综述：硬质合金

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1、硬质合金的研究和应用Thestudiesandapplicationsofcementedcarbide作者：何梓秋机械类创新实验班3112010441内容摘要：硬质合金由于具有高硬度，高抗压强度，高热硬性以及高耐磨性，高耐腐蚀性，常用于制造切削工具和耐磨零部件。广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金等领域。本文将通过新型硬质合金的研发和硬质合金制造工艺的进步两条路径对硬质合金的研究进行介绍。再结合各种硬质合金的特性，介绍其具体的应用。Abstract：Becausecementedcarbidehashighhardnes

2、s，highcompressivestrength，highabrasiveresistanceandhighcorrosionresistance，itisalwaysusedformanufacturecuttingtoolsandwear-resistantparts.Itprovideswidelyapplicationsinwarindustry,aerospace,machinework，metallurgyandsoon.Thisthesiswilldescribethestudiesofcementedcarb

3、ideontwoways,theinventionsofnew-typecementedcarbideandtheprogressofmanufacturingprocessforcementedcarbide.Andthenthisthesiswillintroducethespecificapplicationscombiningthecharacteristicsofeverytypeofcementedcarbide.关键词：硬质合金，研究，应用，金属碳化物，粉末冶金Keywords:cementedcarbide，s

4、tudies，applications，metalcarbide，powdermetallurgy关于硬质合金的基础知识一．硬质合金的起源早在1923年，德国科学家施勒特尔为了提高拉丝模质量，往碳化钨粉末中加进10%～20%的钴做粘结剂，发明了世界上人工制成的第一种硬质合金。虽然用这种硬质合金制造成的刀具进行切割钢材很容易产生刀刃磨损甚至断裂，但是硬质合金因此得以面世，为至今几乎长达一个世纪的硬质合金研究、发展及应用开辟了起点。二．硬质合金的成分、分类和牌号硬质合金是一种金属陶瓷，它的组成是：基体为金属碳化物（如WC、TiC、

5、TaC等），Co、Ni、Mo等金属粉末则充当粘结剂。于是硬质合金具是有金属性质的粉末冶金材料，它具有高硬度，高抗压强度，高热硬性以及高耐磨性，高耐腐蚀性，常用于制造切削工具、刀具、钴具和耐磨零部件。它的分类及牌号如下：1．钨钴类硬质合金主要成分是碳化钨（WC）和粘结剂钴（Co）。牌号由“YG”（“硬、钴”两字汉语拼音字首）和平均含钴量（质量分数X100）组成。例如YG6，表示平均ωCo=6%，余量为碳化钨的钨钴类硬质合金。2．钨钴钛类硬质合金主要成分是碳化钨、碳化钛（TiC）和粘结剂钴。牌号“YT”（“硬、钛”两字汉语拼音字首

6、）和碳化钛平均含量（质量分数X100）组成。例如YT15，表示平均ωTiC=15%，余量为碳化钨和钴钨钛钴类硬质合金。3．通用硬质合金主要成分是碳化钽（TaC）、碳化铌（NbC）、碳化钛、碳化物和粘结剂钴。牌号为“YW”（“硬”和万能的“万”两字汉语拼音字首）加序号表示，如YW1，YW2。它的热硬性很高，其他性能介于钨钴类和钨钴钛类之间，能加工钢材、铸铁和有色金属，故称为通用硬质合金。对硬质合金的研究三．新型硬质合金的研发随着硬质合金特有的优越性能在生产制造中得到越来越多的青睐，对硬质合金的研究也越来越深入，于是有越来越多样的

7、新型硬质合金面世了。随着许多精密仪器零件的加工要求硬质合金工具在苛刻的加工条件下保持高寿命，而硬质合金有着强度低、韧性差的显著缺点，所以对于硬质合金的研究一直在侧重于如何提高它的强度和韧度。以下是各种新研发的新型硬质合金介绍：1.超细颗粒硬质合金超细颗粒硬质合金的原理是通过细化组织来提升硬质合金的综合力学性能，使之拥有更好的韧性和抗弯强度。超细颗粒硬质合金的晶粒度可达到0.5μm以下，而普通的硬质合金晶粒度仅为1～3μm。WC晶粒的硬度与抗弯强度的关系如图⑴。图⑴硬质合金的抗弯强度和硬度的关系图①之所以WC晶粒在晶粒度缩至0.

8、5μm以下的情况下可以保持高硬度，是因为当Co的量一定时，若WC的晶粒越小，与Co粒子的接触面积则越大，Co粒子的平均行程缩小，从而硬质合金的硬度不会降低。而由于WC超细颗粒的晶粒度小，表面积大并且活性高，所以在烧结过程中很容易出现晶粒长大现象，导致硬质合金的力学性能变差。为