YC40鎢鋼(硬質(zhì)合金)
鎢鋼牌號 :YC40
密度 g/cm3 :12.90
抗彎強度 MPa: 2200
硬度 HRA :90.5
適于鋼、鑄鋼的強力切削,宜在惡劣的條件下低速切削和大進給量切削加工。
材料性質(zhì)
硬質(zhì)合金是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)微米級粉末為主要成分,
以鈷(Co)或鎳(Ni)、鉬(Mo)為粘結(jié)劑,
在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品。
ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬的碳化物、氮化物、硼化物等,
由于硬度和熔點特別高,統(tǒng)稱為硬質(zhì)合金。
下面以碳化物為重點來說明硬質(zhì)含金的結(jié)構(gòu)、特征和應用。
ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬與碳形成的金屬型碳化物中,由于碳原子半徑小,
能填充于金屬品格的空隙中并保留金屬原有的晶格形式,形成間隙固溶體。
在適當條件下,這類固溶體還能繼續(xù)溶解它的組成元素,直到達到飽和為止。
因此,它們的組成可以在一定范圍內(nèi)變動(例如碳化鈦的組成就在TiC0.5~TiC之間變動),
化學式不符合化合價規(guī)則。
當溶解的碳含量超過某個極限時(例如碳化鈦中Ti︰C=1︰1),
晶格型式將發(fā)生變化,使原金屬晶格轉(zhuǎn)變成另一種形式的金屬晶格,
這時的間充固溶體叫做間充化合物。
金屬型碳化物,尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬碳化物的熔點都在3273K以上,
其中碳化鉿、碳化鉭分別為4160K和4150K,是當前所知道的物質(zhì)中熔點高的。
大多數(shù)碳化物的硬度很大,它們的顯微硬度大于1800kg·mm2
(顯微硬度是硬度表示方法之一,多用于硬質(zhì)合金和硬質(zhì)化合物,
顯微硬度1800kg·mm2相當于莫氏一金剛石一硬度9)。
許多碳化物高溫下不易分解,抗氧化能力比其組分金屬強。
碳化鈦在所有碳化物中熱穩(wěn)定性好,是一種非常重要的金屬型碳化物。
然而,在氧化氣氛中,所有碳化物高溫下都容易被氧化,可以說這是碳化物的一大弱點。
除碳原子外,氮原子、硼原子也能進入金屬晶格的空隙中,形成間充固溶體。
它們與間充型碳化物的性質(zhì)相似,能導電、導熱、熔點高、硬度大,同時脆性也大。
硬質(zhì)合金的基體由兩部分組成:一部分是硬化相;另一部分是粘結(jié)金屬。
硬化相是元素周期表中過渡金屬的碳化物,如碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭,
它們的硬度很高,熔點都在2000℃以上,有的甚至超過4000℃。
另外,過渡金屬的氮化物、硼化物、硅化物也有類似的特性,
也可以充當硬質(zhì)合金中的硬化相。
硬化相的存在決定了合金具有極高硬度和耐磨性。
粘結(jié)金屬一般是鐵族金屬,常用的是鈷和鎳。
制造硬質(zhì)合金時,選用的原料粉末粒度在1~2微米之間,且純度很高。
原料按規(guī)定組成比例進行配料,加進酒精或其他介質(zhì)在濕式球磨機中濕磨,
使它們充分混合、粉碎,經(jīng)干燥、過篩后加入蠟或膠等一類的成型劑
,再經(jīng)過干燥、過篩制得混合料。然后,把混合料制粒、
壓型,加熱到接近粘結(jié)金屬熔點(1300~1500℃)的時候,硬化相與粘結(jié)金屬便形成共晶合金。
經(jīng)過冷卻,硬化相分布在粘結(jié)金屬組成的網(wǎng)格里,彼此緊密地聯(lián)系在一起,形成一個牢固的整體。
硬質(zhì)合金的硬度取決于硬化相含量和晶粒粒度,即硬化相含量越高、晶粒越細,則硬度也越大。
硬質(zhì)合金的韌性由粘結(jié)金屬決定,粘結(jié)金屬含量越高,抗彎強度越大。