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大口径厚壁管的化学成分、金相组织和制造工艺
硬质合金是由高硬度的高温碳化物(又称难熔金属碳化物)和金属粘结剂用粉末冶金工艺制成的工程材料。用于切削刀具的硬质合金所常用的高温碳化物是碳化钨WC和碳化钛TiC,粘结剂以钴为主。由于硬质合金中的碳化物的含量超过大口径厚壁管,而且硬度比较高,耐高温,因此耐磨性及耐热性比大口径厚壁管好。大口径厚壁管的硬度为HRC62~70,硬质合金硬度为HRC74~82 (HRA89~94);大口径厚壁管允许的最高工作温度为540~600。O,而硬质合金则可到800~1000℃,甚至更高。因此,硬质合金允讦的切削速度比大口径厚壁管要高得多,这是硬质合金得到广泛使用的主要原因。但是硬质合金的抗弯强度远比大口径厚壁管低,约为W18Cr4V大口径厚壁管的1/2~1/4;冲击韧性较差,约为W18Cr4V大口径厚壁管的1/4~1/30,刀刃不易磨得象大口径厚壁钢管刀具那样锐利。影响硬质合金性能的主要因素是化学成分、金相组织和制造工艺。
1.钨钴类硬质合金( WC-Co)它的硬质相材料是碳化钨(WC),粘结剂是钴(Co)。这类合金的代号是YG,一般以含钴量的多少来表示成分,如YG6表示含钴6%,其余是碳化钨。这类合金中还以晶粒的粗细加以区分,X表示细晶粒,如YGSX表示含钻6%的细晶粒钨钴类硬质合金;J表示极细晶粒,如YG6J表示极细晶粒的含钻6%的钨钻类硬质合金。粗晶粒的代号为C。为了提高性能,这类合金中有时还加入了一些高温碳化物,如碳化钽(Ta)、碳化铌等,如YA6。
2.钨钛钴类硬质合金(WC-Ti-Co) 它的硬质相材料是碳化钛(Ti)和碳化钨(WC),粘结剂是钴(Co)。这类合金的代号是YT,如YT15表示含TiCis%,其余为碳化钨WC和钴Co。
3.通用硬质合金这是一种用途广泛的硬质合金,能部分代替YT类及YG类使用,代号为YW。在这类合金中一般都加入碳化钽(TaC)或碳化铌(NbC)等添加剂。
4.碳化钛基硬质合金这类硬质合金的特点是以碳化钛(TiC)作为主要硬质相材料,代号为YN。我国研制成功的YN10属于这类合金,其粘结剂是镍和铝。
5.钢结硬质合金刀具用的钢结硬质合金,其硬质相为TiC和WC.粘结剂为大口径厚壁管。目前这类合金还处在试用阶段。
6.其他类型硬质合金
(1)涂层刀片采用涂复工艺在机夹刀片的表面涂上一层硬度高、耐磨性好的金属化合物,以改善刀片的切削性能,这种刀片称涂层刀片。涂层厚度一般约为5~7微米左右,常用的涂层材料有碳化钛(TiC)、氮化钛(TiN)等。
(2)热处理硬质合金氧化物处理:在高温下将氧化物(如T102)扩散至硬质合金的表层,生成耐磨性好、摩擦系数小、抗粘结能力强的薄膜。热化学处理:通过处理改变表层的结构,提高刀刃强度,减小崩刃倾向。类似这样的处理方法还有渗硼处理等。
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