2020-12-09
硬質合金(jīn)作為工(gōng)業的牙齒(chǐ),是以一種或者多種難熔金屬的碳化物(WC、TiC等)作(zuò)為硬質相,用過(guò)渡族(zú)金屬(Co等)作為黏(nián)結相,采用粉末冶金技術製備(bèi)生產的多相材料。作為切(qiē)削(xuē)硬質合金刀具用(yòng)途的,常用的碳化物有WC、TiC、TaC、NbC等,常(cháng)用(yòng)的黏結相有Co、Ni、Fe等。硬質合金的強度主要取決於黏結相的含(hán)量。硬質合金具(jù)有高(gāo)強度、高硬(yìng)度、耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、線(xiàn)膨脹係數小等優點(diǎn),在眾(zhòng)多的工業生產加工作業中廣泛應用,是最優良的工具材料(liào)之一(yī)。
按照物理學的相關參數來(lái)分析,硬質合金力(lì)學性能主要表現在以下幾個方麵:
1、抗彎強(qiáng)度
硬質合金的抗彎強度比高速鋼低,即使是抗彎強度較(jiào)高的YG8硬質合金其抗彎強度也隻有高速鋼的一半左右。硬質合金中鈷(gǔ)含量(liàng)越高,其強度也越高。鈷含量相同,WC-TiC-Co合金(jīn)的抗彎強度隨著TiC含量的增加(jiā)而降(jiàng)低,除了碳(tàn)化物的種類之外,WC晶粒的大小也對硬(yìng)質合金的強度有影響,粗(cū)晶硬質合金的抗彎強度高於中晶粒硬質合(hé)金。
2、抗(kàng)壓強度
硬(yìng)質合金的抗壓強度很高,能夠比(bǐ)高(gāo)速鋼高30%-50%,約為(wéi)3500-5600MPa,熱等靜(jìng)壓產品可達6000MPa。硬質合金的抗壓強度與鈷含量有關,鈷含量5%時抗壓強度(dù)最大。細晶粒硬質合金的抗壓強度大於粗晶粒,YT類硬質合金的抗壓強度低於YG類硬質合金,隨著TiC含量的增加而降低。添加少量的(de)TaC、NbC、VC等能夠(gòu)細化WC晶粒,從而提(tí)高抗壓強度。
由於硬質合金的抗壓強度大大高於抗彎強度,所以在設計刀具結(jié)構和選擇硬質合(hé)金刀片時,應盡量使刀頭處於壓應力狀態,而少受彎曲力矩。
3、抗拉強度
硬質合金的抗拉強度為750-1500MPa,大約為抗壓強度的1/4。由於影響硬質合金材料塑性的因素很多,因此某一硬質合金(jīn)的抗拉強度(dù)通常都是在一(yī)定的範圍內。
4、衝擊韌性
硬質合金的(de)衝擊韌性比高速鋼低,性能較好的(de)YG8合金的衝擊韌性為30-40KJ/m2,而W18Cr4V高速鋼的衝擊韌性為180-320KJ/m2。
含(hán)TiC的(de)硬質合金其衝擊韌(rèn)性有所下降,TiC含(hán)量有6%增加到10%時,衝擊韌性顯著降低。溫度對WC-Co硬質合金的衝擊韌性有一定(dìng)影響,在較高的溫度(dù)下,衝擊韌性有所提高。
由於(yú)硬質合金的衝擊韌性低(dī)於高(gāo)速鋼,所以不適宜使用於有強烈衝擊和振動的情況,否則(zé)可能會引起甭刃。硬質合(hé)金衝擊韌(rèn)性的波動較大,其絕對值與試驗方法有關,所以比較硬質合金的衝擊韌性時,應該實用同一儀器,比較相同尺寸形狀的樣品。
5、疲勞強度
由(yóu)於刀具通常是(shì)在動態(tài)條件下工作,所以其疲勞強度十分重要。硬質合金中鈷含量越高,疲勞(láo)強度也越高。硬質合金的疲勞強度與(yǔ)試樣的表麵質量(liàng)有很大關係,表麵光潔程度越好,疲(pí)勞強度越高。
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