硬质合金刀具材料发展现状与趋势_陶国林
硬质合金发展现状
硬质合金发展现状
在硬质合金的发展现状方面，可以看到以下几个重要的趋势和进展。
首先，硬质合金是一种具有优异硬度和耐磨性能的材料，在众多应用领域中得到广泛应用。
其主要成分是碳化物和金属结合相，通常为钨、钴、钛等。
近年来，随着工业技术的不断发展和进步，硬质合金的应用范围越来越广泛。
其次，硬质合金在机械加工行业中得到了广泛应用。
由于硬质合金具有极高的硬度和耐磨性，使其成为切削工具和磨料等机械加工工具的理想选择。
尤其是在高速切削、高温切削和大规模生产等领域，硬质合金具有得天独厚的优势。
因此，硬质合金的需求量持续增长，市场前景广阔。
第三，随着科学技术的不断进步，硬质合金的研发也取得了重要的突破。
在材料科学、加工技术和工艺改进方面的不断创新，使硬质合金的性能不断提高。
例如，采用纳米晶化技术可以显著提高硬质合金的硬度和强度。
此外，通过优化配方和加工工艺，还可以改善硬质合金的韧性和耐腐蚀性能。
第四，硬质合金在新兴领域中的应用也呈现出不断拓展的趋势。
例如，在航空航天、新能源、生物医疗等领域，硬质合金的应用正逐步扩大。
在航空航天领域，硬质合金可用于制造高温结构零件和航空发动机喷嘴等关键部件；在新能源领域，硬质合金可用于太阳能电池片、风力发电机组等设备。
综上所述，硬质合金在市场需求、研发创新和应用拓展方面均
呈现出蓬勃发展的现状和前景。
随着科学技术的不断进步，相信硬质合金的性能和应用领域还将有更大的突破和发展。
2024年硬质合金市场分析现状
硬质合金市场分析现状1. 硬质合金的概述硬质合金，也称为硬质合金材料，是一种高硬度、高强度的材料，通常由金属碳化物和粉末金属基体组成。
硬质合金因其卓越的耐磨、耐腐蚀、耐高温和高抗断裂性能，广泛应用于机械加工、矿山工具、石油钻探等行业。
2. 硬质合金市场规模和增长趋势目前，全球硬质合金市场呈现稳步增长的趋势。
根据市场研究报告，2019年全球硬质合金市场规模达到了XX亿美元，并预计在未来几年内将保持年均XX%的增长率。
这可以归因于以下几个因素：• 2.1 机械加工行业的发展：随着制造业的快速发展，尤其是汽车、航空航天和军工等领域的需求增长，对硬质合金刀具等加工工具的需求也随之增加。
• 2.2 采矿行业的扩张：全球对稀有金属和燃料资源的需求不断上升，促使采矿工具市场不断扩张，从而推动了硬质合金市场的增长。
• 2.3 石油工业的需求：石油钻探和开采活动对硬质合金材料有着极高的需求，这主要是因为硬质合金材料可以更好地耐受高温和高压环境。
3. 硬质合金市场的主要参与者全球硬质合金市场竞争激烈，主要参与者包括以下几个方面：• 3.1 企业：国际上一些著名的硬质合金材料企业在市场中占据重要地位，例如XX公司、XX公司等，他们拥有技术实力和品牌优势。
• 3.2 成熟市场：北美洲和欧洲是全球硬质合金市场的两个主要成熟市场，这些地区拥有发达的制造业和工业基础，对硬质合金的需求很大。
• 3.3 新兴市场：亚太地区和拉丁美洲是全球硬质合金市场的新兴市场，随着这些地区制造业的迅速发展，对硬质合金的需求逐渐增加。
4. 硬质合金市场的挑战与机遇在硬质合金市场发展过程中，也存在一些挑战与机遇：• 4.1 材料成本：由于原材料价格的不稳定性和供需关系的变动，硬质合金材料的成本较高，这对厂商和客户都是一个挑战。
• 4.2 技术创新：随着科技的不断进步，硬质合金材料的制造工艺和性能得到不断改善，这为市场带来了新的机遇。
• 4.3 环保问题：硬质合金材料的生产和应用过程可能会产生一定的环境问题，厂商和政府需要寻找环保解决方案，以减少对环境的影响。
中国硬质合金工业现状及发展趋势
中国硬质合金工业现状及发展趋势中国硬质合金工业现状及发展趋势1. 简介硬质合金，又称硬质合金工具，是一种由钨钴粉末和金属粉末通过高温烧结而成的坚硬材料。
它具有高硬度、耐磨损、耐腐蚀等优良性能，被广泛应用于切削、挖掘、矿山开采等领域。
中国是全球最大的硬质合金生产和出口国之一，其硬质合金工业正处于快速发展阶段。
2. 现状分析2.1 生产规模扩大中国硬质合金工业在过去几十年里取得了显著的发展。
根据数据统计，中国目前是全球最大的硬质合金生产国，占据了全球硬质合金市场的重要份额。
中国硬质合金企业数量庞大，产能逐年增长。
2.2 技术水平提升中国的硬质合金工业在技术研发和创新方面取得了进展。
许多企业投入大量资源用于新型硬质合金材料的研发和生产。
一些研究机构和大学也积极参与硬质合金技术的研究，加强了产学研合作。
2.3 市场需求增长随着制造业的快速发展和现代化建设的推进，硬质合金在切削、挖掘和矿山开采等领域的需求不断增长。
特别是汽车、航空航天、能源等高端领域对硬质合金的需求逐渐增大。
3. 主题探讨3.1 技术创新与应用拓展随着科技的进步和市场需求的变化，硬质合金工业需要不断进行技术创新和应用拓展。
在材料研究方面，可以深入研究新型合金材料的配比、微结构和性能，以提高硬质合金的硬度、韧性和耐磨损性。
在应用方面，可以探索硬质合金在新兴领域的应用，如电子、医疗器械等，以拓展市场。
3.2 智能制造和自动化随着智能制造和自动化技术的发展，硬质合金工业也面临着转型和升级的机遇和挑战。
通过引进智能化设备和自动化生产线，可以提高生产效率和产品质量，降低人工成本。
还可以实现生产过程的数字化管理和智能化控制，提升企业的竞争力。
3.3 环境保护与可持续发展当前，环境保护和可持续发展已成为全球关注的焦点。
硬质合金工业需要加强对环境污染的治理和减排工作，推动清洁生产和循环经济的发展。
还可以加强废旧硬质合金的回收利用，减少资源浪费。
4. 总结与回顾中国硬质合金工业正处于快速发展的阶段，具有广阔的市场前景和巨大的发展潜力。
2024年硬质合金刀具市场前景分析
硬质合金刀具市场前景分析简介硬质合金刀具是一种由钨碳化物、钛碳化物等粉末冶金材料制成的刀具。
它具有高硬度、耐磨性好、耐高温等优点，在工业生产中得到了广泛应用。
本文将对硬质合金刀具市场的前景进行分析，以期为相关从业者提供参考。
市场概述近年来，全球制造业的快速发展推动了硬质合金刀具市场的增长。
随着工业自动化水平的提高和加工技术的不断创新，对刀具质量和性能的要求越来越高，硬质合金刀具作为高效的加工工具得到了广泛应用。
尤其是在汽车、机械、航空航天等领域，硬质合金刀具的需求量持续增加。
市场驱动因素1.制造业发展：随着全球制造业的快速发展，尤其是中国、印度等新兴市场的崛起，硬质合金刀具的市场需求量不断增加。
2.技术创新：新材料、新加工技术的不断涌现，推动了硬质合金刀具的性能不断提高，满足了市场对高效、精密加工的需求。
3.增材制造技术：增材制造技术的进步使硬质合金刀具的制造更加灵活、高效，降低了生产成本，促进了市场的发展。
市场挑战因素1.市场竞争激烈：随着市场需求的增加，硬质合金刀具市场竞争日益激烈，价格竞争压力加大。
2.环保限制：环保要求越来越高，对硬质合金刀具生产过程中产生的废水、废气等污染物的排放提出了更高要求，对企业的生产经营造成了一定限制。
市场前景展望未来，硬质合金刀具市场仍然充满机遇和挑战。
机遇： 1. 汽车行业需求增加：随着汽车市场的快速发展，汽车制造业对高精度、高质量加工的要求将进一步提高，硬质合金刀具将有更大的市场机会。
2.电子制造业需求增长：随着5G技术的普及和电子设备市场的快速发展，硬质合金刀具在电子制造业中的应用前景广阔。
3.新材料加工需求增加：新材料的不断涌现，例如复合材料、高温合金等，对加工工具的要求更高，硬质合金刀具有望在这些领域找到应用市场。
挑战：1. 技术创新压力：在市场竞争激烈的环境下，企业需要不断进行技术创新，提升刀具的性能和品质，以保持竞争力。
2.环保要求提高：随着环境保护意识的普及，对硬质合金刀具生产过程中的环境影响予以更高要求，企业需要加大研发投入，探索环保型生产工艺。
2024年硬质合金铣刀市场发展现状
2024年硬质合金铣刀市场发展现状引言硬质合金铣刀是一种用于加工金属工件的刀具，其广泛应用于机械加工领域。
随着制造技术的不断发展和需求的增加，硬质合金铣刀市场也在持续扩大。
本文将探讨硬质合金铣刀市场的发展现状，并分析其未来趋势。
市场规模硬质合金铣刀市场在过去几年中呈现稳步增长的态势。
这主要得益于工业领域对高效率和高精度机械加工过程的需求不断增加。
各行业对硬质合金铣刀的需求推动了市场的发展。
根据市场调研数据，硬质合金铣刀市场在2020年的规模已经超过XX 亿美元。
市场驱动因素1. 制造业的发展制造业的快速发展是硬质合金铣刀市场增长的主要驱动因素之一。
随着全球制造业技术的进步和升级，对高效率和高精度机械加工设备的需求不断提高。
硬质合金铣刀作为一种关键切削工具，被广泛应用于制造业领域。
2. 自动化和智能化需求自动化和智能化生产方式的迅速普及和应用，对硬质合金铣刀市场的增长也起到了推动作用。
随着工业机器人和自动化设备的广泛应用，对高效率、高精度切削工具的需求进一步增加。
硬质合金铣刀因其良好的耐磨性和稳定性，在自动化生产线中得到广泛应用。
3. 市场竞争硬质合金铣刀市场竞争激烈，各家企业为了在市场中取得竞争优势，不断进行产品创新和技术研发。
这促进了市场的进一步发展。
同时，一些企业还通过合作和并购扩大市场份额，增强竞争力。
市场分析1. 地区分布硬质合金铣刀市场在全球范围内呈现出不平衡的地区分布。
亚太地区是全球硬质合金铣刀市场最大的消费地区，占据市场份额的XX%。
其次是欧洲和北美地区，分别占据了XX%和XX%的市场份额。
其他地区的市场规模相对较小。
2. 产品类型硬质合金铣刀市场的产品类型较多，包括直柄铣刀、带柄铣刀、球头铣刀等。
直柄铣刀是市场上最常见的类型，占据了大部分市场份额。
带柄铣刀和球头铣刀在一些特殊应用领域有较高的需求。
3. 客户群体硬质合金铣刀市场的主要客户群体是机械加工行业。
机械制造、汽车制造、航空航天以及电子电气等行业对硬质合金铣刀的需求较大。
中国硬质合金工业现状及发展趋势
中国硬质合金工业现状及发展趋势中国硬质合金工业现状及发展趋势引言：中国硬质合金工业作为一项重要的制造业，一直以来在国内外市场上扮演着重要角色。
硬质合金作为一种特殊的材料，具有高硬度、高热稳定性和耐磨损性等独特性能，因此在各种应用领域中发挥着重要的作用。
本文将深入探讨中国硬质合金工业的现状，并展望其未来的发展趋势。
一、中国硬质合金工业的发展历程中国的硬质合金工业起步较早，经过几十年的发展，已经取得了显著的成绩。
上世纪五六十年代，中国开始引进硬质合金生产技术，并逐步建立了生产基地。
随着国内外市场的需求增长，中国硬质合金工业得到了进一步的推动。
如今，中国已经成为全球最大的硬质合金生产和消费国，其在国际市场上有着重要的地位。
二、中国硬质合金工业的现状分析1. 产量和销量不断增长：中国硬质合金工业的产量和销量持续增长，成为全球最大的硬质合金生产国。
随着国内外市场对硬质合金产品的需求不断增加，中国硬质合金工业得到了进一步的发展。
2. 技术水平逐步提高：中国硬质合金工业在技术水平上也有了显著的提高。
多家企业进行技术创新和研发投入，提高了硬质合金产品的质量和性能。
中国硬质合金工业也在加强国际合作，吸收和引进国外先进技术，提升产业竞争力。
3. 应用领域广泛：硬质合金产品的应用领域非常广泛，涉及到机械制造、汽车工业、电子工业等多个行业。
中国硬质合金工业在满足国内市场需求的也积极开拓国际市场，出口到世界各地。
三、中国硬质合金工业的发展趋势展望1. 技术创新持续推动发展：随着中国硬质合金工业的不断发展壮大，技术创新将成为未来发展的关键。
中国企业需要加大研发投入，不断提高产品的技术含量和附加值，以在激烈的市场竞争中占得先机。
2. 优化产品结构和提升品质：中国硬质合金工业需要优化产品结构，提高产品的品质和性能，以满足市场对高端产品的需求。
要加强质量管理，建立健全的质量标准和认证体系，提高企业的竞争力。
3. 资源综合利用和绿色生产：随着节能减排和环境保护的重要性日益突出，中国硬质合金工业需要推动资源的综合利用和绿色生产，减少能源消耗和环境污染，实现可持续发展。
中国硬质合金工业现状及发展趋势
中国硬质合金工业现状及发展趋势1. 简介硬质合金，也称为硬质合金钎焊材料，是一种由钨钢或钨合金粉末与粘合剂混合而成的复合材料。
硬质合金具有高硬度、耐磨性好以及高温强度等特点，广泛应用于制造业领域，特别是切削工具和矿山钻头等领域。
本文将探讨中国硬质合金工业的现状及发展趋势。
2. 现状分析2.1 行业规模中国硬质合金工业自上世纪80年代起快速发展。
目前，中国已成为全球最大的硬质合金生产和消费国。
根据统计数据显示，中国硬质合金行业的总产量在过去十年中逐年增长，2019年达到了XX万吨。
2.2 产品应用硬质合金广泛应用于制造业各个领域。
主要的应用领域包括切削工具、矿山钻头、机械零部件等。
中国的硬质合金产品，在汽车、航空航天、能源等领域有着广泛的应用。
在切削工具领域，硬质合金刀具具备高硬度、良好的切削性能和较长的使用寿命，受到广大用户的欢迎。
2.3 供应链中国硬质合金工业的供应链相对完善。
从原材料供应、加工生产到产品销售，形成了一个较为完整的产业链。
中国硬质合金工业主要材料如钨、钼等的供应相对稳定，且国内企业已经具备了相当的生产能力。
3. 发展趋势3.1 技术创新中国硬质合金工业在技术创新方面有着巨大的潜力。
随着人工智能、大数据等新兴技术的发展，硬质合金制造技术将不断进步。
未来，硬质合金工业将向高精密、高效能的发展方向努力，提高产品的质量和性能。
3.2 绿色生产环境问题日益受到关注，绿色生产已经成为中国硬质合金工业发展的趋势之一。
通过减少污染物的排放和提高资源利用率，硬质合金工业可以实现可持续发展。
3.3 市场扩大随着中国制造业的发展，硬质合金产品的需求量将进一步增加。
尤其在汽车、航空航天等领域，对硬质合金刀具和零部件的需求将更加旺盛。
中国硬质合金工业有着巨大的市场空间和发展潜力。
3.4 国际合作中国硬质合金工业正逐渐了解国际市场的需求，并加大与国际企业的合作力度。
通过与国外企业进行技术交流和合作，中国硬质合金工业可以进一步提高自身的技术水平和竞争力。
整体硬质合金刀具的产业现状与发展趋势
123#&0/!% 等材料加工的需要 ! 整体硬质合金刀具
就因此应运而生 ! 以下谨根据相关文献资料和深圳金洲科技股份 有限公司 " 湖南钻石硬质合金工具有限公司营销专 家提供的信息对国内外整体硬质合金工具的现状和 发展趋势进行分析和探讨 ! 以下谨根据相关文献资料和深圳金洲精工科技 股份有限公司 " 湖南钻石硬质合金工具有限公司营 销专家提供的信息对国内外整体硬质合金工具的现 状和发展趋势进行分析和探讨 !
NO8
亮点
新材质研究仍然是整体硬质合 金 刀 具 发 展 的 超细硬质合金将朝着 P3 晶粒更细 $ 亚晶结构
缺陷更小 # 综合性能更高的方向发展 #8QK 年内将推 出碳化钨晶粒度 !94FQ948"!) 的接近纳米晶的新一 代超细合金 % 与此同时 # 整体硬质合金也将改变碳化 钨 RR 钴系合金一支独秀的格局 # 高性能金属陶瓷 $ 陶瓷材料将占有一席地位 % 超细合金表面涂层将取 得更大进展 # 将从现在涂复氮化钛 $ 碳氮钛 $ 硼化钛 等发展到根据加工对象不同涂复性能更好的不同涂 层 # 如硅化钛 $$ 氮硅铬 $ 氮硅钛 $氮化碳等 % 金刚石 $ 类金刚石涂层将也广泛应用 %
!+88 的大棒材 # 而且可以挤压成型带单孔 " 双孔和
双螺线内冷孔的型材 # 为实现整体硬质合金刀具高 效冷却和顺利排屑的重大突破奠定了极好的基础 !
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硬
质
合
金
第 !" 卷
!"# 数控磨削技术的发展跳跃式地提升了整体硬质
合金刀具的制造水平 高精度 $%$ 三轴联动 ! 五轴联动的工具磨床的 应用与普及 " 保证可以加工出任何形状的刀具 " 其中 包括加工轮机叶片的形状十分复杂的叶根铣刀 # 先 进的全自动刀具制造单元可以在计算机上模拟刀具 磨削的全过程 " 然后将磨削的数控程序 !砂轮数据和 磨削参数传送到数控工具磨床进行现场加工 " 实现 了从初级棒材到成品刀具的全自动加工 $
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第18卷 第3期2011年6月 金属功能材料M etallic Functional M aterials Vol .18, No .3June , 2011硬质合金刀具材料发展现状与趋势陶国林1,2,蒋显全2,黄 靖3(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:T G135.5 文献标识码:A 文章编号:1005-8192(2011)03-0079-05Research Status and Developing Trend ofCemented Carbide ToolTA O G uo -lin 1,2,JIA NG Xian -quan 2,H U A NG Jing 3(1.Chongqing Technolo gy and Business U niv ersity ,Chongqing 400067,China ;2.Cho ng qing A cademy o f Science and T echno lo gy ,Chongqing 400020,China ;3.Chongqing M echanical Elec trical A rtificer Co llege ,Cho ng qing 400030,China )Abstract :Co nventio na l pe rfor mances and resea rch status o f many kinds of cemented car bide cutting too l material are rev iewed ,and the resea rch achievement o f cemented ca rbide too ls in recent year s are discussed ;M eanw hile ,develop -ment trend in the future is put fo rw ard .Key words :ceme nted ca rbide ;cutting to ol ma te rial ;coa ting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。
随着加工业的发展,难加工材料的使用日益增多,对加工效率的要求也不断提高。
刀具的发展对提高生产效率和加工质量具有直接影响。
材料成分和结构以及几何形状是决定刀具性能的3要素,其中刀具材料的性能起着关键性作用。
目前虽然可供使用的品种很多,新型的刀具材料也不断出现,但硬质合金是最受欢迎的一种刀具材料[1]。
硬质合金是由高硬度、难熔的金属碳化物(WC 、TiC 等)微米级粉末采用Co 、Mo 、Ni 等作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品,。
其高温碳化物含量超过高速钢,允许的切削温度高达800～1000℃,常温硬度达89～93H RA ;在540℃时为82～87H RA ,与高速钢常温时硬度(83～86H RA )相同;760℃时硬度达77～85H RA ,并具有化学稳定性好、耐热性高等优点。
硬质合金刀具切削速度可达100～300m /min ,远远超过高速钢,寿命是高速钢的几倍到几十倍[2]。
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制造,目前使用比重仍在增加[3]。
另外,硬质合金也用来制造钻头、铣刀、齿轮刀具、铰刀等复杂刀具,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,现在已成为主要的刀具材料之一。
目前世界上硬质合金刀具已占刀具主导地位,占比达70%;金刚石、立方氮化硼等超硬刀具占比约为3%左右;而高速钢刀具正以每年1%～2%速度缩减,目前所占比例已降至30%以下。
我国目前年产硬质合金1.6万t ,占全球总产量40%左右。
但硬质合金制品附加值最高的切削刀片产量只有3000余t ,只占20%[4,5]。
从经济效益方面比较,我国刀具年销售额为145亿元,硬质合金销售收入约5.6亿美元,其刀具所占比例不足25%;日本的刀具产量仅为我国40%,但销售收入高达26.33亿美元,其刀具占比高达72%。
我国刀具产品与国际市场刀具产品结构相去甚远,不仅不能满足国内制造业对硬质合金刀具日益增长的需求,也使我国宝贵的硬质合金资源未得到充分利用。
下面就硬质合金刀具材料的现状和发展趋势进行分析和探讨。
1 碳化钨(WC)基硬质合金碳化钨(WC)基硬质合金主要成分为WC,主要分为钨钴(WC-Co)类硬质合金(YG类)、钨钛钴(WC-TiC-Co)类硬质合金(Y T类)、钨钛钽(铌)钴(WC-C-TaC(NbC)-Co)类硬质合金(YW)等3类。
YG类(国际上统称为K类),硬质合金制造的刀具具有较好的韧性、耐磨性、导热性等,主要用于加工铸铁、有色金属和非金属材料。
与YT类合金相比,有较高的抗弯强度和冲击韧性,同时导热性较好。
YT类(国际上统称为P类)由于加人TiC,使材料的硬度和耐磨性有所提高,但抗弯刚度有所降低。
该类硬质合金具有高硬度和高耐热性,抗粘结、抗氧化能力较好,适用于加工钢材,切削时刀具磨损小,耐用度较高。
高温时的硬度和抗压强度比YG 类高,但YT类不宜于加工钛合金、硅、铝合金。
YW类(国际上统称为M类)硬质合金材料具有很高的高温硬度、高温强度和较强的抗氧化能力,兼具YG、YT类合金的良好性能,特别适于加工各种高合金钢、耐热合金和各种合金铸铁[6]。
近年,ISO又增设了3类硬质合金[7]:(1)H类,用于切削高硬材料:(2)S类,用于切削高温合金、耐热材料;(3)N类,用于切削有色金属。
应当注意的是,立方氮化硼PCBN用于切削淬硬钢,被列入H 类。
热压聚晶金刚石PCD主要用于切削有色金属,被列入N类。
故当今硬质合金已分为K、P、M、H、S、N6大类。
2 碳(氮)化钛基硬质合金TiC(N)基硬质合金是以TiC为主体,以Ni-Mo 作粘结剂,不含或少含WC,并添加少量其他碳化物的合金,密度低,硬度高(H RC可达到94～95)。
此外,它的抗氧化性好、耐热性好(1000℃以上)及化学性能稳定。
与WC基合金相比,TiC(N)在碳化物中硬度最高,对金属的摩擦系数较小,切削时抗粘结磨损与抗扩散磨损的能力较强,高温时硬度降低较小,有较好的耐磨性。
TiC(N)基硬质合金的性能介于陶瓷和硬质合金之间,所以又被称为金属陶瓷。
由于TiC(N)基硬质合金具有接近陶瓷材料的硬度和耐热性,且抗弯强度和断裂韧性比陶瓷高,因此,可以用来作为高速切削加工刀具材料[8]。
金属陶瓷刀具材料也存在抗塑性变形性能差(低于WC基合金)、抗磨料磨损性能差等缺点,不适用于加工耐磨材料(如铸铁、纤维玻璃等)和耐热合金。
日本在TiC(N)基硬质合金应用方面居世界领先地位,其用量占硬质合金和陶瓷刀具总量的28%。
为了解决金属陶瓷材料韧性差的问题,很多学者进行了相关研究,并取得了一定的成效。
如日本京瓷(Ky ocera)公司研究和使用了TiCN-NbC和TiC-TiN基金属陶瓷,其性能得到了进一步提高;发展了超细晶粒金属陶瓷,其平均晶粒粒径为0.6μm,抗弯强度达到2.5GPa;采用PVD涂层技术进一步发展了TiA1N涂层的金属陶瓷,性能高于无涂层陶瓷[9,10]。
3 超细晶粒硬质合金超细晶粒硬质合金是一种高硬度和高强度兼备的硬质合金,由超细晶粒碳化钨即0.5μm的WC、金属钴Co、碳化钒VC和碳化铬Cr3C2组成,适合在高速钢刀具耐磨性不够,以及由于振动引起传统的硬质合金磨损或因切削速度过低而不宜使用传统硬质合金的情况下使用。
超细晶粒硬质合金的WC粒度一般为0.2～1.0μm,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,其硬度一般为90～93H RA,抗弯强度为2000～3500M Pa,比含钴量相同的一般WC-Co硬质合金高,与加工材料的相互吸附-扩散作用较小,特别适用于耐热合金钢、高强度合金钢以及其它难加工材料[11～13]。
超细晶粒硬质合金的分类及不同晶粒度的硬质合金刀具切削性能如表1、表2所示。
80金属功能材料 2011年表1 超细晶粒硬质合金的分类Table1 So rt of ultra-thin grain cem ented carbide 名称晶粒尺寸微米晶粒硬质合金1.0～1.3μm亚微晶粒硬质合金0.6～0.9μm超细微晶硬质合金0.4～0.5μm纳米系列微晶硬质合金0.1～0.3μm(100～300nm)表2 不同晶粒度WC硬质合金刀具切削性能[14] Table2 C utting character of cemented carbidecutter in different grainW C硬质合金刀具牌号W C晶粒度/μm硬度/H RA断裂韧性/M Pa·m1/2密度/g·cm-3YH6F0.1396.19.514.7YU060.3093.89.114.7YF060.5091.58.814.9YL101.7090.97.914.9 细晶粒合金以前多用于K类,但目前在P类、M类的超细硬质合金中,将朝着WC晶粒更细、亚晶结构缺陷更少、综合性能更高的方向发展。
世界各国都很重视细晶粒、超细晶粒硬质合金的研制[17]。
日本三菱综合材料株式会社研制的超细晶粒硬质合金牌号有H Ti10(K10)、TF15(K20)、SF10(K01)等,其硬度为90.7～93.2H RA,抗弯强度为3.2～4.4GPa;韩国高耐公司(Ko rloy)的超细牌号有FS1(P10,M25)、FCC(P40)、FA1(K20)等,其硬度为91.2～92.7H RA,抗弯强度为2.5～3.5 GPa;我国的株洲、自贡两家硬质合金厂也开展了超细硬质合金的研发工作,获得了晶粒尺寸小于500 nm的合金[15,16]。
超细晶粒硬质合金由于其晶粒极细,刀刃可以磨得锋利、光洁;同时由于它的强度和硬度都很高,故能长时间保持刀刃有极小的圆弧半径和粗糙度。
因此,在加工耐热合金钢时,使用YS2、YM051、YM052、YD05等超细晶粒硬质合金刀具,比采用YT、YG、YW3类普通硬质合金刀具有更好的耐热性和综合耐磨性能。
从材料的性能看,目前世界上仅有少数国家能生产出兼具高硬度(H RA>90)和高强度(TRS> 3200M Pa)的超细晶粒硬质合金。