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【切削基础】硬质合金刀具材料的种类、性能和特点及应用

浏览次数:69704/28/2021  

    硬质合金刀具,特别是可转位硬质合金刀具,是数控加工刀具的主导产品,近年来,各种整体式和可转位式

硬质合金刀具或刀片的品种已经扩展到各种切削刀具领域,其中可转位硬质合金刀具由简单的车刀、面铣刀扩

大到各种精密、复杂、成形刀具领域。 


硬质合金刀具的种类 


按主要化学成分区分,硬质合金可分为碳化钨基硬质合金和碳(氮)化钛(TiC(N))基硬质合金。碳化钨基硬质合金

包括钨钴类(YG)、钨钴钛类(YT)、添加稀有碳化物类(YW)三类,它们各有优缺点,主要成分为碳化钨(WC)、碳

化钛(TiC)、碳化钽(TaC)、碳化铌(NbC)等,常用的金属粘接相是Co。碳(氮)化钛基硬质合金是以TiC为主要成分

(有些加入了其他碳化物或氮化物)的硬质合金,常用的金属粘接相是Mo和Ni。 


硬质合金刀具的性能特点如下:

 

①高硬度:硬质合金刀具是由硬度和熔点很高的碳化物(称硬质相)和金属粘结剂(称粘接相)经粉末冶金方法而制

成的,其硬度达89~93HRA,远高于高速钢,在5400C时,硬度仍可达82~87HRA,与高速钢常温时硬度

(83~86HRA)相同。硬质合金的硬度值随碳化物的性质、数量、粒度和金属粘接相的含量而变化,一般随粘接

金属相含量的增多而降低。在粘接相含量相同时,YT类合金的硬度高于YG类合金,添加TaC(NbC)的合金具有

较高的高温硬度。

 

②抗弯强度和韧性:常用硬质合金的抗弯强度在900~1500MPa范围内。金属粘结相含量越高,则抗弯强度也

就越高。当粘接剂含量相同时,YG类(WC-Co)合金的强度高于YT类(WC-TiC-Co)合金,并随着TiC含量的增加,

强度降低。硬质合金是脆性材料,常温下其冲击韧度仅为高速钢的1/30~1/8。 


⑶ 常用硬质合金刀具的应用 


YG类合金主要用于加工铸铁、有色金属和非金属材料。细晶粒硬质合金(如YG3X、YG6X)在含钴量相同时比中

晶粒的硬度和耐磨性要高些,适用于加工一些特殊的硬铸铁、奥氏体不锈钢、耐热合金、钛合金、硬青铜和耐

磨的绝缘材料等。 


YT类硬质合金的突出优点是硬度高、耐热性好、高温时的硬度和抗压强度比YG类高、抗氧化性能好。因此,当

要求刀具有较高的耐热性及耐磨性时,应选用TiC含量较高的牌号。YT类合金适合于加工塑性材料如钢材,但不

宜加工钛合金、硅铝合金。 


YW类合金兼具YG、YT类合金的性能,综合性能好,它既可用于加工钢料,又可用于加工铸铁和有色金属。这

类合金如适当增加钴含量,强度可很高,可用于各种难加工材料的粗加工和断续切削。 

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