金属陶瓷(硬质合金)

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1、硬质合金1.1硬质合金的发展历史硬质合金是用粉末冶金生产由难熔金属化合物和粘接金属构成的组合材料。现在硬质合金的发明者是德国人施勒特尔，他于1923年首先用粉末冶金方法生产硬质合金。他在专利中所提出的工艺，今天仍在WC-Co硬质合金生产工艺中使用。1926年，德国克虏伯(Krupp)公司首先进行硬质合金的工业生产，并以“维迪阿”(Widia)的商标(意为象金刚石）在市场销售。随后很快传到欧美及日本等国。硬质合金的发展情况见表1。值得指出的是，自1953年有人首先采用可转位刀片以来，由于使用这种刀片不用焊接，可随时调换刀片，刀杆可长期使用，经济效

2、果显著，推广迅速，这是硬质合金工业的重大进展之一。六十年代末期，西德克虏伯公司成功研制了涂层硬质合金，用此表1硬质合金的发展情况碳化钨基硬质合金无碳化钨基硬质合金年份硬质合金年份硬质合金1923~19251930~19311938195619591968~19691965~19781967~19701965~19751969~19711974~19771973~19781976~1979WC-CoWC-TaC（VC,NbC)-CoWC-Cr3C2-CoWC-TiC-Ta（Nb)C-Cr3C2-CoWC-TiC-HfC-CoWC-TiC-TaC（

3、NbC)-HfC-CoTiC,TiN,Ti（CN),HfC,Hf和Al2O3涂层的WC基合金亚微细WC-Co热等静压热化学表面硬化多晶金刚石复合的WC基硬质合金复碳化物，碳氧化物-氮化物以及碳化物-碳氮化物-氮化物-氧化物复合涂层添加Ru的复杂硬质合金1929~19311930~19311931193119381944194919501952~196619571968~19701969~19701968~19731972~1975Ti-Mo2C-Ni,Cr,MoTaC-NiTiC-TaC-CoTic-Cr,Mo,W,Ni,CoTiC-VC-Ni

4、,FeTiC-NbC-Ni,CoTiC-VC-Nb-Mo2C-NiTiC（Mo2C,TaC)-Ni,Co-CrTiC-可热处理钢结合金TiC-TiB2（TiMo)C（固溶体Ni,Mo,Cr)TiC-TiN-NiTiC-Al2O3Ti-TaN-Ni制成的刀片的使用寿命可比标准的可转位刀片高出好几倍，而且切削速也可以提高25~30%，从此获得了广泛的应用，这是硬质合金生产发展过程中的又一个重大进展。此外，六十年代末期引入硬质合金生产领域的热静压技术，以及七十年代移植到硬质合金生产领域的喷雾干燥技术，使硬质合金生产工艺又向前迈进了一大步。我国硬质合金

5、工业是从20世纪50年代初建设株洲硬质合金厂开始的，50多年来，从无到有，不断发展，取得了令世人瞩目的成就，但整体技术水平特别是高附加值制品的生产与世界先进水平比较仍存在较大差距。1.2粉末冶金方法及其应用20世纪初研制了一种粉末经压制成型并经烧结而制成零件或毛坯，这种方法称粉末冶金法。粉末冶金的应用主要有以下几个方面：（1）减摩材料应用最早的是含油轴承。（2）结构材料它是用碳钢或合金钢的粉末为原料，采用粉末冶金方法制造结构零件。这种制品的精度较高、表面光洁，不需或少需切削加工即为成品零件。可用于制造液压泵齿轮、电钻齿轮、凸轮等。（3）高熔点材

6、料一些高熔点的金属和金属化合物如W、Mo、WC、TiC等，用熔炼和铸造方法生产比较困难，可用粉末冶金方法生产，如各种金属陶瓷、钨丝及Mo、TA、Nb等难熔金属和高温合金。（4）特殊电磁性能材料如多孔过滤材料，假合金材料等缺点：由于设备和模具的限制，粉末冶金还只能生产尺寸有限和形状不很复杂的制品，烧结零件的韧性较差，生产效率不高，成本较高。1.3硬质合金的性能特点、分类及应用1.3.1硬质合金的性能特点（1）高硬度、耐磨性好、高热硬性（2）抗压强度、弹性模量高抗压强度高可达6000MPa，但抗弯强度低，只有高速钢的1/3～1/2。弹性模量很高，韧

7、性很差。硬质合金焊接刀片（3）耐蚀性和抗氧化性良好，热膨胀因数比钢低缺点：抗弯强度低、脆性大、导热性差加工：采用电加工（电火花、线切割）和专门的砂轮磨削1.3.2硬质合金的分类、编号(1)钨钴类硬质合金由碳化钨和钴组成,常用代号有YG3、YG6、YG8等。代号中“YG”为“硬”、“钴”两字的汉语拼音字首，后面的数字表示钴的含量（质量分数×100）。例如，YG8，表示平均WCo＝8％，其余为碳化钨的钨钴类硬质合金。WC刀具（2）钨钴钛类硬质合金由碳化钨、碳化钛和钴组成，常用代号有YT5、YT15、YT30等。代号中“YT”为“硬”、“钛”两字的汉

8、语拼音字首，后面的数字表示碳化钛的含量（质量分数×100）。硬质合金中，碳化物含量越多，钴含量越少，则硬质合金的硬度、热硬性及耐磨性越高，但强度及韧性