硬質(zhì)合金是由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。
硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能,特別是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的溫度下也基本保持不變,在1000℃時仍有很高的硬度。
硬質(zhì)合金廣泛用作刀具材料,如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等,用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材,也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。
硬質(zhì)合金具有很高的硬度、強度、耐磨性和耐腐蝕性,被譽為“工業(yè)牙齒”,用于制造切削工具、刀具、鈷具和耐磨零部件,廣泛應(yīng)用于軍工、航天航空、機械加工、冶金、石油鉆井、礦山工具、電子通訊、建筑等領(lǐng)域,伴隨下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,硬質(zhì)合金市場需求不斷加大。并且未來高新技術(shù)武器裝備制造、尖端科學(xué)技術(shù)的進步以及核能源的快速發(fā)展,將大力提高對高技術(shù)含量和高質(zhì)量穩(wěn)定性的硬質(zhì)合金產(chǎn)品的需求。
硬質(zhì)合金硬度高(86~93HRA,相當于69~81HRC);
硬質(zhì)合金熱硬性好(可達900~1000℃,保持60HRC);
硬質(zhì)合金耐磨性好。
硬質(zhì)合金刀具比高速鋼切削速度高4~7倍,刀具壽命高5~80倍。制造模具、量具,壽命比合金工具鋼高 20~150倍。可切削50HRC左右的硬質(zhì)材料。
但硬質(zhì)合金脆性大,不能進行切削加工,難以制成形狀復(fù)雜的整體刀具,因而常制成不同形狀的刀片,采用焊接、粘接、機械夾持等方法安裝在刀體或模具體上使用。
硬質(zhì)合金對碳化鎢WC粒度的要求根據(jù)不同用途的硬質(zhì)合金采用不同粒度的WC(碳化鎢)。硬質(zhì)合金切削刀具:比如切腳機刀片、V-CUT刀等精加工合金采用超細、亞細、細顆粒WC,粗加工合金采用中顆粒WC,重力切削和重型切削的合金采用中、粗顆粒WC做原料;礦山工具:巖石硬度高,沖擊負荷大,采用粗顆粒WC,巖石沖擊小沖擊負荷小采用中顆粒WC做原料;耐磨零件:當強調(diào)其耐磨性、抗壓和表面光潔度時,采用超細、亞細、細、中顆粒WC做原料,耐沖擊工具采用中、粗顆粒WC原料為主。
WC理論含碳量為6.128%(原子50%),當WC含碳量大于理論含碳量,則WC中出現(xiàn)游離碳(WC+C)。游離碳的存在,燒結(jié)時使其周圍的WC晶粒長大,致使硬質(zhì)合金晶粒不均勻。碳化鎢一般要求化合碳高(≥6.07%),游離碳(≤0.05%),總碳則決定于硬質(zhì)合金的生產(chǎn)工藝和使用范圍。
正常情況下,石蠟工藝真空燒結(jié)用WC總碳主要決定于燒結(jié)前壓塊內(nèi)的化合氧含量。含一份氧要增加0.75份碳,即WC總碳=6.13%+含氧量%×0.75(假設(shè)燒結(jié)爐內(nèi)為中性氣氛,實際上多數(shù)真空爐為滲碳氣氛,所用WC總碳小于計算值)。
目前我國WC的總碳含量大致分為三種:石蠟工藝真空燒結(jié)用WC的總碳約為6.18±0.03%(游離碳將增大)。石蠟工藝燒結(jié)用WC的總碳含量為6.13±0.03%。橡膠工藝氫 氣燒結(jié)用WC總碳=5.90±0.03%。上述工藝有時交叉進行,因此確定WC總碳要根據(jù)具體情況。