硬质合金刀具材料发展现状与趋势

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1、DOI:10.13228/j.boyuan.issn1005-8192.2011.03.020第18卷第3期金属功能材料Vol.18,No.32011年6月MetallicFunctionalMaterialsJune,2011硬质合金刀具材料发展现状与趋势1,223陶国林,蒋显全,黄靖(1.重庆工商大学,重庆400067;2.重庆市科学技术研究院新材料研究中心,重庆400020;3.重庆机械电子技师学院,重庆400030)摘要:回顾了各种硬质合金刀具材料的基本性能和发展现状,并对各种刀具材料技

2、术的研究成果及发展趋势进行了探讨,同时提出了今后的发展方向。关键词:硬质合金;刀具材料;涂层中图分类号:TG135.5文献标识码:A文章编号:1005-8192(2011)03-0079-05ResearchStatusandDevelopingTrendofCementedCarbideTool1,223TAOGuo-lin,JIANGXian-quan,HUANGJing(1.ChongqingTechnologyandBusinessUniversity,Chongqing400067,C

3、hina;2.ChongqingAcademyofScienceandTechnology,Chongqing400020,China;3.ChongqingMechanicalElectricalArtificerCollege,Chongqing400030,China)Abstract:Conventionalperformancesandresearchstatusofmanykindsofcementedcarbidecuttingtoolmaterialarereviewed,and

4、theresearchachievementofcementedcarbidetoolsinrecentyearsarediscussed;Meanwhile,develop-menttrendinthefutureisputforward.Keywords:cementedcarbide;cuttingtoolmaterial;coating随着加工业的发展,难加工材料的使用日益增100～300m/min,远远超过高速钢,寿命是高速钢[2]多,对加工效率的要求也不断提高。刀具的发展对的几倍到几

5、十倍。发达国家90%以上的车刀和提高生产效率和加工质量具有直接影响。材料成分55%以上的铣刀都采用硬质合金材料制造,目前使[3]和结构以及几何形状是决定刀具性能的3要素,其用比重仍在增加。另外,硬质合金也用来制造钻中刀具材料的性能起着关键性作用。目前虽然可供头、铣刀、齿轮刀具、铰刀等复杂刀具,硬质合金以其使用的品种很多,新型的刀具材料也不断出现,但硬优良的性能正在更多的场合替代其他的刀具材料,[1]质合金是最受欢迎的一种刀具材料。现在已成为主要的刀具材料之一。硬质合金是由高硬度、难熔的金属碳化物

6、目前世界上硬质合金刀具已占刀具主导地位,(WC、TiC等)微米级粉末采用Co、Mo、Ni等作粘占比达70%;金刚石、立方氮化硼等超硬刀具占比结剂烧结而成的粉末冶金制品,。其高温碳化物含约为3%左右;而高速钢刀具正以每年1%～2%速量超过高速钢,允许的切削温度高达800～1000℃,度缩减,目前所占比例已降至30%以下。我国目前常温硬度达89～93HRA;在540℃时为82～年产硬质合金1.6万t,占全球总产量40%左右。87HRA,与高速钢常温时硬度(83～86HRA)相同;但硬质合金制品附加值

7、最高的切削刀片产量只有[4,5]760℃时硬度达77～85HRA,并具有化学稳定性3000余t,只占20%。好、耐热性高等优点。硬质合金刀具切削速度可达从经济效益方面比较,我国刀具年销售额为作者简介:陶国林(1975-),男,四川德阳人,硕士,助理研究员,主要从事碳化钨硬质合金方面的研究。80金属功能材料2011年145亿元,硬质合金销售收入约5.6亿美元,其刀具外,它的抗氧化性好、耐热性好(1000℃以上)及化所占比例不足25%;日本的刀具产量仅为我国学性能稳定。与WC基合金相比,TiC(N)

8、在碳化物40%,但销售收入高达26.33亿美元,其刀具占比高中硬度最高,对金属的摩擦系数较小,切削时抗粘结达72%。我国刀具产品与国际市场刀具产品结构磨损与抗扩散磨损的能力较强,高温时硬度降低较相去甚远,不仅不能满足国内制造业对硬质合金刀小,有较好的耐磨性。具日益增长的需求,也使我国宝贵的硬质合金资源TiC(N)基硬质合金的性能介于陶瓷和硬质合未得到充分利用。金之间,所以又被称为金属陶瓷。由于TiC(N)基下面就硬质合金刀具材料的现状和发展趋势进硬质合金具有接近陶瓷材料的硬度和耐热性,且抗行分析