硬質(zhì)合金的主要性能和應(yīng)用
硬質(zhì)合金的主要性能 硬質(zhì)合金性能主要是指硬度、耐磨性和熱硬性,其硬度可維持到800~1000℃而無顯著降低。這是由于構(gòu)成硬質(zhì)合金的主要成份—碳化鎢(WC)和碳化鈦(TiC)有很高的硬度、耐磨性和熱穩(wěn)定性的緣故。此外硬質(zhì)合金還具有抗蝕性、抗氧化性和熱膨脹系數(shù)比鋼低等特點。但與工具鋼相比,它的主要缺點是抗彎強(qiáng)度低,脆性大(韌性約為淬火鋼的1/2~1/3)。故在保管、鑲焊和使用過程中,要避免碰撞和沖擊。由于硬質(zhì)合金的熱導(dǎo)性很差(尤其是YT類硬質(zhì)合金的),在室溫下幾乎沒有塑性,因此在磨削和焊接時,急熱和驟冷都會使硬質(zhì)合金表面形成很大的熱應(yīng)力,甚至產(chǎn)生裂紋。因為硬質(zhì)合金的硬度很高(相當(dāng)于68HRC以上)不能采用一般的切削的加工方法,只能采用電加工(例如電火花、線切割、導(dǎo)電磨削等)或用專門的砂輪磨削。因此都是將一定規(guī)格的硬質(zhì)合金制品釬焊、粘結(jié)或機(jī)械卡裝在鋼制的刀體或模具體上使用。 兩類合金相比,鎢鈷鈦合金因含有碳化鈦,故耐磨性、熱硬性高、但抗彎強(qiáng)度、韌性和熱導(dǎo)性比鎢鈷合金低。冷鐓工藝中使用的硬質(zhì)合金模,大都采用鎢鈷合金。 在硬質(zhì)合金中,碳化物是合金的骨架,起堅硬耐磨的作用,但性質(zhì)脆。鈷是起粘結(jié)和韌性作用的金屬。因此,在同類硬質(zhì)合金中,隨著含鈷量的增加,抗彎強(qiáng)度和韌性將提高,硬度、耐磨性將降低。鎢鈷硬合金的硬度與碳化鎢(WC)含量成正比。當(dāng)碳化鎢(WC)顆粒細(xì)小且均勻分布時,也能提高一些硬度。硬度值隨溫度上升而下降,但即使加熱到800℃時,還能保持與淬火高碳鋼一樣的硬度,因此耐磨性、熱硬性很好。與高速鋼相比,可提高15~20倍。但沖動韌性差,只及一般材的1/10。 鎢鈷硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度很好,并隨著碳化物含量的增加和顆粒的細(xì)化面增加。但合金的抗彎強(qiáng)度與碳化物的含量的關(guān)系恰與以上情況相反,即隨著粘結(jié)劑鈷的含量增加而上升。當(dāng)碳化物的顆粒粗大時,鈷的作用顯得更為突出。例如YG20C(C代表粗顆粒,X代表細(xì)顆粒)是采用粗顆粒碳化物作硬質(zhì)相,合金中鈷的含量相應(yīng)比細(xì)顆粒提高,從而使合金的沖擊韌性和抗壓強(qiáng)度提高。用于制作六方凹模,鐓制M8螺母150萬件后,僅磨損0.05mm,最高壽命達(dá)3000多萬件尚未超差,為較大規(guī)格工件用硬質(zhì)合模鐓制創(chuàng)造了條件。
硬質(zhì)合金模在冷鐓工藝中的應(yīng)用 硬質(zhì)合金除了廣泛用作刀具、量具外,在冷鐓工藝中使用最多的是各種拉絲模、減徑模、冷鐓螺栓的凹模以及冷鐓螺母的六方凹模、切料刀和凹模。 由于硬質(zhì)合金硬度高、韌性低,當(dāng)用其制作較大外徑的凹模時,一般需要采用三層組合應(yīng)力壓配,才能保證使用安全。否則極易破碎。使用時應(yīng)特別注意