改善硬質(zhì)合金性能的途徑

改善硬質(zhì)合金性能的途徑:

一.提高原材料的質(zhì)量

     1.提高原材料的純度

     2.控制原材料的粒度以及分布

         主要防止缺陷,優(yōu)化性能以及分級

二.改善合金的組織結(jié)構(gòu)

    1.超細(xì)品粒合金

    2.非均質(zhì)結(jié)構(gòu)合金

    3.超結(jié)構(gòu)合金

    4.梯度合金

三.改進(jìn)或選用新的硬質(zhì)相和粘結(jié)相

四.表面硬化處理

      解決硬質(zhì)合金的耐磨性和韌性,硬度和強(qiáng)度之間的矛盾.

       以物理或化學(xué)的方法在韌性較好的硬質(zhì)合金表面沉積一層TIC或TIN用來增加合金的耐磨性.俗稱涂層.

五.添加元素或化合物

      添加高熔點(diǎn)金屬及其化合物,稀有金屬或其碳化物等,其作用是減少合金之間的夾雜和孔隙,改善合金的燒結(jié)性能,細(xì)化合金的組織,強(qiáng)化合金的粘結(jié)相,改善合金中粘結(jié)相和硬質(zhì)相的結(jié)合特性.

六.硬質(zhì)合金的熱處理

      強(qiáng)化粘結(jié)相,細(xì)化品粒.

       強(qiáng)化本質(zhì):硬質(zhì)化合物與粘結(jié)金屬所組成的一種特殊復(fù)合材料,硬質(zhì)合金的韌性主要由粘結(jié)相所賦予,而耐磨性則主要由碳化物相賦予.

硬質(zhì)合金YG15的燒結(jié)過程:

1:脫除成形劑及預(yù)燒階段，在這個(gè)階段燒結(jié)體發(fā)生以下變化:

       成型劑的脫除，燒結(jié)初期隨著溫度的升高，成型劑逐漸分解或汽化，排除出燒結(jié)體，與此同時(shí)，成型劑或多或少給燒結(jié)體增碳，增碳量將隨成型劑的種類、數(shù)量以及燒結(jié)工藝的不同而改變。

       粉末表面的氧化物被還原，在燒結(jié)溫度下，氫可以還原鈷和鎢的氧化物，若在真空脫除成型劑和燒結(jié)時(shí)，碳氧反應(yīng)還不強(qiáng)烈,粉末顆粒間的接觸應(yīng)力逐漸消除，粘結(jié)金屬粉末開始產(chǎn)生回復(fù)和再結(jié)晶，表面擴(kuò)散開始發(fā)生，壓塊強(qiáng)度有所提高。

2:固相燒結(jié)階段(800℃--共晶溫度)

      在出現(xiàn)液相以前的溫度下，除了繼續(xù)進(jìn)行上一階段所發(fā)生的過程外，固相反應(yīng)和擴(kuò)散加劇，塑性流動(dòng)增強(qiáng)，燒結(jié)體出現(xiàn)明顯的收縮。

3:液相燒結(jié)階段(共晶溫度--燒結(jié)溫度)

      當(dāng)燒結(jié)體出現(xiàn)液相以后，收縮很快完成，接著產(chǎn)生結(jié)晶轉(zhuǎn)變，形成合金的基本組織和結(jié)構(gòu)。

4:冷卻階段(燒結(jié)溫度--室溫)

        在這一階段，鎢鋼的組織和相成分隨冷卻條件的不同而產(chǎn)生某些變化，可以利用這一特點(diǎn)，對鎢鋼進(jìn)行熱處理以提高其物理機(jī)械性能。

今天,我們著重來了解下YT15的刀具主要切削什么樣的材料?

      YG系列的合金多數(shù)用來加工鑄鐵；YT系列加工鋼.

      眾所周知,鋼材是常用的機(jī)械零件材料之一。隨著刀具新材料的不斷出現(xiàn)，鋼材的加工方法也越來越多樣化。機(jī)加工中使用廣泛的刀具材料為硬質(zhì)合金系列。它是將廢合金初破后直接進(jìn)行強(qiáng)化濕磨破碎、干操，然后送入煅燒爐經(jīng)高溫?zé)崽幚硪猿シ哿现羞^量的雜質(zhì)，再經(jīng)成份分析后作為原料粉按常規(guī)硬質(zhì)合金生產(chǎn)工藝制成硬質(zhì)合金產(chǎn)品。然而，硬質(zhì)合金刀具由于其本身性能的限制，并不適于現(xiàn)代化機(jī)械工業(yè)飛速發(fā)展的高速度、率和的要求，因此，近年來對涂層刀具和超硬刀具的研究日益增多。但是這些刀具不是成本太高，就是強(qiáng)度及韌性較低，因此并未得到廣泛的應(yīng)用。

       選取工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的45 號鋼作為切削加工的目標(biāo)材料，通過具體的切削實(shí)驗(yàn)考察,Al2O3刀具及YT15硬質(zhì)合金刀具的磨損性能，為這種新型金屬刀具的實(shí)際應(yīng)用打下一定的基礎(chǔ)。

        與傳統(tǒng)金屬相比，新型金屬的組織更細(xì)小。

     與傳統(tǒng)金屬刀具、Al2O3刀具及YT15硬質(zhì)合金刀具相比，新型金屬刀具具有更高的刀具壽命和切削效率，且主要以“磨損”形式失效。

     高速鋼熱處理工藝前處理是退火，溫度為870~880度，保溫2~3小時(shí)，然后800一840度預(yù)熱，從1270一1280度分級淬火，分級溫度為580一620，然后再560度進(jìn)行三次回火，回火時(shí)保溫1小時(shí)。

      W18Cr4V含大量的合金元素:塑性差，導(dǎo)熱性差，在快速加熱時(shí)的熱應(yīng)力使之變形開裂，所以要在加熱到淬火溫度1270一1280度在800一840預(yù)熱，對形狀復(fù)雜者，還應(yīng)在500一650增加一次預(yù)熱。V、W等主要起提高紅硬性的元素要很高的溫度下才溶解，但過高的溫度又會(huì)使晶粒粗大，且W等合金元素都縮小A區(qū)，使得共析與共晶溫度提高，因而選擇1270一1280度。淬火:先預(yù)加熱至550-600℃，次加熱至950℃，再加熱至a:1，220~1250℃。采用直接空冷，會(huì)析出二次碳化物，從而降低鋼的紅硬性。

      淬火后的組織為M十碳化物十殘余A(多達(dá)30%)在550一570度回火析出WC等引起二次硬化，A分解，析C，降低合金元素含量，使Ms上升，從而造成二次淬火，一次回火，還有15%的殘余A，二次回火殘余A3%一5%。摻膠料成型、烘干、半成品加工和檢查:這個(gè)過程是產(chǎn)品成型階段，在壓鑄模中的混合料顆粒、粉末在壓力的作用下，壓成所需形狀和一定密度的壓坯。三次回火，只有1%一2%，終得回火組織M十碳化物十極其少量殘余。