导读:“硬质合金是一种硬质材料,广泛用作切削刀具材料以及其他工业应用。它由细小的碳化物颗粒组成,通过粘合剂金属粘合成复合材料。硬质合金通常使用碳化钨(WC),碳化钛(TiC)或碳化钽(TaC)作为骨料。在工业环境中提到“碳化钨”通常是指这些胶合复合材料。大多数情况下,硬质合金刀具会在零件上留下更好的表面光洁度,并且比高速钢或其他工具钢允许更快的加工。硬质合金通常优于切削碳钢或不锈钢等坚韧材料,可以承受比标准高速钢刀具更高的温度以及更强的耐磨程度”。
下面笔者就来跟大家讲一讲碳化钨
碳化钨(WC)技术上指的是钨,钨(W)和碳(C)的化学混合物,如附图所示。该混合物物所拥有的化学键为:金属键,离子键。C不能导电,W可以导电。
wc原子结构图
WC最重要的特性是其韧性优于任何其他同等硬度的材料。纯WC的硬度约为2500-2600HV(维氏硬度)。它是一种良好的电导体,并且具有第二大特性,它与钴,镍和铁具有很大的亲和性和润湿性。润湿性是容易被液体覆盖的能力,在这种情况下可以它是一种过渡金属。
由于高润湿性,可以形成WC与过渡金属的复合物,如:WC-Co(钨钴),WC-Ni(钨镍)等,WC-Co的硬度为855至2050 HV(30Kgf),而韧性范围为4至25 MPa√m。而这些就是硬质合金主要的复合物,通常叫做,钨钴硬质合金,钨镍硬质合金,钨钛硬质合金等。更精细的微观结构可以用于更加平滑的精加工。由于这种材料的开发,硬质合金微组织控制已经进行了大量的研究,并且晶粒从相对粗糙的4-5μm提高到0.5-0.8μm
WC-Co晶像图
在上面您可以看到粗粒WC-Co典型微观结构。多边形颗粒是WC,而白色粘合剂是金属
这是具有WC的金属陶瓷的微观结构
WC-Co通过烧结,粉末冶金途径生产的。典型的生产步骤是:
混合/铣削雾化/造粒
压制真空烧结/热等静压(HIP)
磨碎涂层
HIP热等静压可以形成具有坚硬和柔软的表面,内部晶粒更坚韧。
碳化钨(WC)原子结构图
用于车床的刀削工具
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