硬质合金
1 硬质合金的概念
硬质合金是以高硬度、耐高温、耐磨的难熔金属碳化物(WC、TiC、CrZC3等)为主要成分，用抗机械冲击和热冲击好的铁族金属(Co、Mo、Ni等)作粘结剂，经粉末冶金方法烧结而成的一种多相复合材料[1]。硬质合金也是由难熔金属硬质化合物（硬质相）和粘结金属经粉末冶金方法制成的高硬度材料[2]。
难熔金属硬质化合物通常指元素周期表第IV、V、VI族中过渡元素的碳化物，氮化物，硼化物和硅化物。硬质合金中广泛使用的是碳化物，主要是碳化钨和碳化钽。这些碳化物的共同特点是：熔点高，硬度高，化学稳定性好，热稳定性好，常温下与粘结金属的相互溶解作用很小等。
粘结金属应当符合下列要求：硬质合金的工作温度(1000℃)下不会出现液相；能较好的润湿碳化物表面；在烧结温度下不与碳化物发生化学反应；本身的物理力学性能较好等。铁族金属及其合金能不同程度地满足上述要求。其中最好的是钴，其次是镍，铁很少单独使用。
钨钴类硬质合金它由WC和Co组成，代号为YG，相当于ISO的K类。我国常用的牌号有YG3，YG3X，YG6，YG6X，YG8等。代号后面的数字为该牌号合金含钴量的百分数，X为细晶粒组织，无X为中晶粒组织。随含钴量增加，材料抗弯强度和冲击韧性增加，但硬度，耐热，耐磨性逐渐下降。YG类硬质合金主要用于加工硬，脆的铸铁，有色金属和非金属材料。一般不宜于加工钢料，因为切钢时切削温度比较高，容易产生粘结与扩散磨损而使刀具迅速钝化。但细晶粒组织的这类合金可用于加工一些特殊硬铸铁，不锈钢，耐热合金，钛合金等材料，因这时切削力大并集中于切削刃附近易崩刃，而YG合金的强度，韧性较好，导热性也不错，能达到良好的效果。在YG类合金中添加少量的TaC（NbC）时，可明显提高合金的硬度，耐磨性，耐热性而不降低韧性，如YG6A，YG8A，（YG813）等牌号[3]。
至今硬质合金经历了飞速的发展，从普通合金到亚微米级(0.5~1μm)晶粒合金，再到超细级(0.1~0.5μm)，以及至今的纳米级(≤0.1um)硬质合金。
2 YG类硬质合金的组成结构
2.1 YG类硬质合金简介
硬质合金的基体由两部分组成：一部分是硬化相；另一部分是粘结金属。硬化相是元素周期表中过渡元素的碳化物，如碳化钨、碳化钛、碳化钽，它们的硬度很高，熔点都在2000℃以上，有的甚至超过4000℃。另外，过渡金属的氮化物、硼化物、硅化物也有类似的特性，也可以充当硬质合金中的硬化相。硬化相的存在决定了合金具有极高硬度和耐磨性。粘结金属一般是铁族金属，常用的是钴和镍。因此，硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。
钨钴类硬质合金（YG）主要成分是碳化钨（WC）和粘结剂钴（Co），即以碳化钨为基体，在其中加入粘结剂钴而形成的硬质合金。常用牌号YG3、YG6、YG8，其中数字表示含钴量的百分率，含钴量愈多，韧性愈好，愈耐冲击和振动，但会降低硬度和耐磨性。钨钴硬质合金品种繁多，按其成分可分为低钴、中钴和高钴合金3类；按其WC晶粒大小可分为微晶粒、细晶粒、中等晶粒和
粗晶粒合金4类，按其用途可分为钨切削工具、矿山工具和耐磨工具3类。
碳化钨粉(WC)是生产硬质合金的主要原料，为黑色六方晶体，有金属光泽，硬度与金刚石相近，为电、热的良好导体，熔点2870℃, 沸点6000℃，相对密度15.63(18℃)。在碳化钨中，碳原子嵌入钨金属晶格的间隙，并不破坏原有金属的晶格，形成间隙固溶体，因此也称填隙（或插入）化合物。碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸，易溶于硝酸－氢氟酸的混合酸中。纯的碳化钨易碎，若掺入少量钛、钴等金属，就能减少脆性。
Co作为一种溶剂和粘结剂可以显著提高CBN的烧结度，增强PCBN 的强度。
图2 碳化钨的晶体结构图3 纯Co的γ晶畴
2.2 WC-Co硬质合金的组织
2.2.1 等温截面的特点
1、基本特点
(1)Co角有一个W和C在钴中的固溶体相单相区。
(2)沿Co-WC线可以把界面分为两个区域，Co—WC线左上方是三相区γ+WC+C和狭窄的两相区γ+C；右下方是由γ、WC、W2C、W和三元化合物ηl、η2、K相组成的多个相区。
(3)两个三相区γ+WC+C和γ＋WC＋η1被一个狭窄的两相区γ＋WC分开。此两相区的大小表示WC-Co合金中碳量可允许的波动范围，叫相区宽度：由图可知，此两相区是以W—C边线上的WC处为顶点；向Co角张开的三角形，说明合全中Co含越高，即越接近Co角，从而合金允许碳量的波动的范围越大；反之，越接近W—C边线，即合金中Co含量越低，允许碳量的变动范围就越小，这表示低Co合金的碳量控制更为困难。
(4)碳量在Co—WC线之上时，合金组织中便会出现第三相——石墨。说明WC—Co合金正常组织WC—的碳量要低于其理论碳含量。
(5)在W角附近有几种标记的三元化合物ηl、η2、和k相，这些化合物的通式可写成CoxWyCz。它们不是正常价化合物，其成分可以在某个范围变动（叫均相区）。此均相区越大，该化合物越易出现，也越稳定，反之越不稳定。
图4 W-C-Co三元系在凝固温度下的等温截面图
2、两相区WC+η
(1)制取高质量硬质合金的必要条件之一是在其组织中不出现第三相石墨或η1相，因为它会降低合金的机械性能和使用效果。
(2)许多研究结果表明，WC—Co合金两相区的高碳边界与Co—WC线重合。因此，在任何Co含量的合金中，达到或超过按照Co-WC线计算的理论碳含量时。便会出现石墨。这样在确定两相区宽度时，只须定出低碳边界就够了。
(3)低碳边界的WC含碳量与合金Co含量的关系如下：
表1 WC含碳量与合金Co含量的关系
Co(％)(重量) 80 50 30 18 16 10
C(％)(重量) 5.22 5.58 5.83 5.99 6.00 6.04
或者用线性方程来表示合金低碳边界的碳量；
C(％)(重量)＝6.125％—0．0735%×Co(重量)
图5 WC-Co合金两相区与Co含量的关系图6 W-C-Co系钴角区
3、单相区
(1)W-C-Co系中的单相区是指碳和钨在钻中的固溶体区。如图6所示，在单相区内，随着碳含量的降低，钨在钴中的溶解度可以升高2倍，即从WC+γ高碳边界处9.4％(重量)增加到两相区WC+γ低碳边界处的18.4％(重量)。
(2)许多研究表明，钴相中钨的含量既影响钴相性质，也影响合金的性质。因此，为了制取高质量的硬质合金，不仅应避免η1相和石墨的出现，还应该控制好钴相中的钨含量。
4、粘结相
WC—Co合金中相是Co基Co—W—C固溶体。在合金中γ相是以晶界分开的γ晶粒或以“孤岛”形式存在于基体内的γ晶畴所组成，并常以孔洞、污垢或杂质为核心，晶畴的尺寸和分布与合金烧结后的冷却速度有关，γ晶畴的体积含量和分布特征对合金的强韧性有明显影响[5]。室温下合金中γ相主要以β-Co形式存在，γ晶畴是残余fcc型β-Co部分，各种钴含量的WC—Co合金中普遍存在γ晶畴，包括纯钴[4]。
2.2.2 WC-Co合金的组织
WC-Co合金正常组织为两相合金。如图6所示，多角形白色WC相与黑色部分的Co粘结相。当合金碳量不足时，会出现一种脱碳组织W3Co3C，常称ηl 相，这种相性脆，使合金强度明显下降；而当合金碳量偏高时，则会出现石墨，合金中的石墨可近以地看成孔隙，其有害作用比η1相小。因此在控制合金碳量时，宁可稍为偏高，允许少量石墨存在，也不准许出现ηl相[5]。
图7 WC-Co合金的正常组织
图8 WC—80%Co合金的γ晶畴
2.2.3 界面
硬质合金的断裂是沿着Co粘结相断裂为主，有个别沿着WC晶粒劈裂。所以其断裂行为与W0，C0界面行为有重要的关系阎。WC晶粒边界的性质对合金强度有重要的影响，烧结体内碳化物晶粒互相连结成为一个骨架，在骨架的空隙内填满互相贯通的钴。Co相分布不均，存在WC与WC晶粒直接接触的晶界。WC 与WC晶粒直接接触，会造成WC晶粒聚晶长大，由于没有塑性金属Co的连接作用，弱化了晶界的连接作用，影响合金强度。因此，WC与WC晶粒之间有无过渡性界面的形成，直接影响硬质合金的性能[5]。
2.3 小结
综上所述，材料的宏观性能是微观特征的集中体现，制备超细硬质合金的WC、Co原料粉末的超细化甚至纳米化，具有很高的活性，微观上有助于改善组织均匀性、抑制烧结过程中WC颗粒长大、形成良好的过渡性界面、减少空隙度、提高致密性，可以大幅提高硬质合金的硬度、强度等宏观性能，以制备高性能的
超细硬质合金。
3 超细硬质合金的烧结方法及其性能
3.1 制备超细硬质合金关键技术
制备超细硬质合金的关键技术如下[6]：
1.通过各种工艺获得超细WC粉、Co粉和设法控制超细硬质合金烧结时晶粒的长大抑制剂。
2.由于超细WC粉、Co粉的表面能大，具有极大活性，使生产工艺更加复杂化，必须采用钝化剂以防止超细WC粉在操作时燃烧。操作尽量使用真空系统。
3.采用普通的烧结法难以获得强度2000MPa以上的超细合金。通常用低压烧结炉处理来消除内部孔隙，提高合金的强度。
4.烧结时，如碳含量偏低，则固溶于Co和Ni中的VC和Cr3C2的C含量减少易生成脆性第三相，若碳含量偏高，则会加速液相的形成引起WC异常成大，因此必须控制好超细硬质合金的碳含量。
3.2 超细硬质合金的烧结
3.2.1 烧结过程
烧结是粉末冶金生产过程中最基本的工序之一。粉末冶金从根本上说，是由粉体成形和粉体毛坯热处理(烧结)这两道基本工序组成，在特殊情况下(如粉体松装烧结)，成形工序并不需要，但是烧结工序相当于烧结的高温工序(如热压或热锻)却是不可缺少的。烧结也是粉末冶金生产过程的最后一道主要工序，对最终产品的性能起着决定性作用。按照粉末冶金学关于烧结的分类原则，硬质合金烧结属于多元系的液相烧结。从烧结过程的工艺特点来看，硬质合金的烧结可以是氢气保护烧结，也可以是真空烧结、热压烧结、热等静压烧结等。在超细硬质合金烧结中，为了充分发挥初始超细粉体的长处，最关键是要在保证烧结体充分致密的前提下，使WC颗粒在液相烧结期间的粗化降到最小。硬质合金烧结成型就是将粉末压制成坯料，再进烧结炉加热到一定温度（烧结温度），并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的硬质合金材料。
硬质合金烧结过程可以分为四个基本阶段：
1.脱除成形剂及预烧阶段，在这个阶段烧结体发生如下变化：
成型剂的脱除，烧结初期随着温度的升高，成型剂逐渐分解或汽化，排除出烧结体，与此同时，成型剂或多或少给烧结体增碳，增碳量将随成型剂的种类、数量以及烧结工艺的不同而改变。
粉末表面氧化物被还原，在烧结温度下，氢可以还原钴和钨的氧化物，若在真空脱除成型剂和烧结时，碳氧反应还不强烈。粉末颗粒间的接触应力逐渐消除，粘结金属粉末开始产生回复和再结晶，表面扩散开始发生，压块强度有所提高。
2.固相烧结阶段（800℃--共晶温度）
在出现液相以前的温度下，除了继续进行上一阶段所发生的过程外，固相反应和扩散加剧，塑性流动增强，烧结体出现明显的收缩。
3.液相烧结阶段（共晶温度--烧结温度）
当烧结体出现液相以后，收缩很快完成，接着产生结晶转变，形成合金的基本组织和结构。
4.冷却阶段（烧结温度--室温）
在这一阶段，合金的组织和相成分随冷却条件的不同而产生某些变化，可以利用这一特点，对硬质合金进行热处理以提高其物理机械性能。
3.2.2 烧结方法简介及其性能
WC-Co硬质合金传统的制备方法是通过W粉和C粉在1400℃-1600℃固相反应生成WC，然后与Co粉混合球磨、冷压成型，最后经液相烧结致密化。这种制备方法得到的合金晶粒一般在1μm-10μm，存在脆性大、加工软化等问题。调整WC/Co组分虽可改善最终零件的某些性能，例如：增加WC含量会提高零件的硬度、增加耐磨性和耐腐蚀性，增加Co含量可提高强度、韧性和改善加工性能。然而，长期以来一直难以在提高硬度的同时提高强度和韧性。为了解决传统硬质合金这一矛盾，最有效的方法是将晶粒细化，制备纳米硬质合金材料。当WC晶粒进入纳米尺度时，硬质合金的硬度、韧性、耐磨性、抗热震性、热导率及抗氧化性均能得到显著提高，并且烧结温度降低。制备具有纳米结构的硬质合金首先需要制备纳米WC粉和纳米WC-Co复合粉末，其方法主要有喷雾转化工艺、原位渗碳还原法、机械合金化法等。要真正发挥纳米WC的作用，成功制备纳米硬质合金，关键还在于控制烧结过程中WC晶粒的长大。此外，采用纳米粉末压制的压坯空隙较大，如果烧结时致密化程度不高，将影响制品的最终性能。因此，烧结时除要求纳米WC保持原有的细晶粒外，还要求通过烧结来达到致密化的目的。为抑制烧结过程中WC晶粒长大，采取的方法有添加少量晶粒长大抑制剂、微波烧结、冲击波固结及磁场辅助烧结（如等离子活化烧结、动力学磁场成型）、超高压烧结等[7]。
采用真空烧结机械合金化制备的纳米晶WC-10Co复合粉末，孔隙度、烧结温度、烧结时间、改性ZrO2纳米粉体对样品性能有影响。孔隙度随烧结温度的增加和烧结时间的延长而不断减小。在1325℃烧结15min的条件下，样品的相对密度达到了98.6%。烧结温度的升高和时间的增加都会使样品的硬度先增加后降低。在1325℃，15min的烧结条件下可获得硬度为22950MPa的超细晶粒硬质合金。改性ZrO2纳米粉体能够有效降低烧结温度，促进烧结致密化，抑制WC晶粒长大的作用明显，可以显著提高烧结合金的性能[8]。
添加剂对超细硬质合金的显微组织、硬度和抗弯强度（TRS）有影响，含一定比例VC/Cr3C2添加剂的合金具有更均匀的显微组织和优异的的力学性能。当添加剂含量（质量分数）为0.5%VC/0.2%Cr3C2时，1430℃烧结制备的WC-12Co 超细硬质合金的抗弯强度达3786Mpa，硬度达91.7HRA。VC添加剂对WC晶粒的连续长大和非连续长大的抑制作用比Cr3C2添加剂更有效。此外，当烧结温度较高时，VC/Cr3C2添加剂对WC晶粒长大的抑制效果更明显。VC和Cr3C2添加剂抑制WC晶粒长大的作用机理为：VC和Cr3C2添加剂降低了WC相在粘结相中的过饱和度，从而降低烧结温度下粘结相中WC相溶解-析出过程的驱动力，起到阻碍WC晶粒长大的作用[9]。
微波烧结工艺以及升温速度对WC-11.5Co硬质合金的致密度、显微组织、硬度（HRA）有影响。微波烧结的硬质合金样品致密化速度快、组织细小均匀，具有更为优异的硬度、抗弯强度、冲击韧性以及耐磨损、耐腐蚀性能。微波烧结能够快速制备高致密度、高硬度的WC-11.5Co硬质合金，该合金硬度HRA值达到89.5，高于常规烧结的87.6和牌号为YG11C产品的硬度指标。升温速度在10.4-61.9℃/min范围内，微波烧结硬质合金的致密度、硬度以及显微组织受升温
速度影响较小，硬度（HRA）分布在88.5-89.5之间[10]。
采用放电等离子烧结（SPS）技术制备纳米WC-10%Co-0.8%VC硬质合金，得到晶粒均匀、机械性能优异的烧结体。SPS特殊的直流脉冲电压使烧结中蒸发-凝固、塑性流动、表面扩散等过程得到加强，使制品在低温下快速致密，有效抑制了晶粒的长大，如在1200℃烧结5min的制品平均晶粒尺寸<100nm。与真空烧结相比，SPS可以使制品在低温、短时间内获得高密度、高硬度，如1300℃烧结3min，制品相对密度达97.7%，HV30比相同烧结温度下真空烧结30min的相对密度92.8%的制品高近16.4%。SPS烧结温度降低至1200℃，虽然密度有所降低，但HV30和K IC分别提高了15.4%和12.2%[11]。
采用纳米碳化钒（V8C7）粉末作为晶粒抑制剂及放电等离子烧结（SPS）方式制备超细WC基硬质合金。X射线衍射结果表明：超细WC基硬质合金主要由WC和Co3C两相组成，随着温度的升高，WC的衍射峰逐渐向小角度偏移。扫描电镜结果表明：SPS和纳米V8C7粉末对超细WC基硬质合金的微观组织具有重要影响。SPS使超细WC基硬质合金在较低温度下（1200℃）实现致密化；纳米V8C7粉末可以有效抑制超细WC基硬质合金中WC的晶粒长大，1200℃时WC的晶粒尺寸约500nm。力学性能结果表明：1200℃时超细WC基硬质合金具有较高的性能（相对密度99.5%，洛氏硬度93.2，断裂韧性12.5MPa·m1/2）[12]。
采用亚微米WC粉和纳米Co粉以及亚微米WC粉和微米Co粉的混合粉末作为原料，利用放电等离子烧结（SPS）技术制备超细晶WC-10Co硬质合金。对比研究表明，以两种混合粉末为原料均获得了平均晶粒尺寸约为200nm的超细硬质合金材料。其中，采用微米Co粉制备的材料的相对密度达到98.0%以上，硬度HRA达到94.5，断裂韧性达到13.5MPa·m1/2，具有优良的综合性能；而采用纳米Co粉制备的硬质合金的组织均匀性和性能较差[13]。
采用不同粒度的WC粉与超细Co粉混合得到初始粉末，利用直接放电等离子烧结（SPS）技术和一种包括真空预处理和SPS烧结的新制备方法，研制超细晶WC-Co硬质合金块体。结果表明，两种不同粒度匹配的混合粉末经真空预处理后SPS烧结得到的试样较直接SPS烧结试样的硬度稍有降低，但断裂韧性得到提高，尤其是抗拉强度得到显著提高。对试样显微组织和性能分析表明：混合粉末的真空预处理工艺对SPS烧结WC-Co硬质合金具有重要作用：去除混合粉末吸附气体，消除Co池，同时保证WC晶粒不发生明显长大[14]。
以WO3+14.5%C的混合粉作为原始粉末，采用放电等离子烧结（SPS）在不同温度下烧结保温3min，直接一步合成致密WC硬质合金。借助于X射线光电子能谱（XPS）分析了合成样品的元素价态变化，结果表明：随着烧结温度的升高，样品中的W元素的价态逐步由氧化态的W+6，W+5，W+4过渡到单质W0+和碳化物态的W+2；而样品中的碳元素价态却逐步由单质碳转变为化合态，氧化物态的晶格氧强度逐渐降低，以碳氧键存在吸附的氧强度逐渐增强。XPS分析结果表明，在SPS原位合成中，WO3首先被碳还原，并经历了一系列中间钨氧化物状态后得到金属钨，然后金属钨进一步发生碳化反应最终形成WC[15]。
采用注射成形-溶剂脱脂-“一步热脱脂+烧结”工艺制备了硬质合金。系统研究了一步热脱脂气氛和烧结工艺对合金性能的影响。结果表明：溶剂脱脂率控制在55%-58%时，通过“一步氢气热脱脂+气压烧结”可以有效解决合金的控碳难和致密度低的问题。制备出的YG10X硬质合金制品抗弯强度达2690MPa，比常规模压-烧结法制备的合金性能大大提高。其硬度、钴磁、矫顽力控制在正常范围之内，他们分别是：维氏硬度为1320Mpa，钴磁为8.6%，矫顽力为12.5KA·m-1[16]。
4 硬质合金的应用
硬质合金是一种高效的工具材料，由于它具有高硬度、高耐磨性和高强度等一系列优良性能，在世界工业发展中起着举足轻重的作用。随着科学技术的迅猛发展，现代工业对硬质合金的要求越来越高，为了满足这一要求，夺取新的应用领域，减少稀缺金属的用量，许多新产品应运而生，在今后几年里超细硬质合金、氮化钦和碳化钦基硬质合金、新型粘结剂硬质合金、涂层硬质合金、加稀土硬质合金等将会得到更进一步的完善和发展，尤其是超细硬质合金，在加工难于加工的材料中显示出了独特的性能，正日益受到世界各国硬质合金生产厂家与研究机构的重视。随着现代科技的发展，特别是随着超大规模集成电路和计算机技术的发展，传统硬质合金己失去了竞争力，为满足制造微型钻头、精密工模具、特殊刀具、打印针头等的需要，一些国家于80年代中后期研制出了超细晶粒WC硬质合金，如日本住友公司的AFI，德国维迪阿公司的THM一F，THR-F及赫尔特公司的KMF等合金牌号。继1968年瑞典可乐满厂首先研制成功后。这类合金在美国、英国、日本、德国和捷克等国家的工具市场也相继出现。我国于70年代中后期开始了这类合金的研制。人们把WC平均晶粒度小于0.5μm的硬质合金称为超细硬质合金，与传统的合金相比，超细硬质合金不仅具有更高的硬度，而且有更高的强度，也因此被称为“双高”合金。由于超细硬质合金具有优良的性能，一经出现，就解决了一些传统硬质合金不能解决的切削加工问题，同时也满足了电子技术产业迅猛发展对集成电路板钻孔用微型钻头的需求。总之超细硬质合金的研制、开发是当今世界硬质合金的发展方向[17]。
超细硬质合金的出现解决了诸如铸铁、有色金属的精车、精铣和冷硬铸铁、铸钢、硬化钢、铁基和镍基合金以及塑料木材、纸张、复合板等难加工材料的加工问题。特别近年来广泛用于制造集成电路板钻孔用微型钻、精密模具、点阵式打印针等。Co含量在10%以下的超细合金，其耐磨性是普通合金的3 ~ 10倍；Co含量为10%~20%的高钻超细合金，用作电子工业集成电路板的微型钻，其寿命超过不锈钢的50倍。近年来，美国、瑞典、日本、德国等国家相继研制出了许多性能优良的超细硬质合金牌号。迄今为止，超细硬质合金牌号己达90多个。在超细硬质合金的研制与生产方面，日本处于领先地位。日本住友电气公司研制的KFI超细硬质合金，其WC晶粒在0.2~0.3μm之间，抗弯强度高达4900MPa，硬度高达93HRA[18,19]。
5 参考文献
[1]株洲硬质合金厂.硬质合金的使用.北京:冶金工业出版社，1973,1-152
[2]王晓霞.金属切削原理与刀具.北京：航空工业出版社，2000,85
[3]陈华辉，邢建东，李卫.耐磨材料应用手册.北京：机械工业出版社，2006,317-324
[4]刘寿荣.WC-Co合金的相.中国有色金属学报，1993,3(3)：69—74
[5]张卫兵.WC、Co的质量对超细硬质合金性能影响的研究.硬质合金，2003,20(3)：15
[6]邵刚勤.超细晶粒WC硬质合金的研制动态.武汉工业大学学报，1999, 21(6): 07-10
[7]朱丽慧，马学鸣，雷景轩等.纳米硬质合金的研究进展.稀有金属材料与工程，2004,33（4）：349-352
[8]曹顺华，李炯义，林信平等.纳米晶WC-10Co硬质合金复合粉末的烧结行为及
性能.稀有金属材料与工程，2005,34（11）：1704-1706
[9]雷贻文，孙荣禄，吴恩熙等.VC/Cr3C2添加剂对超细硬质合金组织及性能的影响.稀有金属材料与工程，2009,38（zl）：229-232
[10]罗述东，易健宏，彭元东.微波烧结硬质合金工艺的升温速度分析.稀有金属材料与工程，2010,39（5）：820-822
[11]赵海锋，朱丽慧，黄清伟.放电等离子技术快速烧结纳米WC-10%Co-0.8%VC 硬质合金.稀有金属材料与工程，2005,34（1）：82-85
[12]赵志伟，郑红娟，刘颖等.放电等离子烧结制备超细WC基硬质合金.材料热处理学报，2010,31（8）
[13]赵世贤，宋晓艳，张久兴等.原料粉末粒径匹配对放电等离子烧结制备的超细WC-Co硬质合金性能的影响.金属学报，2007,43（1）
[14]赵世贤，宋晓艳，王明胜等.预处理工艺对放电等离子烧结超细晶WC-Co硬质合金组织和性能的影响.稀有金属材料与工程，2010,39（5）：896-900
[15]张久兴，张国珍，张利平等.氧化钨/碳SPS原位合成WC硬质合金的XPS研究.稀有金属材料与工程，2006,35（6）：937-940
[16]范景莲，廖雪松，成会朝等.“一步热脱脂+烧结”工艺对注射成形硬质合金显微结构与性能的影响.稀有金属材料与工程，2008,37（12）：2236-2238
[17]谢海根，易丹青，黄道远等.超细晶硬是合金的制备.稀有金属与硬质合金，2007,35 (4): 14-17
[18]张愈祖，周建华，卢伟民.国内外矿用硬质合金研究的新进展.凿岩机械气动工具，2004, 2.3034
[19]Purnesh Seegopaul .Nanodyne Advances Ultrafine WC-Co Powders .Metal Powder Report, 1996, (4):17-21
硬质合金发展简史
硬质合金发展简史 2008-04-11 12:48 自1923年硬质合金作为一种重要的工具材料和结构材料问世以来，至今已有八十多年的历史。 十九世纪末叶，人们为了寻找新的材料来取代高速钢，以进一步提高金属切削速度、降低加工成本和解决灯泡钨丝的拉拔等问题，开始了对硬质合金的研究。 早期的工作主要是着眼于各种难熔化合物，特别是碳化钨的研究。从1893年以来，德国科学家就利用三氧化钨和糖在电炉中一起加热到高温的方法制取出碳化钨，并试图利用其高熔点、高硬度等特性来制取拉丝模等，以便取代金刚石材料，但由于碳化钨脆性大，易开裂和韧性低等原因，一直未能得到工业应用。 进入二十世纪二十年代，德国科学家Karl Schroter研究发现纯碳化钨不能适应拉拔过程中所形成的激烈的应力变化，只有把低熔点金属加入WC中才能在不降低硬度的条件下，使毛坯具有一定的韧性。经过一年时间的努力。Schroter于1923年首先提出了用粉末冶金的方法，即将碳化钨与少量的铁族金属（铁、镍、钴）混合，然后压制成型并在高于1300℃温度下于氢气中烧结来生产硬度合金的专利。他在专利中提出的工艺，实质上就是今天许多厂仍在采用的WC—Co硬质合金生产工艺。1923年德国的krupp公司正式成批生产这种合金，并以widia（类似金刚石）的商标在市场上销售。随后美国、奥地利、瑞典、日本、原苏联和其他一些国家也相继生产硬质合金，于是硬质合金生产技术开始得到迅速发展。 起初，人们以为WC—Co硬质合金能加工各种材料，但很快发现，在加工钢材时，这种合金很容易因扩散磨损而损坏。1929年还是德国科学家研究发现，用两种以上的碳化物组成的固溶体比用单一的碳化物作为硬质合金的基体更为优越，并提出了有关固溶体应用的专利。同年，德国的krupp公司开始生产WC—TiC—Co的合金。1932年美国根据schroter及其同事专利，也研究出WC—TiC—Co合金。不久科学家又研究出WC—TiC—TaC—Co合金，从而使钢材加工问题得到妥善解决。
硬质合金刀具新技术研究进展
第25卷第1期2010年2月 Vol．25，No．1 Feb ．2010 China Tungsten Industry 收稿日期：2009－12－24基金项目：科技部支持项目（2009ZX04012-023）：高效可转位刀具系列及超硬工具的研究及产业化作者简介：李力（1984-） ，男，河南洛南人，硕士研究生，从事粉末冶金制备硬质合金刀具方面的研究。文章编号：1009－0622(2010)01－0045-05 硬质合金刀具新技术研究进展 李 力，栾道成，胡 涛，张崇才 （西华大学，四川成都610039） 摘要：随着硬质合金研究的进展，硬质合金刀具已在越来越多的领域代替常规刀具材料。笔者从硬质合金刀具的 性能和应用、 烧结技术、及表面加工等方面，综合评述了近年来国内外硬质合金刀具新技术的研究成果。关键词：硬质合金刀具；烧结技术；表面加工 中图分类号：TG135+.5 文献标识码：A 0引言 随着加工工业的发展，现代刀具材料向着高精度、高速切削、干式切削和降低成本等方向发展[1]。硬质合金以其优良的性能正在更多的场合替代其他的刀具材料。它是由难熔金属化合物和金属黏结剂经粉末冶金方法制成的工具材料。其硬度为HRA 89~94， 远高于高速钢，且具有化学稳定性好、耐热性高等优点。据文献[2]报道，发达国家90%以上的 车刀和55%以上的铣刀都采用硬质合金材料，而且比重仍在增加。另外， 硬质合金也用来制造钻头、端铣刀。作为加工硬齿面的中、大模数齿轮刀具和铰刀、立铣刀、拉刀等复杂刀具也日益增多。 1新型硬质合金刀具 现阶段国内外比较常用的硬质合金刀具采用的 是WC 基硬质合金， 近年来又出现了TiC （N ）基硬质合金、超细晶粒硬质合金、涂层硬质合金等刀具新品种[3]。 1.1 碳（氮）化钛基硬质合金刀具 这类硬质合金是以TiC （N ）为主要成分的TiC （N ）-Ni-Mo 合金（金属陶瓷）。它的硬度高（HRC 可达到94~95）、耐磨性好且高速切削钢料时磨损率低。此外，它的抗氧化性好、耐热性好（1000℃以上也可以加工）、化学性能稳定。可以用来制造高速精加工用的刀具材料，填补了WC 基硬质合金和陶瓷刀具材料的空白。钨资源在世界多数国家比较匮乏， 随着钨资源的短缺，研发少含或不含钨的刀具材料有重要的战略意义[4]。TiC （N ）基硬质合金已经有接近陶瓷材料的硬度和耐热性，而韧性又远远超过陶瓷材料。这种硬质合金用Ni 作为粘结剂，并加入Mo 或MoC 2。人们把TiC 基和TiCN 基硬质合金称为金属陶瓷[5]。 金属陶瓷刀具的不足之处主要是韧性不够高和切削刃抗塑性变形的能力不够强，因此不适用于粗加工，也不适于淬硬钢和冷硬铸铁等硬脆材料的加工。近年来， 为了增加金属陶瓷材料的韧性，很多学者进行了相关研究，并取得了一定的成效。以日本京瓷（Kyocera ）公司的产品为例，说明金属陶瓷刀具材料的新发展：发展和使用了TiCN-NbC 和TiC-TiN 基金属陶瓷，其性能进一步提高；发展了超细晶粒金属陶瓷，其平均晶粒为0.6μm ，抗弯强度达到2.5Gpa ； 发展了涂层金属陶瓷，采用PVD 涂层技术， 涂层用TiAlN 材料，性能高于无涂层者。1.2 超细晶粒硬质合金刀具 文献[6-7]的研究表明：当WC 晶粒度足够小 （≤0.5μm ），及达到超细晶粒尺度时，硬质合金的硬度和强度都可以得到较大的提升，达到高硬度和高强度的统一。超细晶粒硬质合金是一种高硬度、高强度和高耐磨性兼备的硬质合金，它的WC 粒度一般为0.1~0.2μm 以下，大部分在0.5μm 以下，是普通硬质合金WC 粒度的几分之一到几十分之一。具有
硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路【深度解读】
硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路【深度解读】
内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 材料、结构和几何形状是决定刀具切削性能的三要素，其中刀具材料的性能起着关键性作用。国际生产工程学会(CIRP)在一项研究报告中指出：“由于刀具材料的改进，允许的切削速度每隔10年几乎提高一倍”。刀具材料已从20世纪初的高速钢、硬质合金发展到现在的高性能陶瓷、超硬材料等，耐热温度已由500——600℃提高到1200℃以上，允许切削速度已超过1000m/min，使切削加工生产率在不到100 年时间内提高了100多倍。因此可以说，刀具材料的发展历程实际上反映了切削加工技术的发展史。 常规刀具材料的基本性能 1) 高速钢 1898 年由美国机械工程师泰勒(F.W.Taylor)和冶金工程师怀特(M.White)发明的高速钢至今仍是一种常用刀具材料。高速钢是一种加
入了较多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，其含碳量为0.7%——1.05%。高速钢具有较高耐热性，其切削温度可达600℃，与碳素工具钢及合金工具钢相比，其切削速度可成倍提高。高速钢具有良好的韧性和成形性，可用于制造几乎所有品种的刀具，如丝锥、麻花钻、齿轮刀具、拉刀、小直径铣刀等。但是，高速钢也存在耐磨性、耐热性较差等缺陷，已难以满足现代切削加工对刀具材料越来越高的要求；此外，高速钢材料中的一些主要元素(如钨)的储藏资源在世界范围内日渐枯竭，据估计其储量只够再开采使用40——60年，因此高速钢材料面临严峻的发展危机。 2) 陶瓷 与硬质合金相比，陶瓷材料具有更高的硬度、红硬性和耐磨性。因此，加工钢材时，陶瓷刀具的耐用度为硬质合金刀具的10——20倍，其红硬性比硬质合金高2——6倍，且化学稳定性、抗氧化能力等均优于硬质合金。陶瓷材料的缺点是脆性大、横向断裂强度低、承受冲击载荷能力差，这也是近几十年来人们不断对其进行改进的重点。 陶瓷刀具材料可分为三大类：①氧化铝基陶瓷。通常是在Al2O3基体材料中加入TiC、WC、ZiC、TaC、ZrO2等成分，经热压制成复合陶瓷刀具，其硬度可达93——95HRC，
浅析WC-Co硬质合金研究现状
浅析WC-Co硬质合金研究现状 字数：2834 来源：中国科技博览2013年31期字体：大中小打印当页正文[摘要]我国一直以来是硬质合金的生产和消费的大国；硬质合金的产量从2003年开始一直稳居世界第一位，我国硬质合金产量达到了整个硬质合金市场产量的20%-30%。但是现阶段我国并不是硬质合金的生产强国，这主要是由于我国硬质合金产品方面的结构和技术含量以及一些附加值都落后于国外将近10年以上。这使得我国硬质合金生产主要集中在低档合金产品的生产，而高性能合金的技术和产品很少。这种情况也为我国发展超细晶硬质合金技术提出了严峻的挑战。 [关键词] WC-Co硬质合金烧结 中图分类号：TQ172.6+21.9 文献标识码：TQ 文章编号：1009―914X （2013）31―0607―01 1 WC-Co硬质合金概述 WC-Co硬质合金有着“工业的牙齿”之称，其具有很好的高硬度和抗压强度以及耐磨蚀性和高硬度，在工业上面经常用于高压容器的柱塞和合成金刚石的顶锤和裁纸刀等，在军工、精密仪器和矿山工具、冶金等领域有着非常重要的地位。航天、军工、精密仪器等行业技术上的迅猛突破，造成WC-Co硬质合金难以跟上这些行业的发展。因此，能够生产出同时具有高强度和高硬度的纳米复合硬质合金材料的发展变得尤为重要，这样高性能的硬质合金在点阵打印机枕头和
微型钻头和难加工材料道具上面有这广发的应用，有着很大的商业利益。 WC晶粒长大直接决定着硬质合金的性能，要想有效的在纳米硬质合金中控制WC晶粒长大，主要关键是对粉末制备额和烧结过程的控制，以及其原始粉末的尺寸。通常，纳米硬质合金需要的WC粉末明显的要细于常规的WC粉末。这样，粉末在烧结过程中才能把其能力释放出来，才能使得其快速致密化以及晶粒能够在很短时间内长大。如何使得晶粒致密化同时防止晶粒过度长大，这需要在烧结过程中增加相应的抑制剂，或者用的烧结方法，比如压力和电磁等方法来控制晶粒长大。因此，现在关于硬质合金的研究主要在纳米粉末的制备和烧结中如何抑制晶粒长大以及烧结工艺等方面。 2 WC-Co硬质合金烧结技术的研究现状 烧结主要是通过加热让微细粉体结成颗粒，然后通过物质不断把粉状体变成高密度的物体的过程。烧结是直接关系到硬质合金产品的性能和品质，并且是硬质合金生产当中最后一道工序。烧结工序和装备的选择会直接关系到烧结产品的品质。通常对于硬质合金有以下几种烧结方法： 2.1 真空烧结 真空烧结用于硬质合金生产开始于上个世界的30年代，到了60年代才取得较大的进展。真空烧结主要是通过负压的气体介质来烧结压制。 真空烧结有着下面的优点：第一，在真空状态下可以有效的改烧一些硬质合金的润湿性，特别是对一些含有Tic的P类和M类合金最显著。第二，硬质合金在真空情况下烧结可以有效的排除合金中的气体杂质。第三，炉内氢气稳定，产品不易渗透和脱碳，同时真空烧结的产品不用调料隔开和保护，产品表面没有沉积物。
硬质合金生产厂家硬是合金企业十大
硬质合金生产厂家 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 1株洲硬质合金集团有限公司 我国硬质合金生产企业和行业企业。前身是株洲硬质合金厂，是我国“一五”期间建设的156项重点工程之一，也称601厂。1954年筹建，1958年投产。主要生产金属切削工具、矿山及油田钻探采掘工具、硬质材料、钨钼制品、钽铌制品、稀有金属粉末制品等六大系列产品。目前是我国基础好、产量大、质量优、技术精、装备高、品牌响的硬质合金生产企业。 2自贡硬质合金有限责任公司 隶属于五矿集团。自硬始建于1965年，也称764厂，是中国自主创建的大型硬质合金和钨钼制品生产企业。公司拥有从钨钼冶炼到硬质合金、钨钼制品及其工具配套，融研发、生产、营销于一体的完整生产体系，现有硬质合金、硬面材料、钨钼制品三大专业产品研发制造基地。其硬质合金产品之品牌为“长城”牌。 3厦门金鹭特种合金有限公司 厦门金鹭是大型上市公司「厦门钨业」旗下的骨干企业，成立于1989年，是一家国家级高新技术企业，是由世界硬质合金公司日本联合材料和瑞典山特维克合股的中外合资企业。公司拥有从钨粉末、硬质合金到深加工刀具的完整产业链，是世界大的钨粉、碳化钨粉供应商和出口商；是高品质硬质合金及其精密切削工具的制造商。 厦门金鹭投资总额为人民币18亿元，拥有年产9000吨钨粉/碳化钨粉、4000吨硬质合金制品，800万支硬质合金整体刀具、4000万支PCB微型刀具和1000万片数控刀片的综合生产能力。“金鹭”牌系列产品以优良的品质和完善的服务享誉国内外，客户遍布全球四十多个工业发达国家和地区。 除厦门金鹭外，厦钨集团涉及硬质合金生产的核心企业还有「九江金鹭」和「洛阳金鹭」。4崇义章源钨业股份有限公司
硬质合金的简介
硬质合金 一．概述 硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。 硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。 硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。 二．特点和用途 1.硬质合金被誉为“工业牙齿”，用于制造切削工具、刀具、钴具和耐磨零部件，广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域，硬质合金还可用来制作凿岩工具、采掘工具、钻探工具、测量量具、耐磨零件、金属磨具、汽缸衬里、精密轴承、喷嘴、五金模具（如拉丝模具、螺栓模具、螺母模具、以及各种紧固件模具，硬质合金的优良性能逐步替代了以前的钢铁模具）。 2.硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性：硬度高（86～93HRA，相当于69～81HRC）；热硬性好（可达900～1000℃，保持60HRC）；耐磨性好。 硬质合金刀具比高速钢切削速度高4～7倍，刀具寿命高5～80倍。制造模具、量具，寿命比合金工具钢高20～150倍。可切削50HRC左右的硬质材料。 但硬质合金脆性大，不能进行切削加工，难以制成形状复杂的整体刀具，因而常制成不同形状的刀片，采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。 三．分类 1.钨钴类硬质合金 主要成分是碳化钨（WC）和粘结剂钴（Co）。 其牌号是由“YG”（“硬、钴”两字汉语拼音字首）和平均含钴量的百分数组成。 例如，YG8，表示平均WCo=8%，其余为碳化钨的钨钴类硬质合金。 一般钨钴类合金主要实用于：硬质合金刀具、模具以及地矿类产品。
硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路
硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路 作者：佚名来源：不详发布时间：2008-11-21 23:35:38 发布人：admin 减小字体增大字体 材料、结构和几何形状是决定刀具切削性能的三要素，其中刀具材料的性能起着关键性作用。国际生产工程学会(CIRP)在一项研究报告中指出：“由于刀具材料的改进，允许的切削速度每隔10年几乎提高一倍”。刀具材料已从20世纪初的高速钢、硬质合金发展到现在的高性能陶瓷、超硬材料等，耐热温度已由500～600℃提高到1200℃以上，允许切削速度已超过1000m/min，使切削加工生产率在不到100 年时间内提高了100多倍。因此可以说，刀具材料的发展历程实际上反映了切削加工技术的发展史。 常规刀具材料的基本性能 1) 高速钢 1898 年由美国机械工程师泰勒(F.W.Taylor)和冶金工程师怀特(M.White)发明的高速钢 至今仍是一种常用刀具材料。高速钢是一种加入了较多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，其含碳量为0.7%～1.05%。高速钢具有较高耐热性，其切削温度可达600℃，与碳素工具钢及合金工具钢相比，其切削速度可成倍提高。高速钢具有良好的韧性和成形性，可用于制造几乎所有品种的刀具，如丝锥、麻花钻、齿轮刀具、拉刀、小直径铣刀等。但是，高速钢也存在耐磨性、耐热性较差等缺陷，已难以满足现代切削加工对刀具材料越来越高的要求；此外，高速钢材料中的一些主要元素(如钨)的储藏资源在世界范围内日渐枯竭，据估计其储量只够再开采使用40～60年，因此高速钢材料面临严峻的发展危机。 2) 陶瓷 与硬质合金相比，陶瓷材料具有更高的硬度、红硬性和耐磨性。因此，加工钢材时，陶瓷刀具的耐用度为硬质合金刀具的10～20倍，其红硬性比硬质合金高2～6倍，且化学稳定性、抗氧化能力等均优于硬质合金。陶瓷材料的缺点是脆性大、横向断裂强度低、承受冲击载荷能力差，这也是近几十年来人们不断对其进行改进的重点。 陶瓷刀具材料可分为三大类：①氧化铝基陶瓷。通常是在Al2O3基体材料中加入TiC、WC、ZiC、TaC、ZrO2等成分，经热压制成复合陶瓷刀具，其硬度可达93～95HRC，为提高韧性，常添加少量Co、Ni等金属。②氮化硅基陶瓷。常用的氮化硅基陶瓷为Si3N4+TiC+Co复合陶瓷，其韧性高于氧化铝基陶瓷，硬度则与之相当。③氮化硅—氧化铝复合陶瓷。又称为赛阿龙(Sialon)陶瓷，其化学成分为77%Si3N4+13%Al2O3，硬度可达1800HV，抗弯强度可达1.20GPa，最适合切削高温合金和铸铁。 3) 金属陶瓷 金属陶瓷与由WC构成的硬质合金不同，主要由陶瓷颗粒、TiC和TiN、粘结剂Ni、Co、M o等构成。金属陶瓷的硬度和红硬性高于硬质合金，低于陶瓷材料；其横向断裂强度大于
硬质合金的质量影响因素研究与对策
硬质合金的质量影响因素研究与对策 摘要：通过对硬质合全的发展历程的简要介绍，分析了我囯硬质合全产业发展 现状，探讨了发展过程中存在的问题与不足，同时展望了我囯硬质合全今后的发 展方向。 关键词：硬质合金；问题；发展现状；对策 引言： 硬质合金是一种以微米级难熔金属化合物（WC、TaC、TiC、NbC等）粉末为 基体，并引入过渡金属（Co,Fe，Ni）为烧结粘结相，通过调整材料体系配方、压 制成型，并在一定保护气氛下经高温烧结等粉末冶金方法制备的一种金属陶瓷材料。日常生活中，我们通常所指的硬质合金是WC基金属陶瓷，该材料具有较高 速钢更高的耐磨性与红硬性，以及较超硬材料更佳的韧性，被广泛应用于切削工具、工程机械、耐磨耐腐零件、石油矿山钻具等国民经济的各大领域，被誉为“工业的牙齿”。 硬质合金作为20世纪初的一种新兴材料，是由德国人Schroter于1923年用 传统粉末冶金方法发明制造的，并申请发明专利[1]。到1926年，德国Kmpp公 司开始规模化生产一种WC-Co的硬质合金，该材料具有高强度、高硬度、高弹性 模量、耐磨损、耐腐蚀、具有低热膨胀系数以及高化学稳定性，后来将其命名为“WIDIA”。“WISIA”因其优异的材料特性，逐步发展并应用于生产生活中的多个领域，随后不久在美国、奥地利、瑞典、苏联及日本等国也得到快速发展[2]。经过 几十年的不断发展，硬质合金的材料体系越来越丰富，产品制备的技术含量越来 越高，生产规模也越来越大，出现了一系列世界级的跨国公司，以及国内以株硬 集团、自硬公司和厦门钨业等为代表的一大批优秀民族企业。 1我国硬质合金产业发展现状 1.1产业化趋势渐强，市场规模拓展 在国家以及市政府政策的大力支持下，我国硬质合金产业蓬勃发展。调查显示，2012年，中囯硬质合金产量为2.35万吨，出口近5000吨，销售收人209 亿元，到2015年，整体行业销售收人总额突破人民币1400亿元。 1.2产业政策倾斜，硬质合金产业受重视 政府部门在规划硬质合金产业结构时，将硬质合金引入到了新时期的发展战 略之内，并相继推出了多种产业扶持政策，提高了资金的整体投入力度。如在“十三五”规划中，便着重聚焦硬质合金产品的精深加工等新材料行业，目前对行业产品开发、生产与营销颁布了多项政策，如税收优惠政策、研发政策等[3]。为进一 步提高硬质合金行业的管理力度，政府限制低水平项目重复建设，鼓励企业走高 附加值、高利润率之路，以持续的创新提高生产效率，把企业做大做强。 1.3初步形成以株洲硬质合金集团为代表的产业集群 硬质合金产业的蓬勃发展，市场角逐的促动，以及政府部门恰如其分的引导，使我国逐步建立起了以株洲硬质合金集团为代表的产业聚集区（一下简称株硬）。这些产业集群聚集了包括原料生产、刀具开发、产品销售等方面的多家机构，初 步形成了产业群体和积极创新创业氛围，有力地助推了我国硬质合金产业的发展，拓展了产业的整体规模，强化了产业本身的综合竞争力。 2我国硬质合金产业质量影响因素 2.1企业技术水平较低，无序竞争严重 硬质合金企业盲目发展、低水平重复建设问题严重。据调研结果所示，除株
硬质合金与钨钢有什么区别
清河县润鼎硬质合金刀具有限公司 硬质合金与钨钢有什么区别 钨钢：成品中约含钨18%合金钢,钨钢归于硬质合金，又称之为钨钛合金。硬度为维氏10K，仅次于钻石。正因如此，钨钢的商品（多见的有钨钢手表），具有不易被磨损的特性。常用于车床刀具、冲击钻钻头、玻璃刀刀头、瓷砖割刀之上，坚固不怕退火，但质脆。 硬质合金：归于粉末冶金领域硬质合金又名金属陶瓷是以金属碳化物(WC、TaC,TiC、NbC等)或许金属氧化物（如Al2O3,ZrO2等）为首要成份,参加适量的金属粉末（Co、Cr、Mo、Ni、Fe等）通过粉末冶金方法制成，具有金属某些特质的陶瓷。钴（Co）是用来在合金中起粘结效果的，就是在烧结的过程中，它能把碳化钨（WC）粉末包围并紧紧地粘结在一起，冷却后，就成了硬质合金.（效果相当于混凝土中的水泥）。含量通常：3%--30%碳化钨（WC）是决议此硬质合金或金属陶瓷某些金属性质的首要成份，占总成份
清河县润鼎硬质合金刀具有限公司 70%---97%（分量比）广泛用于耐磨，耐高温，耐腐蚀，工作环境恶劣的零件或刀具，工具的刀头上。 钨钢归于硬质合金，但硬质合金纷歧定是钨钢，如今台湾和东南亚国家的客户喜欢用钨钢这个词，假如跟他们仔细谈深入，就会发现，大部分仍是指硬质合金。 钨钢与硬质合金差异在于：又名高速钢或工具钢，钨钢是用炼钢技术在钢水中参加钨铁作钨的质料熔炼而成的，又名高速钢或工具钢，其钨含量通常在15-25%；而硬质合金是用粉末冶金技术以碳化钨为主体与钴或其它粘结金属一起烧结而成的，其钨含量通常在80%以上。简略的说一切硬度超越HRC65的东西只要是合金都可以叫硬质合金，钨钢只是硬质合金的一种硬度在HRC85到92之间，常被用来做刀的。 硬质合金实业有限公司主要生产，研发硬质合金制品。以近20年领域专业技术，产品质量在国内处于领先水平。
硬质合金基础知识
硬质合金基础知识 1概述 1.1 硬质合金定义 硬质合金是由难熔金属硬质化合物和金属粘结剂经过粉末冶金方法而制成的。其中难熔金属化合物有碳化钨（WC）、碳化钛（TiC)、碳化铌(NbC)、碳化钽(TaC)等。粘结金属有铁（Fe)、钴(Co)、镍(Ni)等。 1.2 硬质合金的性能及用途 硬质合金具有熔点高、硬度高、屈服强度高；良好的耐磨性、导热性、抗腐蚀性、抗氧化性等特殊的优良性能，广泛地应用于切削刀具、耐磨零件、模具材料、矿用齿、石油控制件等方面。 1.3 硬质合金的分类 按照硬质合金的用途，可分为： （1）切削工具：用作各种各样的切削工具。如：焊接刀具、数控刀具、整体硬质合金钻头、PCB等。我国切削工具的硬质合金用量约占整个硬质合金产量的1/3。 （2）矿用工具：主要用于冲击凿岩用钎头，地质勘探用钻头，矿山油田用潜孔钻、牙轮钻以及截煤机截齿，建材工业冲击钻等。我国地矿用硬质合金约占硬质合金生产总量的25%。（3）模具：拉丝模、冷镦模、挤压模、冲压模、拉拔模以及轧辊等。用作各类模具的硬质合金约占硬质合金生产总量的8%， （4）结构零件：如压缩机活塞、车床夹头、磨床心轴、轴承轴颈等。 （5）耐磨零件：如喷嘴、导轨、柱塞、球、轮胎防滑钉、铲雪机板等。 （6）耐高压高温用腔体：顶锤、压缸等制品。 （7）其他用途：如表链、表壳、高级箱包的拉链头、硬质合金商标等。 2. 硬质合金生产流程
3 硬质合金性能与应用 硬质合金性能指标： 包括材质检测和外观尺寸检测。 ?密度D—密度是单位体积重量； ?硬度HRA、HV—表征合金抵抗变形和磨损的能力； ?相对磁饱和Ms%—现代硬质合金生产总碳控制是通过合金的磁饱和来实现的； ?矫顽磁力Hc—主要决定于钴层厚度，同时与钴相分布的均匀性和合金的碳含量有 关； ?抗弯强度TRS—表征合金在弯曲负荷的作用下，试样完全断裂时的极限强度。 ?冲击韧性a k—试样破断时的冲击消耗功与所测试样横截面积之比值。固溶度越大， 冲击韧性越大。 ?金相—微观结构特征和缺陷。微观结构特征包括合金相成份、平均晶粒度和粒度组 成，钴层厚度及其分布。缺陷包括孔隙度，夹杂，聚晶、夹粗、混料、钴池、渗碳、脱碳等。 ?尺寸——主要指合金的尺寸以及形位公差。 ?外观——主要指合金的外观颜色、缺口、掉边、凹坑等等。 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！
硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路【深度解读】
内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 材料、结构和几何形状是决定刀具切削性能的三要素，其中刀具材料的性能起着关键性作用。国际生产工程学会(CIRP)在一项研究报告中指出：“由于刀具材料的改进，允许的切削速度每隔10年几乎提高一倍”。刀具材料已从20世纪初的高速钢、硬质合金发展到现在的高性能陶瓷、超硬材料等，耐热温度已由500——600℃提高到1200℃以上，允许切削速度已超过1000m/min，使切削加工生产率在不到100 年时间内提高了100多倍。因此可以说，刀具材料的发展历程实际上反映了切削加工技术的发展史。 常规刀具材料的基本性能 1) 高速钢 1898 年由美国机械工程师泰勒(F.W.Taylor)和冶金工程师怀特(M.White)发明的高速钢至今仍是一种常用刀具材料。高速钢是一种加入了较多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，其含碳量为0.7%——1.05%。高速钢具有较高耐热性，其切削温度可达600℃，与碳素工具钢及合金工具钢相比，其切削速度可成倍提高。高速钢具有良好的韧性和成形性，可用于制造几乎所有品种的刀具，如丝锥、麻花钻、齿轮刀具、拉刀、小直径铣刀等。但是，高速钢也存在耐磨性、耐热性较差等缺陷，已难以满足现代切削加工对刀具材料越来越高的要求；此外，高速钢材料中的一些主要元素(如钨)的储藏资源在世界范围内日渐枯竭，据估计其储量只够再开采使用40——60年，因此高速钢材料面临严峻的发展危机。 2) 陶瓷
硬质合金牌号、性能及用途【完整版】
硬质合金牌号、性能及用途【完整版】 硬质合金是以一种或几种难熔碳化物（碳化钨、碳化钛等）的粉末为主要成分，加入作为粘接剂的金属粉末（钴、镍等），经粉末冶金法而制得的合金。它主要用于制造高速切削刃具和硬、韧材料切削刃具，以及制作冷作模具、量具和不受冲击、振动的高耐磨零件。 硬质合金的特点 （1）硬度、耐磨性和红硬性高 硬质合金常温下硬度可达86~93HRA，相当于69~81HRC。在900~1000℃能保持高硬度，并有优良的耐磨性。与高速工具钢相比，切削速度可高4~7倍，寿命长5~80倍，可切削硬度高达50HRC的硬质材料。 （2）强度、弹性模量高 硬质合金的抗压强度高达6000MPa，弹性模量为（4~7）×105MPa，都高于高速钢。但其抗弯强度较低，一般为1000~3000MPa。 （3）耐蚀性、抗氧化性好 一般能很好地抗大气、酸、碱等腐蚀，不易氧化。 （4）线膨胀系数小 工作时，形状尺寸稳定。 （5）成形制品不再加工、重磨 由于硬质合金硬度高并有脆性，所以粉末冶金成形烧结后不再进行切削加工或重磨，特需再加工时，只能采用电火花、线切割、电解磨削等电加工或专门的砂轮磨削。通常由硬质合金制成的一定规格的制品，采用钎焊、粘接或机械装夹在刀体或模具体上使用。 常用硬质合金 常用硬质合金按成分和性能特点分为三类：钨钴类、钨钛钴类、钨钛钽（铌）类。生产中应用最广泛的是钨钴类和钨钛钴类硬质合金。 （1）钨钴类硬质合金 主要成分是碳化钨（WC）和钴，牌号用代号YG（“硬”、“钴”两字汉语拼音字首），后加钴含量的百分数值表示。如YG6表示钴含量为6%的钨钴类硬质合金，碳化钨含量为94%。 （2）钨钛钴类硬质合金 主要成分是碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）及钴，牌号用代号YT（“硬”、“钛”两字汉语拼音字首），后加碳化钛含量的百分数值表示。如YT15表示碳化钛含量15%的钨钛钴类硬质合金。 （3）钨钛钽（铌）类硬质合金 这类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合金，主要成分是碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）或碳化铌（NbC）和钴组成。牌号用代号YW（“硬”、“万”两字汉语拼音字首）后加序数表示。 表①常用硬质合金的牌号及化学成分
XX硬质合金有限责任公司生产安全管理办法
南昌硬质合金有限责任公司 生产安全管理办法 第一章安全生产检查制度 第一条全公司各车间、班组应经常开展定期的安全生产大检查。定期检查：全公司性检查每季度一次，生产安全部、各车间每月一 次，工段每周一次，班组每天一次。 第二条各专业部门（设备、基建、消防）每年应组织专业人员对全公司的起重机械、受压容器、电气设施、工业构筑物、防火、防 爆等专业性设备、设施以及场所进行安全检查。 第三条检查方式：自查与互查、专业查与群众查、重点查与全面查相结合。 第四条检查内容：应按上级文件精神，并结合本公司实际情况，主要是查思想、查纪律、查制度、查领导、查不安全隐患，对查出 的问题要做到定单位、定人员、定措施、定时间给予处理解决。第五条检查后，根据事故隐患和问题，及时下达整改通知单，限期整改。 第六条安全检查要加强领导，发动群众，贯彻管生产必须管安全的原则。各有关职能部门对安全检查的整改措施任务，应协同负责 的整改单位，保证按期完成，不得借故拖延。 第二章安全教育制度
第七条安全生产，教育为先，认真贯彻执行安全生产方针政策，首先必须把安全生产列为企业的头等大事来抓，自觉遵守劳动纪律 严格执行各项安全生产规章制度，确保职工在生产过程中的安 全与健康，促进生产的发展。为此，特制定本制度。 第八条三级安全教育 （一）凡新入公司的职工（包括实习代培人员）在工作前，必须经过公司、车间、班组三级安全教育，方可进入生产工作岗位，并由车间（工段）负责人指定有经验的老工人带领工作2-3个月，熟练本工种操作技术后方可独立工作。 （二）调换工种的职工，也必须经过新工作岗位的安全教育，并由车间（工段）负责人指定有经验的老工人陪同工作半个月以上，待其操作技术熟练后方可独立工作。 （三）三级安全教育的主要内容： 公司一级安全教育：学习上级安全生产文件，本公司安全生产规章制度、经验教训以及各种不安全因素，应注意的事项。 车间一级安全教育：由车间主任或安全员讲解本车间安全生产规章制度、生产工艺流程、设备性能、工作环境、危险因素、注意事项、预防办法、事故安全以及经验教训等，车间安全教育不得少于4小时。 班组一级安全教育：由班组长或班组安全员详细讲解本岗位责任制以及操作顺序、方法、注意事项、应急措施。特别是生产有毒有害（或危险）的工种，要详细介绍清楚。工段（班组）安全教育不得少于8小时。 第九条对特殊工种（电工、锅炉、电焊气焊、压力容器、起重、汽车叉车驾驶等），必须经专业培训，并经考试合格发给操作证后， 才能独立工作。安全生产部门每两年应组织一次特种作业人员
硬质合金
1 硬质合金的概念 硬质合金是以高硬度、耐高温、耐磨的难熔金属碳化物(WC、TiC、CrZC3等)为主要成分，用抗机械冲击和热冲击好的铁族金属(Co、Mo、Ni等)作粘结剂，经粉末冶金方法烧结而成的一种多相复合材料[1]。硬质合金也是由难熔金属硬质化合物（硬质相）和粘结金属经粉末冶金方法制成的高硬度材料[2]。 难熔金属硬质化合物通常指元素周期表第IV、V、VI族中过渡元素的碳化物，氮化物，硼化物和硅化物。硬质合金中广泛使用的是碳化物，主要是碳化钨和碳化钽。这些碳化物的共同特点是：熔点高，硬度高，化学稳定性好，热稳定性好，常温下与粘结金属的相互溶解作用很小等。 粘结金属应当符合下列要求：硬质合金的工作温度(1000℃)下不会出现液相；能较好的润湿碳化物表面；在烧结温度下不与碳化物发生化学反应；本身的物理力学性能较好等。铁族金属及其合金能不同程度地满足上述要求。其中最好的是钴，其次是镍，铁很少单独使用。 钨钴类硬质合金它由WC和Co组成，代号为YG，相当于ISO的K类。我国常用的牌号有YG3，YG3X，YG6，YG6X，YG8等。代号后面的数字为该牌号合金含钴量的百分数，X为细晶粒组织，无X为中晶粒组织。随含钴量增加，材料抗弯强度和冲击韧性增加，但硬度，耐热，耐磨性逐渐下降。YG类硬质合金主要用于加工硬，脆的铸铁，有色金属和非金属材料。一般不宜于加工钢料，因为切钢时切削温度比较高，容易产生粘结与扩散磨损而使刀具迅速钝化。但细晶粒组织的这类合金可用于加工一些特殊硬铸铁，不锈钢，耐热合金，钛合金等材料，因这时切削力大并集中于切削刃附近易崩刃，而YG合金的强度，韧性较好，导热性也不错，能达到良好的效果。在YG类合金中添加少量的TaC（NbC）时，可明显提高合金的硬度，耐磨性，耐热性而不降低韧性，如YG6A，YG8A，（YG813）等牌号[3]。 至今硬质合金经历了飞速的发展，从普通合金到亚微米级(0.5~1μm)晶粒合金，再到超细级(0.1~0.5μm)，以及至今的纳米级(≤0.1um)硬质合金。 2 YG类硬质合金的组成结构 2.1 YG类硬质合金简介 硬质合金的基体由两部分组成：一部分是硬化相；另一部分是粘结金属。硬化相是元素周期表中过渡元素的碳化物，如碳化钨、碳化钛、碳化钽，它们的硬度很高，熔点都在2000℃以上，有的甚至超过4000℃。另外，过渡金属的氮化物、硼化物、硅化物也有类似的特性，也可以充当硬质合金中的硬化相。硬化相的存在决定了合金具有极高硬度和耐磨性。粘结金属一般是铁族金属，常用的是钴和镍。因此，硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。 钨钴类硬质合金（YG）主要成分是碳化钨（WC）和粘结剂钴（Co），即以碳化钨为基体，在其中加入粘结剂钴而形成的硬质合金。常用牌号YG3、YG6、YG8，其中数字表示含钴量的百分率，含钴量愈多，韧性愈好，愈耐冲击和振动，但会降低硬度和耐磨性。钨钴硬质合金品种繁多，按其成分可分为低钴、中钴和高钴合金3类；按其WC晶粒大小可分为微晶粒、细晶粒、中等晶粒和
硬质合金行业现状及分析
硬质合金行业现状及分析 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
中国硬质合金行业现状及分析 内容概述：硬质合金号称“工业牙齿”，因其具有很高的硬度和耐磨性，被广泛应用于工程、机械、汽车、电子等国民经济的各个领域。硬质合金耗钨量约占钨消费量的一半，我国是世界第一钨资源大国，也是世界硬质合金的第一生产... 硬质号称“工业牙齿”，因其具有很高的硬度和耐磨性，被广泛应用于工程、机械、汽车、电子等 国民经济的各个领域。硬质合金耗钨量约占钨消费量的一半，我国是世界第一钨资源大国，也是世界硬质合金的第一生产大国。近几年来，尽管中国生产的中低档硬质合金以其强有力的性价比，逐步占领了世界中低档硬质合金市场，但由于盲目发展和缺乏高技术含量的产品，导致行业整体效益不高，产品档次有待提高。 目前，我国硬质合金工业产能和产量均占到全球的1/3，但实际经济效益却不及外国的一家先进企业。我国硬质合金在国际市场的流通量占流通总量的1/3，但销售额却不及市场总销售额的5%。目前国外几家先进企业产品在中国市场的占有率按重量计算不到国内产量的%，但年销售总额却占中国年销售总额的10%以上。 产业规模不断壮大 日前，在赣州钨业发展战略研讨会上，中国钨业协会硬质合金分会会长林伯颖介绍说，我国硬质合金工业从20世纪50年代起步，比欧美等发达国家晚了大约20年，目前我国硬质合金工业呈现出以下特点： --工业体系逐步完善。中国钨业协会硬质合金分会会长林伯颖日前在赣州钨业发展战略研讨会上介绍说，20世纪80年代初期，世界硬质合金年产量在万吨时，中国硬质合金年产量约5000吨；进入21世纪，世界硬质合金年产量达到了万吨，而我国硬质合金产量已快速增长到万吨，超过世界硬质
硬质合金分类与用途
硬质合金分类与用途 硬质合金分类及用途，直到国家标准正式发布之前，国内相关书本、杂志、资料中表述没有严格规范，通常按合金成份进行分类，用途表述则比较分散。分类 碳化钨基硬质合金：包括WC—Co、WC—TaC—Co、WC—TiC—Co、WC—TiC—TaC—Co、WC—Ti—TaC—NbC—Co等合金，这些合金均以碳化钨为主成份。 碳化钛基或碳氮化钛基硬质合金：通常以TiC或Ti（C、N）为基础成份，以Ni—Mo作粘结剂而组成的一种硬质合金。这类硬质合金近几年又有许多新的进展，如含Ta、W等重金属元素的多元复式碳化物固溶体加入研制高性能Ti（C、N）基金属陶瓷等。 碳化铬基硬质合金：以Cr3C2为基，以Ni或Ni—W等作粘结剂而组成的硬质合金，通常用来作耐磨耐腐蚀零件，近几年还大量用于装饰品部件如表链等。 钢结硬质合金：以TiC或 WC为基，钢作粘结剂而组成的一种硬质合金，是一种可进行机加工和热处理的合金，是介于传统硬质合金与合金钢之间的一种工程材料。 涂层硬质合金：通常指在韧性的碳化钨基硬质合金基体上通过化学气相沉积或物理涂层方法，涂上几微米厚的TiC、TiN、Ti（C、N）、Al2O3之类的硬质化合物而生产的。 用途 硬质合金具有一系列优良性能，用途十分广泛，随着时间推移用途还在不断扩大，主要用途分述如下： 切削工具：硬质合金可用作各种各样的切削工具。我国切削工具的硬质合金用量约占整个硬质合金产量的三分之一，其中用于焊接刀具的占78%左右，用于可转位刀具的占22%左右。而数控刀具用硬质合金仅占可转位刀具用硬质合金的20%左右，此外还有整体硬质合金钻头，整体硬质合金小园锯片，硬质合金微钻等切削工具。
硬质合金牌号及性能
硬质合金牌号及性能 硬质合金牌号及性能 1、如何合理选择硬质合金牌号 硬质合金冷镦模在承受冲击或强冲击的耐磨工作条件下，其共性是要求硬质合金有较好的抗冲击韧性、断裂韧性、疲劳强度、抗弯强度以及良好的耐磨性。通常选用中、高钴和中、粗晶粒合金牌号，常见的如YG15C、YG20C、YL60 、YG25C等。 一般来说，硬质合金的耐磨性，韧性两者关系是矛盾的：耐磨性的提高将导致韧性降低，而韧性的提高又必然导致耐磨性的降低。因此在选用合金牌号时，需根据加工对象及加工工作条件，来满足特定使用要求。 若所选用的牌号在使用中容易产生早期崩裂而损坏，宜选用韧性较高的牌号；若选用的牌号在使用中容易产生早期磨损而损坏，宜选用硬度较高，耐磨性更好的牌号。以下牌号：YG15C、YG18C、YG20C、YL60 、YG22C、YG25C 从左至右，硬度降低、耐磨性降低、韧性提高；反之，则相反。 2、硬质合金冷镦模对设备的要求。 冷镦模在使用过程中应注意：冲压机械应处于良好的工作状态；模具支架的配合座不应有碰伤或倾斜；阴模和冲头的工作端面应保持平衡；在调整设备时，不得用冲头空击硬质合金阴模；冷镦模或挤压模工作时，最好应采用适当的润滑剂。 3、硬质合金冷镦模对被加工零件的要求 被加工材料表面应光滑，无氧化皮、裂纹、划伤等缺陷。表面质量高的材料，
冷镦成型时不易破裂，不容易擦伤模具，零件表面质量好。 4、硬质合金冷镦模制造过程中的注意事项 ①在运输过程中，应避免使硬质合金制品互相碰撞或受到冲击，从而使硬质合金掉边角或产生微裂纹。 ②在磨削加工时，推荐选用树脂结合剂。硬度等级为中软、浓度75%的金刚石砂轮进行加工；加工时进给量不能过大，推荐：粗磨不大于0.02mm，精磨不大于0.01mm；同时应注意充分冷却，,以避免产生加工时应力集中或磨削裂纹。推荐在加工后进行必要的时效处理。 ③不允许对硬质合金制品做冲击性的紧压。 ④经高温镶焊后的硬质合金制品，应缓慢(保温)冷却，不应急(空)冷。 ⑤制造模具过程中，在形状设计上应尽量避免急骤的棱角，因硬质合金对应力集中很敏感，在应力作用下，棱角部位最容易破裂；镶套材料应进行锻造，使材料晶粒细化，组织均匀，以提高镶套的机械性能；在模具材料强度允许的情况下,应尽量采用较大的压配合过盈量.保证硬质合金凹模部分有足够的预应力；同时，在设计硬质合金模的配合过盈量时，要充分考虑到模具工作过程中的发热大小，由于硬质合金材料的膨胀系数小,钢套的线膨胀系数大，模具发热后，原有的压力过盈量可能发生变化，导致硬质合金模的预应力降低，从而产生裂纹。 5、硬质合金冷镦模制造过程中的产生废品的主要原因 ①模坯与模套的固定不够牢固，使用过程中产生松弛。 ②模孔表面抛光质量不佳，冲压金属就会粘附于孔壁上，从而引起冷镦模的早期报废。 ③阴模与冲头的间隙误差大及中心不正，会造成阴模断裂和冲头磨损严重。 ④磨削进给量过大，砂轮硬度过大。引起磨削表面产生裂纹和硬质合金剥落。 ⑤硬质合金凹模不应存在急骤的棱角，因硬质合金对应力集中的敏感性很强，在变形力的作用下，棱角部分最容易产生早期破裂。 ⑥镶套材料未进行锻造，引起组织不均匀，机械性能不好，在热装冷却后，镶套容易开裂。 ⑦上下端面的磨削，在最后一道工序进行时，最好采用电解磨削加工，而不要用导电磨削或机械磨削，因为压配合的镶套内部压力很大，如用导电磨削或机械磨削，粗糙的磨削表面和刀痕处，极易引起应力集中，造成磨削端面的镶套崩裂。 牌号及其力学性能
硬质合金棒材的生产及使用
毕业论文 课题：硬质合金棒材的生产及使用 系部： 专业： 班级： 学号： 姓名：
目录 一、前言 (1) 二、棒材的生产概述 (2) 1、定义及特点 (2) 2、分类及主要用途 (2) 3、型材厂棒材的主要牌号及性能要求 (5) 4、棒材的生产工艺流程 (7) 三、棒材的生产过程及质量控制 (8) 1、混合料制备 (8) 2、成型 (9) 3、烧结 (10) 4、深加工 (10) 四、棒材的质量检查、控制及管理 (14) 1、物理性能及组织结构 (14) 2、外观、尺寸 (15) 五、棒材的使用知识 (17) 六、实习总结 (18)
一、前言 粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。在国民经济和材料科学中有着重要的作用。
二、棒材生产的概述 1、定义及特点 硬质合金用粉末冶金方法生产由难容金属化合物和粘结金属所构成的组合材料。 粉末冶金是一种制取材料和制品的特殊冶金方法，它的基本过程是制备粉末，经过压制成型为一定尺寸的压坯，然后在低于物料基本组元的温度下烧结成所需的成品。 1）硬质合金原料 原料是指其只要组成元素构成制品化学组分的物质，原料绝大多数为固态。根据其在硬质合金中的作用或存在的形式，一般又可分为硬质化合物，粘结金属、改性组元和涂层材料等四大类。 硬质化合物：WC、TiC、TaC、TIiN、HfC、（TiW）C、TiCN、（WTiTa）C、（WTiTa）（CN）等。WC是用得最多的碳化物，其晶粒尺寸通常在0.2 10微米之间，一般根据粒度大小分为很多型号，型材厂的棒材主要为04、06、08型，属于超细颗粒。 粘结金属：Co、Ni、Fe。钴是应用最广泛的粘结金属。 改性组元：VC、Cr3C2，硬质合金制造过程中抑制晶粒长大的添加剂，也是我厂生产超细粒棒材生产过程中抑制晶粒长大效果最明显的。 2）工艺材料 工艺材料指参与制造过程反应或存在于中间产品中但不构成产品成份的物质和虽不直接参加反应但与制品直接接触且对产品质量产生重要影响的物质。工艺材料主要有研磨介质、成型剂、接触材料、保护气体和催化剂等。 3）消耗材料 消耗材料是指与生产设备、工艺过程发生直接关系，但与产品接触不发生明显化学反应的材料，包括环境清洁和劳动保护材料。如：摸学液、切削液、砂轮、碳化硅磨轮、各种润滑油、酒石酸等无心磨深加工常用材料。 2、分类及主要用途 我厂硬质合金棒材作为一种切削工具广泛应用于电子工业、机械加工工业。根据加工行业的不同分为：PCB棒、整体实心工具棒、孔棒。 1）PCB棒按使用条件和材质的不同分为：PCB微钻棒、PCB微铣刀、大头钻