2020-12-09
硬質合金作為工業的牙(yá)齒,是以一種或者多種(zhǒng)難熔金屬的碳(tàn)化物(WC、TiC等)作為(wéi)硬質相,用過渡族金屬(Co等(děng))作為黏結相,采用粉末冶金技術製備生產的(de)多相材料。作為(wéi)切削硬質合(hé)金刀具用(yòng)途的,常用的碳化物(wù)有(yǒu)WC、TiC、TaC、NbC等,常用的黏結相有Co、Ni、Fe等。硬質合金的強度主要取決於黏結相的含量(liàng)。硬質合金具有高強(qiáng)度(dù)、高硬度(dù)、耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、線膨脹係(xì)數小等優(yōu)點,在眾多的工業生(shēng)產加工(gōng)作業中廣泛應用,是最(zuì)優良的工具材料之一。
按照物(wù)理學的相關參(cān)數來(lái)分析,硬質(zhì)合金力學(xué)性能主要表現在以下幾個方麵:
1、抗彎強度
硬質合金的抗(kàng)彎強度比(bǐ)高速鋼低,即使是抗彎強度較高的YG8硬質合金其抗(kàng)彎強度也(yě)隻有高(gāo)速鋼(gāng)的一(yī)半左右。硬質(zhì)合金中鈷含量越高,其強度也越高。鈷含量相同,WC-TiC-Co合金的抗彎強度隨著TiC含量的增(zēng)加而降低,除了碳化物的種類之外,WC晶粒的大小也對(duì)硬質合金的強度有影響,粗晶硬質合金的抗彎強度(dù)高於中晶粒硬質合金。
2、抗壓(yā)強度
硬質合(hé)金的抗壓強度很高,能夠比高(gāo)速鋼高30%-50%,約為3500-5600MPa,熱等靜壓產品可達6000MPa。硬質合(hé)金的抗壓強度與(yǔ)鈷含量有關,鈷含量5%時抗(kàng)壓強度最大。細晶粒硬質合金的抗壓強度大於粗晶粒,YT類(lèi)硬質合金(jīn)的抗壓強度低於YG類硬質合金(jīn),隨著TiC含量的增加而降低。添加少量的TaC、NbC、VC等能夠細化WC晶粒(lì),從而提(tí)高抗壓強(qiáng)度。
由於硬質合金的抗(kàng)壓強度大大高於抗彎強度,所以在(zài)設(shè)計刀具結構和選擇硬質合金刀片時,應(yīng)盡量使刀頭處於壓應力狀態,而少受彎曲力矩。
3、抗拉強度(dù)
硬質合金的抗拉強度為(wéi)750-1500MPa,大約為抗壓強度的1/4。由於(yú)影響硬質合金材料塑性的因素很多(duō),因此某一硬質合金的抗拉(lā)強度(dù)通常都是在一定的範圍內(nèi)。
4、衝擊韌性
硬(yìng)質合金(jīn)的衝擊韌性比高速鋼低,性能較好的YG8合(hé)金的衝擊韌(rèn)性為30-40KJ/m2,而W18Cr4V高速鋼的衝擊韌(rèn)性為180-320KJ/m2。
含TiC的硬質合金其衝擊韌性有所下降,TiC含量(liàng)有6%增加到10%時,衝擊(jī)韌性顯著(zhe)降低。溫度對WC-Co硬質合金的衝擊韌性有一定影響,在較高的溫度下,衝擊韌性有所提高。
由於硬質合金的衝(chōng)擊韌性低於高速鋼,所以不(bú)適宜使用於(yú)有強烈衝擊和振動的情況,否(fǒu)則可能會引起(qǐ)甭刃。硬質合金衝擊韌性的波動(dòng)較大,其絕對值與試驗(yàn)方法有關,所以比較硬質合金的衝(chōng)擊韌性時,應該實用同一儀器,比較(jiào)相同尺寸形狀(zhuàng)的樣品。
5、疲勞(láo)強度
由於刀具通常是在動態條件(jiàn)下工作,所以其疲勞強度十分重要。硬質合金中鈷含量越高,疲勞強度也越高。硬質合金的疲勞強度與試樣的表麵(miàn)質(zhì)量有很大關係,表麵光潔程度越好,疲(pí)勞強度(dù)越高。
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