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粉末冶金材料介绍(1)

作者:管理员 发表时间:2010-6-7 16:25:44 阅读:
粉末冶金是一项很有发展的新技术、新工艺,已广泛应用在农机、汽车、机床、冶金、化工、轻工、地质勘探、交通运输等各方面。粉末冶金材料有工具材料及机械零件和结构材料。工具材料大致有粉末高速钢、硬质合金、超硬材料、陶瓷工具材料及复合材料等。机械零件和结构材料有粉末减摩材料,包括多孔减摩材料和致密减摩材料;粉末冶金铁基零件及粉末冶金非铁金属零件等。
    1.硬质合金
    硬质合金由硬质基体(质量分数为70%~97% )和粘结金属两部分组成。硬质基体是难熔金属的碳化物,如碳化钨及碳化钛等;粘结金属为铁族金属及合金,以钴为主。
   (1)硬质合金的种类和牌号
    硬质合金为一种优良的工具材料,主要用作切削刀具、金属成形工具、矿山工具、表面耐磨材料及高刚性结构部件。类型有含钨硬质合金,钢结硬质合金,涂层硬质合金,细晶粒硬质合金等。钢结硬质合金是一种新型的工模具材料,性能介于高速工具钢和硬质合金之间,是以一种或几种碳化物(如WC、TiC)为硬化相,以碳钢或合金钢(如高速工具钢、铬钼钢等)粉末为粘结剂,经配料、压制、烧结而制成的粉末冶金材料。退火处理后,可进行切削加工;淬火、回火处理后,有相当于硬质合金的高硬度和耐磨性,一定的耐热、耐蚀和抗氧化性。适于制造麻花钻、铣刀等形状复杂的刀具、模具和耐磨件。
    含钨硬质合金按其成分和性能特点分为钨钴类(WC-Co系)、钨钛钴类(WC-TiC-Co系)、钨钛钽(铌)类[WC-TiC-TaC(NbC)-Co系、WC –TaC(NbC)-Co系]。
    钨钴类硬质合金的主要化学成分是碳化钨(WC)及钴。牌号为“YG+数字”(YG为“硬钴”汉语拼音字首),数字表示钴平均质量分数。如YG6表示钴平均质量分数为6%,余量为碳化钨的钨钴类硬质合金。该类合金的抗弯强度高,能承受较大的冲击,磨削加工性较好,但热硬性较低(800~900℃),耐磨性较差,主要用于加工铸铁和非铁金属的刃具。
    钨钛钴类硬质合金的主要化学成分是碳化钨、碳化钛(TiC)及钴。牌号为“YT+数字”(YT为“硬钛”汉语拼音字首),数字表示碳化钛平均质量分数。如YT15表示TiC为15%,其余为WC和Co的硬质合金。该类硬质合金的热硬性高(900~1100℃),耐磨性好,但抗弯强度较低,不能承受较大的冲击,磨削加工性较差,主要用于加工钢材。
    钨钛钽(铌)类硬质合金又称为通用硬质合金或万能硬质合金。它是由碳化钨、碳化钛、碳化钽(TaC)或碳化铌(NbC)和钴组成。牌号为“YW+顺序号”(YW表示“硬万”汉语拼音字首),如YW1表示万能硬质合金。该类硬质合金是在上述硬质合金中添加TaC或NbC,它的热硬性高(>1000℃),其它性能介于钨钴类与钨钛钴类之间,它既能加工钢材,又能加工非铁金属。
   (2) 硬质合金的性能及应用
    1) 性能
    硬质合金的硬度高,室温下达到86~93HRA,耐磨性好,切削速度比高速工具钢高4~7倍,刀具寿命高5~80倍,可切削50HRC左右的硬质材料;抗弯强度高,达6000MPa,但抗弯强度较低,约为高速工具钢的1/3~1/2,韧性差,约为淬火钢的30%~50%;耐蚀性和抗氧化性良好;线膨胀系数小,但导热性差。
    2) 应用
    硬质合金主要用于制造高速切削或加工高硬度材料的切削刀具,如车刀、铣刀等;也用作模具材料(如冷拉模、冷冲模、冷挤模等)及量具和耐磨材料。根据GB2075—87规定,切削加工用硬质合金按切削排出形式和加工对象范围不同,分为P、M、K三个类别,同时又依据加工材质和加工条件不同,按用途进行分组,在类别后面加一组数字组成代号。如P01、P10、P20……,每一类别中,数字越大,韧性越好,耐磨性越低。