí)的精車(chē)進(jìn)進(jìn) 切切給給 削削量量

7、速速 度度耐耐磨磨性性 韌韌 性性YN10碳素鋼、合金鋼、工碳素鋼、合金鋼、工具鋼、淬火鋼具鋼、淬火鋼連續(xù)面的精加工，對(duì)細(xì)長(zhǎng)件和表面光潔度要求高連續(xù)面的精加工，對(duì)細(xì)長(zhǎng)件和表面光潔度要求高的工件精加工的工件精加工YG鑄鐵、有鑄鐵、有色色金金屬屬及及其其合合金、金、非非金金屬屬材材料料YG3X鑄鐵、有色金屬及其鑄鐵、有色金屬及其合金合金精鏜、精車(chē)、亦可用于合金鋼和淬火鋼的精車(chē)精鏜、精車(chē)、亦可用于合金鋼和淬火鋼的精車(chē)進(jìn)進(jìn) 切切給給 削削量量 速速 度度耐耐磨磨性性 韌韌 性性YG3鑄鐵、有色金屬及其鑄鐵、有色金屬及其合金合金精車(chē)、精鏜精車(chē)、精鏜YG6A鑄鐵、有色金屬及其鑄鐵、有色金屬及其合金合金半精

8、車(chē)；亦適于高錳鋼、淬火鋼、合金鋼的半精半精車(chē)；亦適于高錳鋼、淬火鋼、合金鋼的半精加工及其精加工加工及其精加工YG6X冷硬鑄鐵、普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、普通鑄鐵、耐熱合金鋼耐熱合金鋼精加工和半精加工精加工和半精加工YG6鑄鐵、有色金屬及其鑄鐵、有色金屬及其合金、非金屬合金、非金屬材料材料連續(xù)面的粗車(chē)，不連續(xù)面的半精車(chē)及精車(chē)，不斷連續(xù)面的粗車(chē)，不連續(xù)面的半精車(chē)及精車(chē)，不斷面精車(chē)，粗車(chē)螺紋，旋風(fēng)車(chē)絲，連續(xù)面的面精車(chē)，粗車(chē)螺紋，旋風(fēng)車(chē)絲，連續(xù)面的精銑和半精銑，孔的粗?jǐn)U和精擴(kuò)精銑和半精銑，孔的粗?jǐn)U和精擴(kuò)YG8N硬鑄鐵、球墨鑄鐵、硬鑄鐵、球墨鑄鐵、白口鐵及有色金屬白口鐵及有色金屬各種條件下的粗加工，亦適于不銹

9、鋼的粗車(chē)和半各種條件下的粗加工，亦適于不銹鋼的粗車(chē)和半精車(chē)精車(chē)YG8鑄鐵、有色金屬及其鑄鐵、有色金屬及其合金、非金屬材料合金、非金屬材料不平整斷面的間斷切削的粗車(chē)、粗刨、粗銑、一不平整斷面的間斷切削的粗車(chē)、粗刨、粗銑、一般孔和深孔的鉆孔和擴(kuò)孔般孔和深孔的鉆孔和擴(kuò)孔應(yīng)用范圍分類(lèi)應(yīng)用范圍分類(lèi)用途分組用途分組性能提高方向性能提高方向合金合金類(lèi)別類(lèi)別被加工被加工材料范圍材料范圍合金合金牌號(hào)牌號(hào)被加工材料被加工材料用途及加工條件用途及加工條件切削性能合金性能YN鋼及合金鋼及合金鑄鐵鑄鐵YN05鋼、鑄鐵、合金鑄鐵鋼、鑄鐵、合金鑄鐵機(jī)床機(jī)床工件工件刀具系統(tǒng)剛性特別好和細(xì)長(zhǎng)件精加刀具系統(tǒng)剛性特別好和細(xì)長(zhǎng)件精加

10、工，高速切削時(shí)的精車(chē)工，高速切削時(shí)的精車(chē)進(jìn)進(jìn) 切切給給 削削量量 速速 度度耐耐磨磨性性 韌韌 性性YN10碳素鋼、合金鋼、工碳素鋼、合金鋼、工具鋼、淬火鋼具鋼、淬火鋼連續(xù)面的精加工，對(duì)細(xì)長(zhǎng)件和表面光潔度要求高連續(xù)面的精加工，對(duì)細(xì)長(zhǎng)件和表面光潔度要求高的工件精加工的工件精加工YG鑄鐵、有鑄鐵、有色色金金屬屬及及其其合合金、金、非非金金屬屬材材料料YG3X鑄鐵、有色金屬及其鑄鐵、有色金屬及其合金合金精鏜、精車(chē)、亦可用于合金鋼和淬火鋼的精車(chē)精鏜、精車(chē)、亦可用于合金鋼和淬火鋼的精車(chē)進(jìn)進(jìn) 切切給給 削削量量 速速 度度耐耐磨磨性性 韌韌 性性YG3鑄鐵、有色金屬及其鑄鐵、有色金屬及其合金合金精車(chē)、精鏜

11、精車(chē)、精鏜YG6A鑄鐵、有色金屬及其鑄鐵、有色金屬及其合金合金半精車(chē)；亦適于高錳鋼、淬火鋼、合金鋼的半精半精車(chē)；亦適于高錳鋼、淬火鋼、合金鋼的半精加工及其精加工加工及其精加工YG6X冷硬鑄鐵、普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、普通鑄鐵、耐熱合金鋼耐熱合金鋼精加工和半精加工精加工和半精加工YG6鑄鐵、有色金屬及其鑄鐵、有色金屬及其合金、非金屬合金、非金屬材料材料連續(xù)面的粗車(chē)，不連續(xù)面的半精車(chē)及精車(chē)，不斷連續(xù)面的粗車(chē)，不連續(xù)面的半精車(chē)及精車(chē)，不斷面精車(chē)，粗車(chē)螺紋，旋風(fēng)車(chē)絲，連續(xù)面的面精車(chē)，粗車(chē)螺紋，旋風(fēng)車(chē)絲，連續(xù)面的精銑和半精銑，孔的粗?jǐn)U和精擴(kuò)精銑和半精銑，孔的粗?jǐn)U和精擴(kuò)YG8N硬鑄鐵、球墨鑄鐵、硬鑄鐵、球墨鑄

12、鐵、白口鐵及有色金屬白口鐵及有色金屬各種條件下的粗加工，亦適于不銹鋼的粗車(chē)和半各種條件下的粗加工，亦適于不銹鋼的粗車(chē)和半精車(chē)精車(chē)YG8鑄鐵、有色金屬及其鑄鐵、有色金屬及其合金、非金屬材料合金、非金屬材料不平整斷面的間斷切削的粗車(chē)、粗刨、粗銑、一不平整斷面的間斷切削的粗車(chē)、粗刨、粗銑、一般孔和深孔的鉆孔和擴(kuò)孔般孔和深孔的鉆孔和擴(kuò)孔合金合金牌號(hào)牌號(hào)使用性能使用性能用用 途途YG3X鎢鈷合金中耐磨性最好的一種合金，但鎢鈷合金中耐磨性最好的一種合金，但沖擊韌性較差沖擊韌性較差 用作細(xì)金屬絲的拉伸模具，無(wú)沖擊條件下的耐磨零件用作細(xì)金屬絲的拉伸模具，無(wú)沖擊條件下的耐磨零件YG4C屬粗晶粒碳化鎢合金，其耐磨

13、性高于屬粗晶粒碳化鎢合金，其耐磨性高于YG8合金，而使用強(qiáng)度近于合金，而使用強(qiáng)度近于YG8合金合金適于煤炭采掘工業(yè)中，鑲制電鉆及風(fēng)鉆鉆頭，鉆進(jìn)煤層和無(wú)煙煤，無(wú)矽適于煤炭采掘工業(yè)中，鑲制電鉆及風(fēng)鉆鉆頭，鉆進(jìn)煤層和無(wú)煙煤，無(wú)矽化巖、鉀鹽、巖鹽及其他均質(zhì)巖石；亦適于鉆進(jìn)中硬砂巖化巖、鉀鹽、巖鹽及其他均質(zhì)巖石；亦適于鉆進(jìn)中硬砂巖(V-VI級(jí)，部級(jí)，部分分VII級(jí)級(jí))，灰?guī)r及軟硬交互頻繁的巖層，灰?guī)r及軟硬交互頻繁的巖層YG6耐磨性較耐磨性較YG8高，但韌性較高，但韌性較YG8低低適于線(xiàn)材的干式潤(rùn)滑拉伸；地質(zhì)勘探、煤炭采掘用電鉆及風(fēng)鉆鉆頭；制適于線(xiàn)材的干式潤(rùn)滑拉伸；地質(zhì)勘探、煤炭采掘用電鉆及風(fēng)鉆鉆頭；制造

14、機(jī)器和工具的易磨損零件等造機(jī)器和工具的易磨損零件等YG8使用強(qiáng)度較高，但抗沖擊、抗振動(dòng)性能使用強(qiáng)度較高，但抗沖擊、抗振動(dòng)性能較較YG6合金好，但耐磨性較低合金好，但耐磨性較低適于鋼、有色金屬及其合金的棒材及管材的拉伸；電鉆鉆頭、截煤機(jī)齒適于鋼、有色金屬及其合金的棒材及管材的拉伸；電鉆鉆頭、截煤機(jī)齒油井鉆頭、地質(zhì)勘探鉆頭；制造機(jī)器和工具的易磨損零件；如噴嘴、頂油井鉆頭、地質(zhì)勘探鉆頭；制造機(jī)器和工具的易磨損零件；如噴嘴、頂尖、導(dǎo)向裝置、頂鍛桿和穿孔工具等尖、導(dǎo)向裝置、頂鍛桿和穿孔工具等YG8C屬粗晶粒碳化鎢合金，其實(shí)用性能接近屬粗晶粒碳化鎢合金，其實(shí)用性能接近于于YG15合金，但耐磨性較合金，但耐

15、磨性較YG15合金合金高高適于沖擊回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)用的釬頭，鑿中硬和堅(jiān)硬巖石；適于沖擊回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)用的釬頭，鑿中硬和堅(jiān)硬巖石； 亦適于作切剖含有亦適于作切剖含有堅(jiān)硬夾石的截煤機(jī)齒，油井鉆頭，堅(jiān)硬石材加工工具；亦適于壓縮率大堅(jiān)硬夾石的截煤機(jī)齒，油井鉆頭，堅(jiān)硬石材加工工具；亦適于壓縮率大的鋼棒，鋼管拉伸的鋼棒，鋼管拉伸YG11C屬粗晶粒碳化鎢合金，使用強(qiáng)度較屬粗晶粒碳化鎢合金，使用強(qiáng)度較YG15稍好，耐磨性?xún)?yōu)于稍好，耐磨性?xún)?yōu)于YGl5合金合金適于沖擊回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)鑿堅(jiān)硬巖石用的鉆頭，例如深孔鉆進(jìn)，鑿巖臺(tái)東等適于沖擊回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)鑿堅(jiān)硬巖石用的鉆頭，例如深孔鉆進(jìn)，鑿巖臺(tái)東等用的鉆頭；亦可制作一段沖擊的沖壓模具用的鉆

16、頭；亦可制作一段沖擊的沖壓模具YG15使用強(qiáng)度較上述合金都高，但耐磨性則使用強(qiáng)度較上述合金都高，但耐磨性則較低較低適于沖擊回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)鑿堅(jiān)硬和極堅(jiān)硬巖層用的鉆頭；亦適于作壓縮率大適于沖擊回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)鑿堅(jiān)硬和極堅(jiān)硬巖層用的鉆頭；亦適于作壓縮率大的鋼棒及鋼管拉伸，沖壓工具等的鋼棒及鋼管拉伸，沖壓工具等適于冷鍛模具、減輕沖壓模具；大尺寸標(biāo)準(zhǔn)件沖壓摸具，如冷鍛螺釘、適于冷鍛模具、減輕沖壓模具；大尺寸標(biāo)準(zhǔn)件沖壓摸具，如冷鍛螺釘、冷沖鋼球；子彈頭，槍彈頭及彈殼等。冷沖鋼球；子彈頭，槍彈頭及彈殼等。耐磨零件和礦山地質(zhì)工具用硬質(zhì)合金合金牌號(hào)合金牌號(hào)使用性能使用性能用用 途途GT35具有較高的硬度和耐磨性具有較高的

17、硬度和耐磨性 但不耐高溫但不耐高溫和和腐蝕腐蝕適于制作冷鍛，拎沖冷擠，冷拉等模具，鏜桿，軋輥，滾壓工適于制作冷鍛，拎沖冷擠，冷拉等模具，鏜桿，軋輥，滾壓工具及卡具，量具，機(jī)器零件、耐磨零件等具及卡具，量具，機(jī)器零件、耐磨零件等R5硬度和耐磨性較高，具有明顯的回火二硬度和耐磨性較高，具有明顯的回火二次硬化現(xiàn)象，抗回火，抗氧化，具有一次硬化現(xiàn)象，抗回火，抗氧化，具有一定耐蝕性定耐蝕性適于制作中溫?zé)嶙髂＞呒翱寡趸?，耐腐蝕。耐磨的工件，如刮片適于制作中溫?zé)嶙髂＞呒翱寡趸透g。耐磨的工件，如刮片密封環(huán)等密封環(huán)等R8具有優(yōu)異的耐硫酸、硝酸及弱酸具有優(yōu)異的耐硫酸、硝酸及弱酸(有機(jī)有機(jī)酸酸)、堿、尿素等腐

18、蝕能力、堿、尿素等腐蝕能力適于制作腐蝕環(huán)境中的耐磨零件如泵的密封環(huán)、閥門(mén)，閥座、鈾適于制作腐蝕環(huán)境中的耐磨零件如泵的密封環(huán)、閥門(mén)，閥座、鈾承套等承套等D1T1有較高的硬度和耐磨性，具有一定的耐有較高的硬度和耐磨性，具有一定的耐熱性和回頭二次硬化效應(yīng)熱性和回頭二次硬化效應(yīng)適于制作有色金屬及其合金，耐熱合金、不銹鋼等加工用的多刃適于制作有色金屬及其合金，耐熱合金、不銹鋼等加工用的多刃刀具，如麻花鉆頭、銑刀，濃刀、絲錐，擴(kuò)孔鉆等刀具，如麻花鉆頭、銑刀，濃刀、絲錐，擴(kuò)孔鉆等ST60為不可熱處理，不可加工無(wú)磁性的鋼結(jié)為不可熱處理，不可加工無(wú)磁性的鋼結(jié)硬硬質(zhì)臺(tái)金，耐熱，耐腐蝕，抗氧化質(zhì)臺(tái)金，耐熱，耐腐蝕，

19、抗氧化適于制作熱擠壓模和在磁場(chǎng)中工作的工具和模具適于制作熱擠壓模和在磁場(chǎng)中工作的工具和模具鋼結(jié)硬質(zhì)合金 提高原材料的質(zhì)量：提高原材料的質(zhì)量： 提高原材料的純度：提高原材料的純度：含量在200ppm以下的Na、Li、B、F、Al、P、K等微量元素對(duì)W粉的還原、碳化、硬質(zhì)合金燒結(jié)及其組織結(jié)構(gòu)和性能均有不同程度的影響。 控制原料的粒度及其分布：控制原料的粒度及其分布：應(yīng)避免碳化物或鈷粉原料中出現(xiàn)過(guò)大的顆粒，防止合金在燒結(jié)時(shí)生成粗大碳化物晶粒和鈷池。 優(yōu)化性能：優(yōu)化性能：同時(shí)控制原料的粒度與粒度組成，以滿(mǎn)足不同產(chǎn)品的需要。如切削工具應(yīng)選用費(fèi)氏粒度小于2mWC粉，耐磨工具應(yīng)選用2-3 mWC粉等。 分級(jí)

20、：分級(jí)： 英國(guó)Hurex公司生產(chǎn)的鎢粉及WC粉均按Fsss粒度分為6級(jí)；美國(guó)Li Tungstun公司的鎢粉分為5級(jí)，碳化鎢粉分為6級(jí)（均按Fsss粒度）；歐洲鎢公司的鎢粉按Fsss粒度分為8級(jí)；日本東芝公司的鎢粉也分為8級(jí)。我國(guó)現(xiàn)在也研制了鎢粉連續(xù)分級(jí)的技術(shù)和工藝。硬質(zhì)合金性能的改善 超細(xì)晶粒合金：超細(xì)晶粒合金：碳化物晶粒度小于1m，同時(shí)具有較高的硬度和韌性。 非均質(zhì)結(jié)構(gòu)合金：非均質(zhì)結(jié)構(gòu)合金：將二種不同成分或不同粒度的混合料混和在一起制成的在顯微組織上或成分不均勻的硬質(zhì)合金，它往往兼有粗晶粒合金的高韌性和細(xì)晶粒合金的高耐磨性，或兼有高鈷合金的高韌性和低鈷合金的高耐磨性。 超結(jié)構(gòu)合金：超結(jié)構(gòu)合

21、金：通過(guò)特殊生產(chǎn)工藝使合金的組織由那些富鈷的金屬脈連結(jié)起來(lái)的定向不等軸碳化鎢單晶薄片區(qū)域組成，這種合金在遭受反復(fù)壓縮沖擊時(shí)有突出的耐磨性和極高的耐用度。 梯度合金：梯度合金： 成分有梯度變化的合金，導(dǎo)致硬度、韌性呈現(xiàn)梯度變化。 硬質(zhì)合金的表面硬化技術(shù)：硬質(zhì)合金的表面硬化技術(shù)：涂層技術(shù)。改善合金的組織結(jié)構(gòu) 硬質(zhì)相：硬質(zhì)相：由于世界上鎢資源短缺，目前發(fā)展了以TiC、TaC、Cr3C2等硬質(zhì)相的合金。此外還研究了添加不同量的ZrC、HfC、Cr3C2、VC、Mo2C和NbC等碳化物以細(xì)化合金組織的改善性能。其中較為有效的是HfC、TaC、VC。然而，對(duì)于其他碳化物而言，由于粘結(jié)金屬對(duì)它們的潤(rùn)濕性能不

22、佳，故未能取得大的進(jìn)展。 粘結(jié)相：粘結(jié)相：添加合金元素和某些稀土氧化物可用來(lái)強(qiáng)化粘結(jié)相。采用Ni，F(xiàn)e或其它金屬來(lái)取代鈷作粘結(jié)相，例如，單獨(dú)以Ni和Fe作粘結(jié)劑。從對(duì)硬質(zhì)相的潤(rùn)濕性、對(duì)硬質(zhì)相的溶解度等方面考慮，目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)理想的合金粘結(jié)相。已研究的包括Fe-Co-Ni合金 、(Fe、Ni）合金作粘結(jié)相的硬質(zhì)合金，以及以銅合金、Ni-Mo合金、Nb-Co合金，Nb-Ni合金等作粘結(jié)劑的硬質(zhì)合金。然而，鈷所具有良好的綜合性能，使得其對(duì)以碳化鎢為基硬質(zhì)合金是效果最好的粘結(jié)金屬。新硬質(zhì)相或粘結(jié)相其它方法 添加元素或化合物：添加元素或化合物：添加高熔點(diǎn)金屬或其化合物，稀有金屬或其碳化物，稀土金屬或其氧

23、化物，以及其他金屬或惰性氧化物。在于減少合金中的孔隙與夾雜，改善合金的燒結(jié)性能，細(xì)化合金的組織，強(qiáng)化合金的粘結(jié)相，改善合金中硬質(zhì)相與粘結(jié)相的結(jié)合特性。 硬質(zhì)合金的熱處理：硬質(zhì)合金的熱處理：強(qiáng)化粘結(jié)相和細(xì)化晶粒。硬質(zhì)合金是硬質(zhì)相和粘結(jié)金屬所組成的一種特殊復(fù)合材料，其韌性主要由粘結(jié)相所賦與，而耐磨性則主要由碳化物相賦與。WC-Co硬質(zhì)合金熱處理可明顯地改善合金的強(qiáng)度和韌性，使硬質(zhì)合金工具使用壽命成倍的增長(zhǎng)。 表面硬化處理：表面硬化處理：解決硬質(zhì)合金的耐磨性與韌性，硬度與強(qiáng)度之間的矛盾。其中，涂層以物理或化學(xué)的方法在韌性較好的硬質(zhì)合金的表面沉積一層TiC或TiN以增加合金的耐磨性，是目前發(fā)展最迅速的

24、硬質(zhì)合金制備技術(shù)。高熔點(diǎn)碳化物對(duì)合金性能的影響 隨著各種金屬添加量的增加，硬度均有不同程度的增加。少量鈮（1wt）的加入會(huì)使抗彎強(qiáng)度顯著提高；在試驗(yàn)含量?jī)?nèi)鎢的加入也對(duì)強(qiáng)度有改善作用；鉻、鉭的加入對(duì)強(qiáng)度改進(jìn)不大，含量較高時(shí)（wt1）有可能產(chǎn)生副作用。 加入各種高熔點(diǎn)金屬后，組織均有所細(xì)化且晶粒尺寸更為均勻。 在YG15合金中加入金屬M(fèi)o時(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)合金的室溫硬度升高，相反其室溫強(qiáng)度隨著Mo含量的增大而下降。然而，在WC-Co或WC-Ni合金中加入約黏結(jié)金屬含量7wt的Mo，可使合金高溫下的硬度升高。添加Mo對(duì)硬質(zhì)合金性能的影響 添加的高熔點(diǎn)金屬中，一部分進(jìn)入鈷相起到了固溶強(qiáng)化作用，另一部分與游離

25、反應(yīng)生成碳化物相，同時(shí)還能阻止WC晶粒長(zhǎng)大。這些均能導(dǎo)致硬度上升和一定情況下強(qiáng)度的增加。 添加的金屬量如過(guò)高，則過(guò)量部分會(huì)轉(zhuǎn)化為碳化物相，阻礙基體碳化物晶粒的連接而導(dǎo)致強(qiáng)度的下降。 金屬添加劑對(duì)硬質(zhì)合金性能的影響高熔點(diǎn)金屬碳化物常用碳化物：NbC、TaC、Cr3C2、MoC 、ZrC、HfC 添加上述碳化物都有阻止基體碳化物品粒長(zhǎng)大的效應(yīng)。其中以碳化釩的作用最大。碳化物添加劑阻止碳化鎢晶粒長(zhǎng)大的效果隨其添加量而異，當(dāng)添加量達(dá)到其在液態(tài)鈷中的飽和固溶度時(shí)，添加劑阻礙WC晶粒長(zhǎng)大的效果依下列次序排列：VCMo2CCr2C3NbCTaCTiCZrCHfC。 當(dāng)其添加劑低于在液態(tài)鈷中的飽和固溶度時(shí)，對(duì)

26、鈷量而言，添加1.5%（但Mo2C和Cr3C2分別為0.75%和0.5%），亦即在鈷相中碳化物添加劑有大體相同的金屬原子數(shù)時(shí)，其阻止碳化鎢晶粒長(zhǎng)大的效果依下列次序排列： VCNbCTaCTiCMo2CCr3C2ZrCHfC 。 然而，過(guò)量碳化物添加能夠?qū)е麓嗷?yīng)。則可能是由于添加的碳化物析出于基體碳比物晶粒之間而破壞基體碳化物間的連結(jié)，并降低鈷相對(duì)于基體碳化物的潤(rùn)濕性。添加碳化物的作用機(jī)制添加稀土對(duì)合金性能的影響 稀土元素的特性與作用：稀土元素的特性與作用： 稀土元素的化學(xué)活潑而奇特，當(dāng)它們被加入合金中時(shí)，極易同合金中的氧或其他有害元素形成化合物，從而減輕或清除這些雜質(zhì)的不良影響。稀土元素的

27、氧化物由亍生成自由能高，熔點(diǎn)高、穩(wěn)定，同時(shí)其離子半徑、原子半徑均大于其他元素，故容易填補(bǔ)在基體金屬的位錯(cuò)空穴等晶體缺陷上，因而是一種良好的彌散相材料。 稀土元素在硬質(zhì)合金中的加入：稀土元素在硬質(zhì)合金中的加入： 粘結(jié)相中加入0.05-2的鈰，鈷粘結(jié)相韌性提高50。當(dāng)粘結(jié)相中加有0.2的鈰混合金屬時(shí)，硬質(zhì)合金酌抗彎強(qiáng)度平均提高20，硬度平均提高0.5-1HRA硬度值，韌性和耐磨性也顯著改善。 在鈷粘結(jié)相中加入0.1-2的釔，鈰或鈰混合稀土金屬，以及一定量的Ni、Cr、Fe、Mo和W的硬質(zhì)合金熱抗彎強(qiáng)度顯著增加，抗氧化性能也有所提高。 粘結(jié)相中含0.2-2的鈰和（或）鈰混合稀土金屬和(或)釔，或者粘

28、結(jié)相中加入0.1-2的鈰和（或）鈰混合稀土金屬或釔，以及Ni、Fe、Mo的硬質(zhì)合金，其性能改善顯著。 添加微量稀土：添加微量稀土：以釹、鈰及混合稀土金屬作添加劑，加入量分別為0.2、0.4、0.7wt等。然而，稀土金屬非?；顫?，極易氧化，干燥工藝均采用真空干燥，球磨介質(zhì)采用無(wú)水乙醇，燒結(jié)在H2進(jìn)行。其他工藝條件均為常規(guī)生產(chǎn)工藝。稀土對(duì)合金性能的影響 優(yōu)化組織：優(yōu)化組織：減少合金中的孔隙和石墨等夾雜物。使具有較大尺寸的外來(lái)夾雜變小。奪取合金中吸附的氧或其他氧化物（如鈷粉表面的氧化膜）中的氧而形成穩(wěn)定的稀土氧化物。 促進(jìn)燒結(jié)促進(jìn)燒結(jié)：燒結(jié)出現(xiàn)液相后，稀土作為表面活性物質(zhì)，使合金中的Cr3C2，Ti

29、O2等得到還原，改善了液相對(duì)碳化物骨架的濕潤(rùn)性。稀土還可在液相與碳化物界面上吸附形成薄膜，減慢速度，阻礙碳化物通過(guò)溶解析出長(zhǎng)大。例如，組織變化加入釔后，碳化鎢晶粒鄰接度明顯下降，同時(shí)晶粒細(xì)小且均勻。 工藝特點(diǎn)：工藝特點(diǎn)：由于稀土金屬特別容易氧化，在加入及燒結(jié)前各道工序中應(yīng)盡量避免稀土金屬氧化，這樣才能保證其在燒結(jié)時(shí)起到凈化雜質(zhì)，吸附氣體，減少孔隙的作用。此外，稀土加入量應(yīng)適當(dāng)（一般加入量在1wt以下），不出現(xiàn)過(guò)多氧化物時(shí)。添加稀土的作用機(jī)制硬質(zhì)合金性能：表面涂層技術(shù)概述硬質(zhì)合金的表面強(qiáng)化處理技術(shù)有很多種，但其中應(yīng)用最成功和最廣泛的涂層技術(shù)是CVD和PVD。 硬質(zhì)合金的涂層技術(shù)是六十年代后期發(fā)展

30、起來(lái)的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，是硬質(zhì)合金領(lǐng)域中革命性的技術(shù)突破。它的出現(xiàn)為解決硬質(zhì)合金耐磨性和韌性相互矛盾的問(wèn)題提供了一條極為有效的途徑。硬質(zhì)合金表面涂層技術(shù) 涂層的目的：涂層的目的： 切削刀具必須滿(mǎn)足二方面的要求，即表面的和整體的要求。刀具表面必須能耐磨和抗崩刃，而韌性整體則能阻止表面裂紋的發(fā)生。 涂層硬質(zhì)合金的發(fā)展階段：涂層硬質(zhì)合金的發(fā)展階段： 第一代涂層刀片的基體均選用常用的硬質(zhì)合金；涂層材料為T(mén)iC及部分TiN。 第二代涂層刀片的基體除了用常用的硬質(zhì)合金外，還有部分特殊基體；涂層材料為T(mén)iC、Ti(C、N)、HfN、Al2O3及雙、三涂層。 第三代涂層刀片廣泛采用適宜性能的特殊基體，涂層往往由多

31、層作用不同的細(xì)晶粒的薄層組成。 涂層技術(shù)已能大大改善硬質(zhì)合金的質(zhì)量，在提高切削速度一個(gè)數(shù)量級(jí)的同時(shí)，能夠延長(zhǎng)刀具壽命1-5倍。 涂層除應(yīng)用在刀具上外，還可用于沖頭和模具。涂層刀具的作用 熱障壁作用：熱障壁作用：涂層材料較低的導(dǎo)熱性而能阻礙切削產(chǎn)生的熱進(jìn)入刀具內(nèi)部。通常，涂層使刀具溫度降低的程度相當(dāng)于冷卻劑效果的10-15%。 擴(kuò)散障壁作用：擴(kuò)散障壁作用：阻止工件材料擴(kuò)散到工具材料中去，因而能減少刀具與工件之間的粘接，焊接和刀瘤的形成，減少月牙洼磨損。 抗氧化作用：抗氧化作用：在700的空氣條件下，加熱10小時(shí)非涂層硬質(zhì)合金刀片的氧化速度比涂層硬質(zhì)合金刀片要快8-10倍。 潤(rùn)滑作用：潤(rùn)滑作用：硬質(zhì)合金涂層刀片在切削時(shí)形成的Ti2O3潤(rùn)滑膜可有效地降低刀片與工件之間的摩擦系數(shù)，進(jìn)而減少切削力10-25%及切削溫度65 （V切削=50米/分時(shí)）和115（V切削=200米/分時(shí)）。 時(shí)效作用：時(shí)效作用：當(dāng)涂層被磨掉后刀片仍有較好耐磨性，這是涂層時(shí)效作用。其原因是涂層下有一受涂覆影響而耐磨性較好的過(guò)渡層。且在切削的高溫下，