硬质合金.docx

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1、硬质合金求助编辑百科名片硬质合金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1000C时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铳刀、刨刀、钻头、镣刀等，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、高锦钢、工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。硬质合金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，以牯（Co）或银（Ni）,铝（

2、MO）为粘结剂，在真空炉或氧气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。IVB.VB.VIB族金属的碳化物、氮化物、硼化物等，由于硬度和熔点特别高，统称为硬质合金。下面以碳化物为重点来说明硬质含金的结构、特征和应用。1硬质合金刀具WB、VB、VIB族金属与碳形成的金属型碳化物中，由于碳原子半径小，能填充于金属晶格的空隙中并保留金属原有的晶格形式，形成间隙固溶体。在适当条件下，这类固溶体还能继续溶解它的组成元素，直到达到饱和为止。因此，它们的组成可以在一定范围内变动（例如碳化钛的组成就在TiCO.5TiC之间变动），化学式不符合化合价规则。当溶解的碳含量超过某个极限时（例如碳化钛中Ti：C=I：1）,晶格

3、型式将发生变化，使原金属晶格转变成另一种形式的金属晶格，这时的间充固溶体叫做间充化合物。金属型碳化物，尤其是WB、VB.VIB族金属碳化物的熔点都在3273K以上，其中碳化给、碳化铝分别为416OK和4150K,是当前所知道的物质中熔点最高的。大多数碳化物的硬度很大，它们的显微硬度大于1800kgmm2（显微硬度是硬度表示方法之一，多用于硬质合金和硬质化合物，显微硬度1800kgmm2相当于莫氏一金刚石一硬度9）。许多碳化物高温下不易分解，抗氧化能力比其组分金属强。碳化钛在所有碳化物中热稳定性最好，是一种非常重要的金属型碳化物。然而，在氧化气氛中，所有碳化物高温下都容易被氧化，可以说这是碳化物

4、的一大弱点。除碳原子外，氮原子、硼原子也能进入金属晶格的空隙中，形成间隙固溶体。它们与间隙型碳化物的性质相似，能导电、导热、熔点高、硬度大，同时脆性也大0硬质合金的基体由两部分组成：一部分是硬化相；另一部分是粘结金属。硬化相是元素周期表中过渡金属的碳化物，如碳化鸨、碳化钛、碳化钮，它们的硬度很高,熔点都在2000C以上，有的甚至超过4000C。另外，过渡金属的氮化物、硼化物、硅化物也有类似的特性，也可以充当硬质合金中的硬化相。硬化相的存在决定了合金具有极高硬度和耐磨性。硬质合金刀具硬质合金对碳化鸨WC粒度的要求根据不同用途的硬质合金采用不同粒度的WC（碳化铝）。硬质合金切削刀具：比如切脚机刀片

5、、V-CUT刀等精加工合金采用超细、亚细、细颗粒WC,粗加工合金采用中颗粒WC,重力切削和重型切削的合金采用中、粗颗粒WC做原料；矿山工具：岩石硬度高，冲击负荷大，采用粗颗粒WC,岩石冲击小冲击负荷小采用中颗粒WC做原料；耐磨零件：当强调其耐磨性、抗压和表面光洁度时，采用超细、亚细、细、中颗粒WC做原料，耐冲击工具采用中、粗颗粒WC原料为主。WC理论含碳量为6.128%（原子50%）,当WC含碳量大于理论含碳量，则WC中出现游离碳（WC+0。游离碳的存在，烧结时使其周围的WC晶粒长大，致使硬质合金晶粒不均匀。碳化鸨一般要求化合碳高（6.07%）,游离碳（0.05%）,总碳则决定于硬质合金的生产

6、工艺和使用范围。正常情况下，石蜡工艺真空烧结用WC总碳主要决定于烧结前压块内的化合氧含量。含一份氧要增加075份碳，即WC总碳=6.13%+含氧量x.75（假设烧结炉内为中性气氛，实际上目前多数真空炉为渗碳气氛，所用WC总碳小于计算值）。目前我国WC的总碳含量大致分为三种：石蜡工艺真空烧结用WC的总碳约为6.180.03%（游离碳将增大）。石蜡工艺氢气烧结用WC的总碳含量为6.130.03%o橡胶工艺氢气烧结用WC总碳=5.900.03%,上述工艺有时交叉进行，因此确定WC总碳要根据具体情况。不同使用范围、不同Co（钻）含量、不同晶粒度的合金所用We总碳可做一些小的调整。低粘合金可选用总碳偏高

7、的碳化鸨，高钻合金则可选用总碳偏低的碳化鸨。总之，硬质合金的具体使用需求不同对碳化伺粒度的要求也不同。粘结金属一般是铁族金属，常用的是钻和银。制造硬质合金时，选用的原料粉末粒度在12微米之间，且纯度很高。原料按规定组成比例进行配料，加进酒精或其他介质在湿式球磨机中湿磨，使它们充分混合、粉碎，经干燥、过筛后加入蜡或胶等一类的成型剂，再经过干燥、过筛制得混合料。然后，把混合料制粒、压型，加热到接近粘结金属熔点（13001500C）的时候，硬化相与粘结金属便形成共晶合金。经过冷却，硬化相分布在粘结金属组成的网格里，彼此紧密地联系在一起，形成一个牢固的整体。硬质合金的硬度取决于硬化相含量和晶粒粒度，即

8、硬化相含量越高、晶粒越细，则硬度也越大。硬质合金的韧性由粘结金属决定，粘结金属含量越高，抗弯强度越大。编辑本段国家标准与硬质合金相关的现行的国家标准GB/T14445-1993煤炭采掘工具用硬质合金制品GB/T2077-1987GB/T2079-1987GB/T2081-1987GB/T1481-1998GB/T5166-1998GB/T9096-2002硬质合金可转位刀片圆角半径无孔的硬质合金可转位刀片硬质合金可转位铳刀片金属粉末（不包括硬质合金粉末）在单轴压制中压缩性的测定烧结金属材料和硬质合金弹性模量测定烧结金属材料（不包括硬质合金）冲击试验方法GB/T9097.1-2002烧结金属材料

9、（不包括硬质合金）表观硬度的测定第一部分:截面硬度基本均匀的材料GB/T5319-2002烧结金属材料（不包括硬质合金）横向断裂强度的测定GB/T6480-2002凿岩用硬质合金钎头GB/T17985.1-2000GB/T17985.2-2000GB/T17985.3-2000GB/T18376.2-2001GB/T18376.3-2001硬质合金车刀第1部分:代号及标志硬质合金车刀第2部分:外表面车刀硬质合金车刀第3部分:内表面车刀硬质合金牌号第2部分:地质、矿山工具用硬质合金牌号硬质合金牌号第3部分:耐磨零件用硬质合金牌号GB/T3488-1983硬质合金显微组织的金相测定GB/T3489

10、-1983硬质合金孔隙度和非化合碳的金相测定GB/T9217.2-2005GB/T92173-2005GB/T9217.4-2005GB/T9217.5-2005GB/T9217.6-2005GB/T9217.7-2005GB/T9217.8-2005GB/T9217.9-2005硬质合金旋转镂第2部分:圆柱形旋转键（A型）硬质合金旋转镂第3部分:圆柱形球头旋转铿（C型）硬质合金旋转镂第4部分:圆球形旋转镂（D型）硬质合金旋转镂第5部分:椭圆形旋转镂（E型）硬质合金旋转镂第6部分:弧形圆头旋转锂（F型）硬质合金旋转镂第7部分:弧形尖头旋转镂（G型）硬质合金旋转铿第8部分:火炬形旋转镂（H型）硬

11、质合金旋转镂第9部分:60。和90。圆锥形旋转键（J型和K型）GB/T9217.10-2005硬质合金旋转锂第10部分:锥形圆头旋转锂（1型）GB/T9217.11-2005硬质合金旋转锤第11部分:锥形尖头旋转镂（M型）GB/T9217.12-2005硬质合金旋转镂第12部分:倒锥形旋转铿（N型）GB/T9217.1-2005硬质合金旋转镂第1部分:通用技术条件GB/T3848-1983GB/T3849-1983GB/T3850-1983GB/T3851-1983硬质合金矫顽（磁）力测定方法硬质合金洛氏硬度（A标尺）试验方法致密烧结金属材料与硬质合金密度测定方法硬质合金横向断裂强度测定方法G

12、B/T20255.5-2006GB/T20255.2-2006GB/T20255.3-2006GB/T20255.4-2006硬质合金化学分析方法珞量的测定火焰原子吸收光谱法硬质合金化学分析方法钻、铁、锌和银量的测定火焰原子吸收光谱法硬质合金化学分析方法铜、钛和供量的测定火焰原子吸收光谱法硬质合金化学分析方法钻、铁、锦、铝、锲、钛和机量的测定火焰原子吸收光谱法GB/T20255.1-2006硬质合金化学分析方法钙、钾、镁和钠量的测定火焰原子吸收光谱法GB/T5163-2006烧结金属材料（不包括硬质合金）可渗性烧结金属材料密度、含油率和开孔率的测定GB/T5242-2006硬质合金制品检验规则

13、与试验方法GB/T5243-2006硬质合金制品的标志、包装、运输和贮存GB/T9062-2006硬质合金错齿三面刃铳刀GB/T10947-2006硬质合金锥柄麻花钻GB/T10948-2006硬质合金T形槽铳刀GB/T51243-1985硬质合金化学分析方法电位滴定法测定钻量GB/T5124.4-1985硬质合金化学分析方法过氧化物光度法测定钛量GB/T5159-1985金属粉末（不包括硬质合金用粉）与成型和烧结有联系的尺寸变化的测定方法GB/T5167-1985GB/T2078-2007GB/T2080-2007烧结金属材料和硬质合金电阻率的测定带圆角圆孔固定的硬质合金可转位刀片尺寸带圆角

14、沉孔固定的硬质合金可转位刀片尺寸GB/T21182-2007硬质合金废料GB/T5318-1985烧结金属材料（不包括硬质合金）无切口冲击试样GB/T5124.1-2008硬质合金化学分析方法总碳量的测定重量法GB/T5124.2-2008硬质合金化学分析方法不溶（游离）碳量的测定重量法GB/T16770.2-2008整体硬质合金直柄立铳刀第2部分：技术条件GB/T2527-2008矿山、油田钻头用硬质合金齿GB/T16456.2-2008GB/T16456.4-2008GB/T16456.9-2010GB/T16456.3-2008GB/T16456.1-2008GB/T16770.1-20

15、08硬质合金螺旋齿立铳刀第2部分：7:24锥柄立铳刀型式和尺寸硬质合金螺旋齿立铳刀第4部分：技术条件硬质合金电子切削刀具：切脚机刀片和V-CUT刀尺寸型号硬质合金螺旋齿立铳刀第3部分：莫氏锥柄立铳刀型式和尺寸硬质合金螺旋齿立铳刀第1部分：直柄立铳刀型式和尺寸整体硬质合金直柄立铳刀第1部分：型式与尺寸GB/T3612-2008量规、量具用硬质合金毛坯GB/T6110-2008硬质合金拉制模型式和尺寸GB/T20255.6-2008硬质合金化学分析方法火焰原子吸收光谱法一般要求GB/T11102-2008地质勘探工具用硬质合金制品GB/T18376.1-2008硬质合金牌号第1部分：切削工具用硬质合金牌号GB/T3879-2008钢结硬质合金材料毛坯GB/T10417-2008碳化鸨钢结硬质合金技术条件及其力学性能的测试方法GB/T14330-2008硬质合金机夹三面刃铳刀GB/T14301-2008整体硬质合金锯片铳刀GB/T4251-2008硬质合金机用钱刀GB/T6883-1995线、棒和管拉模用硬质合金模坯GB/T6885-1986硬质合金混合粉取样和试验方法GB/T11101-2009GB/T23369-2009GB/T