硬質(zhì)合金是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)微米級(jí)粉末為主要成分,以鈷(Co)或鎳(Ni)、鉬(Mo)為粘結(jié)劑,在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品。
ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬的碳化物、氮化物、硼化物等,由于硬度和熔點(diǎn)特別高,統(tǒng)稱為硬質(zhì)合金。下面以碳化物為重點(diǎn)來(lái)說(shuō)明硬質(zhì)含金的結(jié)構(gòu)、特征和應(yīng)用。
硬質(zhì)合金對(duì)碳化鎢WC粒度的要求根據(jù)不同用途的硬質(zhì)合金采用不同粒度的WC(碳化鎢)。硬質(zhì)合金切削刀具:比如切腳機(jī)刀片、V-CUT刀等精加工合金采用超細(xì)、亞細(xì)、細(xì)顆粒WC,粗加工合金采用中顆粒WC,重力切削和重型切削的合金采用中、粗顆粒WC做原料;礦山工具:巖石硬度高,沖擊負(fù)荷大,采用粗顆粒WC,巖石沖擊小沖擊負(fù)荷小采用中顆粒WC做原料;耐磨零件:當(dāng)強(qiáng)調(diào)其耐磨性、抗壓和表面光潔度時(shí),采用超細(xì)、亞細(xì)、細(xì)、中顆粒WC做原料,耐沖擊工具采用中、粗顆粒WC原料為主。
硬質(zhì)合金的制作是將碳化鎢與鈷以一定的比例混合,加壓成各種形狀,然后半燒結(jié)。此燒結(jié)過(guò)程通常是在真空爐里進(jìn)行。將其置于真空爐里完成燒結(jié),此時(shí)之溫度大約為攝氏一千三百至一千五百度之間。
硬質(zhì)合金燒結(jié)成型就是將粉末壓制成坯料,再進(jìn)燒結(jié)爐加熱到一定溫度(燒結(jié)溫度),并保持一定的時(shí)間(保溫時(shí)間),然后冷卻下來(lái),從而得到所需性能的硬質(zhì)合金材料。
硬質(zhì)合金的硬度檢測(cè)對(duì)其試件的形狀及尺寸適應(yīng)性較強(qiáng),試驗(yàn)效率高。另外,硬質(zhì)合金材料硬度與其它物理特性之間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如,硬質(zhì)合金硬度試驗(yàn)和拉伸試驗(yàn)基本上都是檢測(cè)金屬抵抗塑性變形的能力,這兩種試驗(yàn)在某種程度上都是檢測(cè)金屬相似的特性。所以,其檢測(cè)結(jié)果是完全可以相互比較的。硬質(zhì)合金拉伸試驗(yàn)設(shè)備龐大、操作復(fù)雜、要制備試樣、試驗(yàn)效率低,對(duì)于許多金屬材料,都有一硬度試驗(yàn)和拉力試驗(yàn)的換算表可查。因此,在檢測(cè)硬質(zhì)合金材料力學(xué)性能時(shí),人們?cè)絹?lái)越多地采用硬度試驗(yàn),而較少采用拉伸試驗(yàn)。