㈠ 硬質合金混合料制備過程中為什麼要使用成型劑
硬質合金壓制原理這跟使用的壓制方法和壓制設備有關,一般的有油壓機,杠桿壓力機,TPA自動壓力機,還有擠壓機!由於碳化鎢在外力作用下幾乎不能發生塑性變形,所以混合料中需要加入石蠟或橡膠等成型劑而粘結成型壓制,主要是使粉末成型.在壓制過程中首先根據型號確定所需的模具,然後配模調模,算出所需壓制產品的單重,將粉末放入模腔內受單向或雙向的壓力到要求的毛坯尺寸,泄壓然後脫模,或是自動頂出產品毛胚,這樣所需的產品就可以出來,再進行尺寸測量,顯微檢測,產品沒問題就可以批量壓制.
㈡ 硬質合金是怎麼制備的
硬質合金的製作是將碳化鎢與鈷以一定的比例混合,加壓成各種形狀,然後半燒結。此燒結過程通常是在真空爐里進行。將其置於真空爐里完成燒結,此時之溫度大約為攝氏一千三百至一千五網路之間。
硬質合金燒結成型就是將粉末壓製成坯料,再進燒結爐加熱到一定溫度(燒結溫度),並保持一定的時間(保溫時間),然後冷卻下來,從而得到所需性能的硬質合金材料。
硬質合金燒結過程可以分為四個基本階段:
1:脫除成形劑及預燒階段,在這個階段燒結體發生如下變化:
成型劑的脫除,燒結初期隨著溫度的升高,成型劑逐漸分解或汽化,排除出燒結體,與此同時,成型劑或多或少給燒結體增碳,增碳量將隨成型劑的種類、數量以及燒結工藝的不同而改變。
粉末表面氧化物被還原,在燒結溫度下,氫可以還原鈷和鎢的氧化物,若在真空脫除成型劑和燒結時,碳氧反應還不強烈。粉末顆粒間的接觸應力逐漸消除,粘結金屬粉末開始產生回復和再結晶,表面擴散開始發生,壓塊強度有所提高。
2:固相燒結階段(800℃--共晶溫度)
在出現液相以前的溫度下,除了繼續進行上一階段所發生的過程外,固相反應和擴散加劇,塑性流動增強,燒結體出現明顯的收縮。
3:液相燒結階段(共晶溫度--燒結溫度)
當燒結體出現液相以後,收縮很快完成,接著產生結晶轉變,形成合金的基本組織和結構。
4:冷卻階段(燒結溫度--室溫)
在這一階段,合金的組織和相成分隨冷卻條件的不同而產生某些變化,可以利用這一特點,對硬質合金進行熱處理以提高其物理機械性能。
㈢ 誰知道硬質合金的壓制原理
硬質合金壓制原理這跟使用的壓制方法和壓制設備有關,一般的有油壓機,杠桿壓力機,TPA自動壓力機,還有擠壓機!由於碳化鎢在外力作用下幾乎不能發生塑性變形,所以混合料中需要加入石蠟或橡膠等成型劑而粘結成型壓制,主要是使粉末成型。在壓制過程中首先根據型號確定所需的模具,然後配模調模,算出所需壓制產品的單重,將粉末放入模腔內受單向或雙向的壓力到要求的毛坯尺寸,泄壓然後脫模,或是自動頂出產品毛胚,這樣所需的產品就可以出來,再進行尺寸測量,顯微檢測,產品沒問題就可以批量壓制。
㈣ 為什麼硬質合金採用粉末冶金生產
因為硬質合金的原料是碳化物,如碳化鎢、碳化鈦這樣一類高熔點、硬而脆的金屬化合物,做成刀具、模具後,由於硬度高難以進一步進行加工到合適的形狀和尺寸,另外這些碳化鎢之間難以結合到一起形成具有一定形狀、一定尺寸的工件,所以不得不採用粘合劑把它們互相「粘」在一起,這些粘合劑通常用鈷結合在一起,稱為硬質合金,也有用鋼結合在一起的,稱為鋼結硬質合金,由於把鈷和鋼與碳化鎢採用一般方法難以均勻地混合在一起,同時碳化鎢熔點很高,不容易冶煉,故此,通通把它們變成粉末,然後粉末就容易混均勻,之後加壓成型,再燒結,這時鈷或者鋼的細小的顆粒產生熔化,而碳化鎢不能夠在這個溫度熔化,冷卻下來,鈷或者鋼就把碳化鎢粉末結合在一塊,形成一個完整的整體。
由以上生產工藝可知,硬質合金製品的生產,只能夠採用粉末冶金的方法生產。
㈤ 求硬質合金材料基礎知識,在線等
硬質合金是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)微米級粉末為主要成分,以鈷(Co)或鎳(Ni)、鉬(Mo)為粘結劑,在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的粉末冶金製品。
ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬的碳化物、氮化物、硼化物等,由於硬度和熔點特別高,統稱為硬質合金。下面以碳化物為重點來說明硬質含金的結構、特徵和應用。
ⅣA、ⅤA、ⅥA族金屬與碳形成的金屬型碳化物中,由於碳原子半徑小,能填充於金屬品格的空隙中並保留金屬原有的晶格形式,形成間充固溶體。在適當條件下,這類固溶體還能繼續溶解它的組成元素,直到達到飽和為止。因此,它們的組成可以在一定范圍內變動(例如碳化鈦的組成就在TiC0.5~TiC之間變動),化學式不符合化合價規則。當溶解的碳含量超過某個極限時(例如碳化鈦中Ti∶C=1∶1),晶格型式將發生變化,使原金屬晶格轉變成另一種形式的金屬晶格,這時的間充固溶體叫做間充化合物。
金屬型碳化物,尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬碳化物的熔點都在3273K以上,其中碳化鉿、碳化鉭分別為4160K和4150K,是當前所知道的物質中熔點最高的。大多數碳化物的硬度很大,它們的顯微硬度大於1800kg•mm2(顯微硬度是硬度表示方法之一,多用於硬質合金和硬質化合物,顯微硬度1800kg•mm2相當於莫氏一金剛石一硬度9)。許多碳化物高溫下不易分解,抗氧化能力比其組分金屬強。碳化鈦在所有碳化物中熱穩定性最好,是一種非常重要的金屬型碳化物。然而,在氧化氣氛中,所有碳化物高溫下都容易被氧化,可以說這是碳化物的一大弱點。
除碳原子外,氮原子、硼原子也能進入金屬晶格的空隙中,形成間充固溶體。它們與間充型碳化物的性質相似,能導電、導熱、熔點高、硬度大,同時脆性也大。
硬質合金的基體由兩部分組成:一部分是硬化相;另一部分是粘結金屬。
硬化相是元素周期表中過渡金屬的碳化物,如碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭,它們的硬度很高,熔點都在2000℃以上,有的甚至超過4000℃。另外,過渡金屬的氮化物、硼化物、硅化物也有類似的特性,也可以充當硬質合金中的硬化相。硬化相的存在決定了合金具有極高硬度和耐磨性。
粘結金屬一般是鐵族金屬,常用的是鈷和鎳。
製造硬質合金時,選用的原料粉末粒度在1~2微米之間,且純度很高。原料按規定組成比例進行配料,加進酒精或其他介質在濕式球磨機中濕磨,使它們充分混合、粉碎,經乾燥、過篩後加入蠟或膠等一類的成型劑,再經過乾燥、過篩製得混合料。然後,把混合料制粒、壓型,加熱到接近粘結金屬熔點(1300~1500℃)的時候,硬化相與粘結金屬便形成共晶合金。經過冷卻,硬化相分布在粘結金屬組成的網格里,彼此緊密地聯系在一起,形成一個牢固的整體。硬質合金的硬度取決於硬化相含量和晶粒粒度,即硬化相含量越高、晶粒越細,則硬度也越大。硬質合金的韌性由粘結金屬決定,粘結金屬含量越高,抗彎強度越大。
1923年,德國的施勒特爾往碳化鎢粉末中加進10%~20%的鈷做粘結劑,發明了碳化鎢和鈷的新合金,硬度僅次於金剛石,這是世界上人工製成的第一種硬質合金。用這種合金製成的刀具切削鋼材時,刀刃會很快磨損,甚至刃口崩裂。1929年美國的施瓦茨科夫在原有成分中加進了一定量的碳化鎢和碳化鈦的復式碳化物,改善了刀具切削鋼材的性能。這是硬質合金發展史上的又一成就。
硬質合金具有硬度高、耐磨、強度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優良性能,特別是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的溫度下也基本保持不變,在1000℃時仍有很高的硬度。硬質合金廣泛用作刀具材料,如車刀、銑刀、刨刀、鑽頭、鏜刀等,用於切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材,也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。現在新型硬質合金刀具的切削速度等於碳素鋼的數百倍。
硬質合金還可用來製作鑿岩工具、採掘工具、鑽探工具、測量量具、耐磨零件、金屬磨具、汽缸襯里、精密軸承、噴嘴等。
常用的硬質合金以 WC為主要成分,根據是否加入其它碳化物而分為以下幾類:
( 1)鎢鈷類( WC+Co)硬質合金( YG)
它由 WC和 Co組成,具有較高的抗彎強度的韌性,導熱性好,但耐熱性和耐磨性較差,主要用於加工鑄鐵和有色金屬。細晶粒的 YG類硬質合金(如 YG3X、 YG6X),在含鈷量相同時,其硬度耐磨性比 YG3、 YG6高,強度和韌性稍差,適用於加工硬鑄鐵、奧氏體不銹鋼、耐熱合金、硬青銅等。
( 2)鎢鈦鈷類( WC+TiC+Co)硬質合金( YT)
由於 TiC的硬度和熔點均比 WC高,所以和 YG相比,其硬度、耐磨性、紅硬性增大,粘結溫度高,抗氧化能力強,而且在高溫下會生成 TiO 2,可減少粘結。但導熱性能較差,抗彎強度低,所以它適用於加工鋼材等韌性材料。
(3) 鎢鉭鈷類( WC+TaC+Co)硬質合金( YA)
在 YG類硬質合金的基礎上添加 TaC(NbC),提高了常溫、高溫硬度與強度、抗熱沖擊性和耐磨性,可用於加工鑄鐵和不銹鋼。
近二十年來,塗層硬質合金也問世了。1969年瑞典研製成功了碳化鈦塗層刀具,刀具的基體是鎢鈦鈷硬質合金或鎢鈷硬質合金,表面碳化鈦塗層的厚度不過幾微米,但是與同牌號的合金刀具相比,使用壽命延長了3倍,切削速度提高25%~50%。20世紀70年代已出現第四代塗層工具,可用來切削很難加工的材料。
硬質合金是怎樣燒結而成的?
答硬質合金是將這種或多種難熔金屬的碳化物和粘接劑金屬,用粉末冶金方法製成的金屬材料。
主要生產國家
世界上有50多個國家生產硬質合金,總產量可達27000~28000t-,主要生產國有美國、俄羅斯、瑞典、中國、德國、日本、英國、法國等,世界硬質合金市場基本處於飽和狀態,市場競爭十分激烈。中國硬質合金工業是50年代末期開始形成的,60~70年代中國硬質合金工業得到了迅速發展,90年代初中國硬質合金總生產能力達6000t,硬質合金總產量達5000t,僅次於俄羅斯和美國,居世界第3位。
[編輯本段]硬質合金燒結成型
硬質合金燒結成型就是將粉末壓製成坯料,再進燒結爐加熱到一定溫度(燒結溫度),並保持一定的時間(保溫時間),然後冷卻下來,從而得到所需性能的硬質合金材料。
硬質合金燒結過程可以分為四個基本階段:
1:脫除成形劑及預燒階段,在這個階段燒結體發生如下變化:
成型劑的脫除,燒結初期隨著溫度的升高,成型劑逐漸分解或汽化,排除出燒結體,與此同時,成型劑或多或少給燒結體增碳,增碳量將隨成型劑的種類、數量以及燒結工藝的不同而改變。
粉末表面氧化物被還原,在燒結溫度下,氫可以還原鈷和鎢的氧化物,若在真空脫除成型劑和燒結時,碳氧反應還不強烈。粉末顆粒間的接觸應力逐漸消除,粘結金屬粉末開始產生回復和再結晶,表面擴散開始發生,壓塊強度有所提高。
2:固相燒結階段(800℃--共晶溫度)
在出現液相以前的溫度下,除了繼續進行上一階段所發生的過程外,固相反應和擴散加劇,塑性流動增強,燒結體出現明顯的收縮。
3:液相燒結階段(共晶溫度--燒結溫度)
當燒結體出現液相以後,收縮很快完成,接著產生結晶轉變,形成合金的基本組織和結構。
4:冷卻階段(燒結溫度--室溫)
在這一階段,合金的組織和相成分隨冷卻條件的不同而產生某些變化,可以利用這一特點,對硬質合金進行熱處理以提高其物理機械性能。
硬質合金常用牌號及用途介紹
牌號/相當標准ISO/ 物理機械性能(min):抗彎強度N/mm2;硬度HRA/用途。
1、 YG3x/ K01/ 1420;92.5/適於鑄鐵、有色金屬及合金、淬火鋼合金鋼小切削斷面高速精加工。
2、 YG6/ K20 /1900;90.5/適於鑄鐵、有色金屬及合金、非金屬材料中等到切削速度下半精加工和精加工。
3、 YG6x /K15/ 1800;92.0/ 適於冷硬鑄鐵、球墨鑄鐵、灰鑄鐵、耐熱合金鋼的中小切 削斷面高速精加工、半精加工。
4、 YG6A/ K10/ 1800;92.0 /適於冷硬鑄鐵、球墨鑄鐵、灰鑄鐵、耐熱合金的中小切削斷面高速精加工。
5、 YG8/ K30/ 2200;90.0/ 適於鑄鐵、有色金屬及合金、非金屬材料低速粗加工。
6、 YG8N/ K30/ 2100;90.5/適於鑄鐵、白口鑄鐵、球墨鑄鐵以及鉻 鎳不銹鋼等合金材料的高速切削。
7、 YG15/ K40/ 2500;87.0 /適於鑲制油井、煤炭開采鑽頭、地質勘探鑽頭。
8、 YG4C/ 1600;89.5/ 適於鑲制油井、煤炭開采鑽頭、地質勘 探鑽頭。
9、 YG8C/ 1800;88.5/適於鑲制油井、礦山開采鑽頭一字、十 字鑽頭、牙輪鑽齒、潛孔鑽齒。
10、 YG11C/ 2200;87.0 /適於鑲制油井、礦山開采鑽頭一字、十字鑽頭、牙輪鑽齒、潛孔鑽齒。
11、 YW1/ M10/ 1400;92.0 /適於鋼、耐熱鋼、高錳鋼和鑄鐵的中速 半精加工。
12、 YW2/ M20/ 1600;91.0 /適於耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼等難加工 鋼材中、低速粗加工和半精加工。
13、 GE1/ M30/ 2000;91.0 /適於非金屬材料的低速粗加工和鍾表 齒輪耐磨損零件。
14、 GE2 /2500;90.0 /硬質合金頂錘專用牌號。
15、 GE3/ M40/ 2600;90.0 /適於製造細徑微鑽、立銑刀、旋轉挫刀等。
16、 GE4/ 2600;88.0/ 適於列印針、壓缸及特殊用途的管、 棒、帶等。
17、 GE5 /2800;85.0 /適於軋輥、冷沖模等耐沖擊材料。
18、 YT30 P01 92.5 適合碳鋼、合金鋼的精加工,小斷面的精車,精鏜,精擴等
㈥ 硬質合金是怎麼製造的,要什麼材料
1.硬質合金製造方法為:首先由高能球磨製得粘結合金;然後按所規定的硬質合金成分重量配比配料,並進行強化球磨,然後將球磨製取的硬質合金混合料進行真空燒結成形
2.其材料主要有:碳化鎢(WC),碳化鈦TC;
硬質合金主要有:
鎢鈷類( WC+Co)硬質合金( YG)
鎢鈦鈷類( WC+TiC+Co)硬質合金( YT)
鎢鉭鈷類( WC+TaC+Co)硬質合金( YA)
鎢鈦鉭鈷類( WC+TiC+TaC+Co) )硬質合金 (YW)
3.一種超細硬質合金及其製造方法該合金由主要成分WC硬質相、Co-Al為粘結金屬相和稀土金屬元素相三者組成的復合合金;該合金的組成成分及重量含量如下:Co-Al粘結金屬相:Al13~20%,Co80~87%;復合合金:Co-AL10~15%,Re1~3%,WC82~89%。其製造方法為:首先由高能球磨製得粘結合金Co-Al;然後按所規定的硬質合金成分重量配比配料,並進行強化球磨,然後將球磨製取的硬質合金混合料進行真空燒結,燒結溫度1360℃,保溫時間20分鍾。最後製得超細硬質合金。
㈦ 硬質合金、粉末冶金用什麼設備來壓製成型
硬質合金壓制設備一般的有油壓機,杠桿壓力機,TPA自動壓力機,還有擠壓機。
由於碳化鎢在外力作用下幾乎不能發生塑性變形,所以混合料中需要加入石蠟或橡膠等成型劑而粘結成型壓制,主要是使粉末成型。
在壓制過程中首先根據型號確定所需的模具,然後配模調模,算出所需壓制產品的單重,將粉末放入模腔內受單向或雙向的壓力到要求的毛坯尺寸,泄壓然後脫模,或是自動頂出產品毛胚,這樣所需的產品就可以出來,再進行尺寸測量,顯微檢測,產品沒問題就可以批量壓制。
㈧ 什麼叫硬質合金壓制機
硬質合金主要成份為碳化鎢,添加少量鎳、鉬、鈷等金屬作為粘合劑,其高強度、高硬度、高耐熱性、高耐磨性、高耐腐蝕性等特性使其成為製作機械加工刀具的良好材料,用硬質合金製作的車刀、銑刀等可以用於加工耐熱鋼、高錳鋼、工具鋼、軸承鋼等高強高硬的材料。
但正因為硬質合金的這些屬性,導致其自身的加工製作難度極高,因此一般採用「粉末冶金」的方式進行加工。
粉末冶金,是指以金屬粉末(或硬質合金、陶瓷等材料)為原料,通過成形、脫蠟、燒結等工藝加工製造金屬材料、復合材料以及各種類型製品的工藝技術。
其中,用壓機(機械壓機或液壓機)將原材料壓製成合適的形狀和大小的成型工藝,稱之為粉末冶金壓製成型。
所採用的壓機其實與普通液壓機或機械壓機、機械沖床基本功能類似,根據壓力需求選用不同噸位的壓機,但一般會改造增加自動投料、自動頂出等機構。