《硬質(zhì)合金的生產(chǎn)》課件

硬質(zhì)合金的生產(chǎn)硬質(zhì)合金的定義與特性硬質(zhì)合金是由金屬碳化物（通常是碳化鎢）和金屬粘結(jié)劑（通常是鈷）組成的金屬陶瓷復(fù)合材料。硬質(zhì)合金具有高硬度、高耐磨性、高耐熱性和良好的耐腐蝕性，被稱為“金屬中的金剛石”。硬質(zhì)合金兼具金屬和陶瓷的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域。硬質(zhì)合金的主要原料碳化鎢(WC)硬質(zhì)合金最主要的成分,具有高硬度和耐磨性。鈷(Co)作為粘結(jié)劑,賦予硬質(zhì)合金韌性和抗沖擊性能。其他原料例如鈦(Ti)、鉭(Ta)、鈮(Nb)等,用于提高硬質(zhì)合金的特定性能。碳化鎢的生產(chǎn)1原料準(zhǔn)備鎢精礦和碳粉2還原高溫還原鎢精礦，得到鎢粉3碳化鎢粉與碳粉混合，高溫碳化4粉末加工研磨、篩分，得到碳化鎢粉末鈷的生產(chǎn)鈷礦開采鈷通常從銅礦和鎳礦中提取，因?yàn)殁捦c這些金屬共生。冶煉和提純通過各種冶煉方法將鈷從礦石中分離出來，并進(jìn)一步提純以滿足硬質(zhì)合金生產(chǎn)的要求。粉末制備將提純后的鈷轉(zhuǎn)化為粉末狀，以方便與其他原料混合和制備硬質(zhì)合金。其他原料的生產(chǎn)1碳化鈦(TiC)由鈦精礦和碳粉反應(yīng)制成。2碳化鉭(TaC)由鉭精礦和碳粉反應(yīng)制成。3碳化鈮(NbC)由鈮精礦和碳粉反應(yīng)制成。硬質(zhì)合金的制備工藝硬質(zhì)合金的制備工藝是一個復(fù)雜的過程，涉及粉末配制、成型、燒結(jié)和后處理等多個步驟。這些步驟的精確控制直接影響著硬質(zhì)合金的最終性能。粉末配制根據(jù)所需硬質(zhì)合金的性能要求，精確配比各種粉末原料。這需要嚴(yán)格的質(zhì)量控制，以確保最終產(chǎn)品的均勻性和一致性。成型工藝將粉末混合物壓制成所需形狀的坯體。常用的成型方法包括壓制成型、注塑成型和等靜壓成型。粉末配制1稱重根據(jù)配方，準(zhǔn)確稱量每種粉末的重量2混合將稱量好的粉末在混合機(jī)中均勻混合3干燥對混合好的粉末進(jìn)行干燥處理，以確保粉末的含水量符合要求4篩分將干燥后的粉末通過篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，去除雜質(zhì)和過大的顆粒成型工藝1壓制成型粉末在模具中經(jīng)壓機(jī)壓制成型2等靜壓成型粉末在密閉模具中，用液體壓力進(jìn)行成型3注射成型粉末與粘結(jié)劑混合，然后在模具中進(jìn)行注射成型燒結(jié)工藝1粉末預(yù)熱將混合好的粉末放入燒結(jié)爐中，緩慢升溫至預(yù)定溫度，去除粉末中的水分和有機(jī)物。2高溫?zé)Y(jié)在真空或惰性氣體氣氛中，將粉末加熱到硬質(zhì)合金的熔點(diǎn)以下，使粉末顆粒互相接觸，形成致密的整體。3緩慢冷卻將燒結(jié)后的硬質(zhì)合金緩慢冷卻至室溫，防止出現(xiàn)裂紋或變形。后處理工藝去毛刺去除硬質(zhì)合金制品表面毛刺和銳邊，提高表面光潔度。磨削使用磨削工具將硬質(zhì)合金制品加工成所需的形狀和尺寸。拋光對硬質(zhì)合金制品進(jìn)行拋光處理，改善其表面光潔度和耐腐蝕性。熱處理通過熱處理工藝改善硬質(zhì)合金的性能，提高其硬度、耐磨性和韌性。硬質(zhì)合金的性能硬度硬質(zhì)合金具有很高的硬度，僅次于金剛石?？箟簭?qiáng)度硬質(zhì)合金具有很高的抗壓強(qiáng)度，可以承受很大的壓力。硬度1維氏硬度硬質(zhì)合金的維氏硬度通常在90-100HV。2洛氏硬度洛氏硬度取決于硬質(zhì)合金的成分和結(jié)構(gòu)，通常在80-90HRC?？箟簭?qiáng)度抗壓測試硬質(zhì)合金具有高抗壓強(qiáng)度，在高負(fù)載和壓力條件下仍能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。應(yīng)用領(lǐng)域高抗壓強(qiáng)度使其適用于高負(fù)載的切削工具、礦山設(shè)備等領(lǐng)域。抗彎強(qiáng)度定義抗彎強(qiáng)度是指材料在彎曲負(fù)荷作用下發(fā)生斷裂時的最大應(yīng)力。測量方法通常使用三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)來測量材料的抗彎強(qiáng)度，將試樣置于兩個支撐點(diǎn)之間，在中間施加垂直向下負(fù)荷，直到試樣發(fā)生斷裂。影響因素硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度受多種因素影響，包括材料的成分、微觀結(jié)構(gòu)、加工工藝等。斷裂韌性裂紋擴(kuò)展阻力衡量材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。沖擊載荷對突然沖擊或應(yīng)力集中具有抵抗力。材料可靠性提高材料的可靠性，延長使用壽命。耐磨性硬質(zhì)合金的優(yōu)勢硬質(zhì)合金具有極高的硬度和耐磨性，這使其成為制造耐磨部件的理想材料。應(yīng)用領(lǐng)域硬質(zhì)合金廣泛應(yīng)用于金屬切削工具、礦山設(shè)備、冶金工業(yè)等領(lǐng)域，這些應(yīng)用都需要高耐磨性能。硬質(zhì)合金的應(yīng)用領(lǐng)域硬質(zhì)合金在許多工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，其優(yōu)異的性能使其成為不可或缺的材料。金屬切削工具刀具、銑刀、鉆頭等。礦山設(shè)備采礦鉆頭、破碎機(jī)、磨礦機(jī)等。冶金工業(yè)軋輥、模具、噴嘴等。金屬切削工具銑刀廣泛用于加工各種金屬材料，例如鋼、鋁和銅。車刀用于車削金屬工件，創(chuàng)建圓柱形或錐形表面。鉆頭用于在金屬工件上鉆孔，用于螺絲固定或其他用途。鉸刀用于擴(kuò)大現(xiàn)有的孔，并創(chuàng)建精確的尺寸和形狀。礦山設(shè)備硬質(zhì)合金用于制造**鉆頭**，提高其耐磨性、強(qiáng)度和壽命，適用于采礦作業(yè)的鉆孔。硬質(zhì)合金用于制造**挖掘機(jī)鏟斗**，提高其耐磨性和抗沖擊性能，延長設(shè)備使用壽命，提高采礦效率。硬質(zhì)合金用于制造**破碎機(jī)**，提高其耐磨性和抗沖擊性能，提高礦石破碎效率，降低生產(chǎn)成本。冶金工業(yè)耐磨涂層硬質(zhì)合金用作耐磨涂層，提高冶金設(shè)備的耐用性，延長使用壽命。模具硬質(zhì)合金制成的模具，耐高溫，耐腐蝕，可用于金屬鑄造、壓力加工等過程。輥?zhàn)佑操|(zhì)合金輥?zhàn)樱湍p，適用于軋鋼、軋鋁等金屬加工過程。建筑工程基礎(chǔ)工程硬質(zhì)合金工具用于混凝土切割、鉆孔和破碎，提高效率和精度。結(jié)構(gòu)施工硬質(zhì)合金鉆頭和刀具用于鋼筋加工和混凝土切割，提高工程進(jìn)度。裝飾裝修硬質(zhì)合金刀具用于石材切割和木工加工，確保表面光滑和美觀。其他應(yīng)用電子行業(yè)硬質(zhì)合金可用于制造電子器件的模具和刀具，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度。航空航天高性能硬質(zhì)合金用于制造航空發(fā)動機(jī)葉片等關(guān)鍵部件，提升可靠性和耐用性。醫(yī)療器械硬質(zhì)合金可用于制造醫(yī)療器械的刀具和部件，確保手術(shù)安全性和精準(zhǔn)性。硬質(zhì)合金生產(chǎn)中的環(huán)境保護(hù)硬質(zhì)合金生產(chǎn)過程會產(chǎn)生廢氣、廢水和固體廢棄物，對環(huán)境造成一定污染。廢氣治理采用除塵、脫硫、脫硝等技術(shù)，有效控制廢氣排放。廢水處理采用物理、化學(xué)和生物處理方法，實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放。固體廢棄物管理對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣、廢料進(jìn)行回收利用或安全處置。廢氣治理1除塵粉塵收集2廢氣收集管道和風(fēng)機(jī)3凈化處理吸附、催化等技術(shù)硬質(zhì)合金生產(chǎn)過程會產(chǎn)生粉塵和廢氣。除塵系統(tǒng)有效地收集和去除粉塵，防止環(huán)境污染。廢氣收集系統(tǒng)將有害氣體集中并引導(dǎo)至凈化處理單元。凈化處理技術(shù)包括吸附、催化等，將有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。廢水處理1收集和預(yù)處理將硬質(zhì)合金生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水收集起來，進(jìn)行初步處理，如去除懸浮物、沉淀物等。2化學(xué)處理使用化學(xué)方法去除廢水中重金屬、氰化物等有害物質(zhì)。3生物處理利用微生物分解廢水中的有機(jī)物，降低其污染程度。4深度處理對經(jīng)化學(xué)和生物處理后的廢水進(jìn)行深度處理，確保達(dá)標(biāo)排放。固體廢棄物管理1減量化減少廢棄物產(chǎn)生量，提高資源利用率2資源化將廢棄物進(jìn)行回收利用，變廢為寶3無害化對有毒有害廢棄物進(jìn)行處理，防止環(huán)境污染硬質(zhì)合金生產(chǎn)的發(fā)展趨勢硬質(zhì)合金生產(chǎn)不斷朝向節(jié)能環(huán)保、高性能材料和新型制備工藝方向發(fā)展。1新型制備工藝?yán)绶勰┳⑸涑尚图夹g(shù)、等離子燒結(jié)技術(shù)等。2高性能新材料例如納米硬質(zhì)合金、梯度硬質(zhì)合金等。3節(jié)能環(huán)保減少廢氣排放、回收利用廢棄物等。新型制備工藝1粉末冶金技術(shù)采用納米粉末材料，提高硬質(zhì)合金的性能。2等離子噴涂技術(shù)表面處理，提高硬質(zhì)合金的耐磨性。3激光熔覆技術(shù)修復(fù)磨損部件，延長使用壽命。高性能新材料納米硬質(zhì)合金納米硬質(zhì)合金具有更高的硬度、韌性和耐磨性，適用于高精度加工和惡劣工況。陶瓷基硬質(zhì)合金陶瓷基硬質(zhì)合金具有更高的耐熱性和耐腐蝕性，適用于高溫環(huán)境下的切削加工和磨損部件。復(fù)合硬質(zhì)合金復(fù)合硬質(zhì)合金通過添加金屬或非金屬材料，改善