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硬质合金的热处理

2018-03-22赵步青张丹宁刘春菱

金属加工(热加工) 2018年2期

■ 赵步青,张丹宁,刘春菱

硬质合金主要是由高熔点金属(W、Mo、Ti、V、Ta等)的碳化物、氮化物、硼化物或硅化物组成的合金的总称。分为铸造和烧结两大类。铸造合金脆性高、韧性低,实际应用价值不大。广泛应用的是烧结合金,一般由碳化钨或碳化钛和钴粉烧结而成,具有高的硬度、耐磨性和热硬性。主要用于制造高速切削和加工硬材料的刀具,近年来,模具工业运用硬质合金也与日俱增,所以探讨和研究硬质合金热处理有现实意义。

1. 硬质合金的特点

硬质合金是由难熔金属硬质化合物和金属黏结相经粉末冶金的方法而制成的,通常广泛采用的硬质化合物是碳化物,作为切削刀具用的硬质合金,常用的WC、TiC、TaC、NbC等,粘结剂是Co,硬质合金的强度主要取决于Co的含量。

由于硬质合金中的碳化物具有熔点高(如Ti C的熔点为3140℃)、硬度高(如TiC的硬度为3200HV)、化学稳定性好、热稳定好等特点,因此其硬度、耐磨性、化学稳定性都远高于高速工具钢。

常用的硬质合金硬质相主要是WC,它有良好的耐磨性,虽然有些碳化物的硬度和W C差不多,但不具备相同的耐磨性。W C有较高的屈服强度(6000MPa),故抗塑性变形的能力较强。WC的导热性也好,而导热性是工模具重要的性能指标。WC有较低的热膨胀系数,大约为钢的1/3;其弹性模量为钢的3倍,抗压强度也高于钢。此外,WC在常温下具有很好的抗腐蚀和抗氧化性能,良好的电阻,很高的抗弯强度。

2. 热处理与合金的组织

有人曾对不同C/W比为5%~35%WC的WC-Co合金的黏结相进行研究,得出的结论是:慢冷时合金中产生γ相或(γ+WC)相;……

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