一硬质合金知识
《硬质合金-》课件
硬质合金，也称为钨钢，是一种高硬度、高耐磨损的材料，广泛应用于切削 工具、矿山机械、石油钻采工具等领域。
介绍硬质合金的概念和发展历史
1 概念定义和特点
硬质合金是由金属硬质相和结合相组成的复 合材料，具有优异的硬度、耐磨性和耐腐蚀 性。
2 发展历史回顾
硬质合金的历史可以追溯到20世纪初，经过 多年的研发和改进，如今已成为重要的工程 材料。
硬质合金具有优异的硬度、耐磨性、耐腐蚀 性和热稳定性，适用于各种恶劣的工作环境。
硬质合金在高温和高压条件下仍能保持较好 的硬度和强度，适用于高速切削和重载工况。
硬质合金的应用领域和案例分析
制造行业中的应用
硬质合金广泛应用于切削工具、模具、矿山机 械等领域，提高生产效率和降低成本。
典型应用案例分析
以切削工具为例，硬质合金刀具在加工高硬度 材料和复杂形状零件时表现出色，提供了更高 的精度和寿命。
硬质合金的发展趋势和展望
1
未来发展方向
将更多先进材料和制造技术应用于硬质合金，提高硬质合金的性能和适用范围。
2
对未来的展望和分析
硬质合金在工程领域有着广阔的应用前景，随着各行业的需求增加，硬质合金的 市场潜力巨大。
总结与展望
通过本次PPT课件的学习，我们对于硬质合金的概念、组成、性能和应用有了 更深入的了解。在未来，硬质合金将持续发展，为各行业带来更多创新和突 破。
硬质合金的组成和制备式
1 主要成分介绍
硬质合金的主要成分是金属硬质相（钨碳化 物）和结合相（钴、镍等），不同成分比例 会影响其性能。
2 常见制备方式
硬质合金的制备方式包括粉末冶金、溶液法、 化学气相沉积等，每种方式都有其适用的场 景和优劣势。
硬质合金成分
硬质合金成分硬质合金是一种由金属和非金属元素组成的复合材料，具有高硬度、高强度和耐磨性等优良性能。
它广泛应用于机械加工、矿山工程、石油钻探和航空航天等领域。
本文将从硬质合金的成分、制备工艺和应用领域三个方面进行介绍。
一、硬质合金的成分硬质合金的主要成分是金属钨（W）和钴（Co），以及少量的其他金属和非金属元素。
钨是硬质合金的主要组成部分，具有高熔点、高硬度和高密度的特点，是使硬质合金具有优异性能的关键因素之一。
钴是硬质合金的结合相，具有良好的结合性和塑性，能够将钨颗粒牢固地固定在一起。
此外，硬质合金中还可以加入一些其他金属元素，如钛（Ti）、铌（Nb）等，以及非金属元素，如碳（C）和氮（N）。
这些元素的加入可以进一步改善硬质合金的性能，提高其硬度和耐磨性。
二、硬质合金的制备工艺硬质合金的制备主要包括粉末冶金和烧结两个过程。
首先，将金属粉末和非金属粉末按一定比例混合，并加入一定量的粘结剂。
然后，通过球磨机等设备对混合粉末进行混合和粉碎，使粉末颗粒更加均匀细小。
接下来，将混合粉末压制成坯体，通常使用等静压或注射成型等方法。
最后，将坯体进行高温烧结处理，使金属粉末颗粒相互结合，并与粘结相形成致密的合金体。
烧结温度和时间的控制对硬质合金的性能有重要影响，过高的温度和过长的时间会导致晶粒长大，从而降低硬质合金的硬度和强度。
三、硬质合金的应用领域硬质合金具有高硬度、高耐磨性和高强度的特点，因此在机械加工领域得到广泛应用。
它可以用于制造刀具、切割工具、钻头、铣刀和刨刀等，能够在高速切削和重负荷加工条件下保持较长的使用寿命。
此外，硬质合金还可以用于制造矿山工具，如岩钻头、钻孔钻头和矿用刀具等，能够在恶劣的矿石破碎环境中保持较好的工作性能。
在石油钻探领域，硬质合金可以用于制造钻头和钻具，能够在高温高压和强磨蚀的地层中稳定地进行钻井作业。
此外，硬质合金还被应用于航空航天领域，用于制造发动机零部件、导弹零部件和航天器零部件等，能够在高温和高应力条件下保持稳定的工作性能。
硬质合金金相组织成分
硬质合金金相组织成分1. 硬质合金简介硬质合金，又称金刚石合金、超硬合金，是一种以钨（W）、钴（Co）、钛（Ti）等为基本成分的高强度材料。
硬质合金以其硬度、耐磨性和耐腐蚀性著称，广泛应用于机械、航空、轨道交通、石油、地质勘探等领域。
硬质合金已经成为现代工具工业中不可缺少的一种材料，可以说硬质合金是现代工具技术的代表之一。
2. 硬质合金的制备硬质合金的制备可以分为两个步骤：粉末制备和烧结制备。
首先，选用适当的原材料制成粉末，再将这些粉末按照一定比例混合，得到混合粉末。
然后，将混合粉末在压力下烧结成块状，形成硬质合金。
烧结温度和时间的选择对硬质合金的理化性质影响很大。
硬质合金的制备工艺通常采用粉末冶金技术。
制备过程中，需要控制粉末的粒度、成分、形状等多个参数，以保证硬质合金的质量。
同时，也要选用适当的保护气氛，以避免氧化等损伤硬质合金。
现代硬质合金的制备技术已经相当成熟，可以在一定程度上满足各种应用需求。
3. 硬质合金金相组织成分硬质合金的金相组织成分对其性能有着决定性的影响。
硬质合金的组织通常分为三个部分：基体、硬质相和结合相。
基体是硬质合金中的主要组分，通常以钨、钴、钛等金属为主要成分。
基体的强度、塑性和耐腐蚀性较好，是硬质合金的支撑结构。
硬质相通常以碳化物为主要成分（例如WC、TiC、TaC等），其硬度高于基体。
硬质相可以增强硬质合金的耐磨性、切削性等性能。
结合相是硬质相和基体之间的连接材料，通常以钴为主要成分。
由于钴的塑性较好，可以在硬质合金中形成一个连续的结合相层，起到连接和支撑作用。
硬质合金的金相组织成分不同，性能也会有所差异。
因此，不同工业领域需要的硬质合金，金相组织成分也有所不同。
4. 硬质合金的应用硬质合金由于其优异的性能，在各个领域都有广泛的应用。
以下是硬质合金在几个典型的领域中的应用情况。
1）机械加工行业：硬质合金通常制成各种刀片、铣头、钻头、车刀等，用于金属加工、木工加工、陶瓷加工等领域。
刀具材料硬质合金讲解
刀具材料硬质合金讲解硬质合金，又称硬质合金材料，是一种由钨碳化物（WC）为主体相和金属钴（Co）为粘结相的复合材料。
它的硬度高、耐磨性好，被广泛应用于切削工具、矿山工具、冲压模具以及其他领域。
硬质合金的制备工艺可以分为粉末冶金法和熔化法两种。
粉末冶金法是将金属钴和碳化物粉末按一定的比例混合，通过冷压成型、热压烧结等工艺得到坯体，然后进行加热处理，最终得到硬质合金制品。
熔化法则是将金属钴和碳化物的粉末合并熔化，然后通过流动法或者静态法进行冷却，将熔融液体凝固成坯体，再进行后续的热处理。
硬质合金材料的主要成分是钨碳化物，其具有极高的硬度和耐磨性。
钨碳化物是一种具有立方晶型的化合物，它的硬度仅次于金刚石，可达到1800-2200Hv，比普通的钢材硬度高出几十倍甚至几百倍。
钨碳化物的高硬度是由于其分子中的碳原子与钨原子的电子云结合较强，使得晶体中的键能增加，导致材料硬度提高。
此外，钨碳化物还具有良好的耐磨性和高温稳定性，可以在高温和恶劣条件下保持较好的性能。
金属钴是硬质合金材料的粘结相，其作用是将钨碳化物颗粒固定在一起，增加材料的韧性和机械强度。
金属钴具有较好的塑性和延展性，能够填充在钨碳化物颗粒之间形成胶结，形成一个整体的材料结构。
钴的比重较大，能够增加硬质合金的密度，提高材料的质量和强度。
硬质合金的性能不仅与材料成分有关，还与其微观结构和制备工艺有关。
一般来说，硬质合金的颗粒尺寸越细，颗粒分布均匀，材料的性能越优良。
制备工艺中，烧结温度、冷却速度、固溶处理等因素也会对硬质合金的性能产生影响。
硬质合金的主要应用是制造切削工具。
由于硬质合金具有高硬度和耐磨性，能够在高速、大负荷的切削条件下保持较好的切削性能，所以被广泛应用于钻头、铣刀、切割刀片等工具的制造。
此外，硬质合金还可以用来制造矿山工具，如岩钻、岩头等。
它的硬度使得这些工具能够在岩石或者土壤中进行高效的钻孔和破碎。
硬质合金还可以用于制造冲压模具，在高强度的冲压工艺中具有较好的耐磨性和抗变形性能。
硬质合金基本知识简介
硬质合金基本知识简介硬质合金基本知识简介一、硬质合金的基本知识1、硬质合金的定义：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。
2、硬质合金的特点：具有高硬度、耐磨、强度和韧度性较好、耐热、耐腐等系列优良性能。
3、硬质合金的用途：广泛应用于金属切削、拉伸、耐磨零件、冲压模具、地质矿山、量具、刃具、圆珠笔尖、军事上穿甲弹头。
4、硬质合金的分类：1）、WC-CO 2）、WC-CO-添加剂3）、WC-CO-TiC 4）、WC-Ni （无磁合金）5、硬质合金的组成元素：W 、WC、Co 、Ni6、硬质合金介于钢、陶瓷之间，与钢相比有以下特点：1）高的硬度、高的耐磨性，低的抗冲击性（决定了硬质合金的使用范围）2）高的抗压性、低的抗弯强度，易断裂3）热膨胀系数低只有钢的三分之一4）耐腐蚀、耐磨性5）高温稳定性二、硬质合金的几个重要指标（物理性能、化学性能、机械性能）1）、比重：Co上升，D下降 D ( density )2）、硬度：Co上升，HRA下降、粒径上升3）、抗弯强度：Co上升，抗弯强度上升4）、抗压强度：Co上升，抗压强度下降5）、冲击韧性：Co上升，冲击韧性上升；粒径大、韧性上升6）、娇顽磁力：与Co含量，晶粒度有关，娇顽磁力可以用来控制合金组织，是生产厂的一项内控指标7）、磁饱和：与Co含量有关，检测Co 含量或已知成分Co量是否存在非磁性8）、弹性模量：硬质合金的弹性模量大。
Co上升，弹性模量下降；晶粒度对弹性模量影响大9）、导热性：WC-Co有较高的导热性。
Co上升，导热率下降10）、热膨胀系数：Co含量的增大而增大，合金热膨胀系数比钢材低很多三判断硬质合金的缺陷1、制粉：1）混料：a、成分b、粒径；2）孔洞：大于40um孔洞为脏划孔（不合格产品）、小于40um孔洞为孔隙（合格产品）；3）脱碳：表现为银白色亮点；4）渗碳：石墨夹杂，表现为端口发暗，表面发黑2、成型：1）分层2）裂纹3）未压好：棱角尖锐的三角形、四角形孔洞3、烧结：1）起皮2）鼓泡3）孔洞4）组织不均匀5）变形6）裂纹7）黑心8）过烧9）欠烧Roblloy几种原材料的主要用途锻造模具用原材料：制造汽车产业和机械产业等主要产业所需要各种部材的模锻。
什么是“硬质合金”，你了解多少
什么是“硬质合金”，你了解多少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。
硬质合金种类
硬质合金种类
硬质合金是一种由金属粉末（如钨、钴等）与结合剂（如镍、铁等）经过高温烧结制成的材料。
它具有硬度高、耐磨性强等优点，常用于切削工具、挤压模具、矿山工具等领域。
硬质合金的种类包括：
1. 钨钴合金：主要由钨粉末和钴粉末制成，具有高硬度和高热稳定性，常用于刀具和钻头等生产中。
2. 钨钛碳合金：由钨、钛和碳等元素组成，具有高硬度、高强度和耐高温的特点，常用于航空航天、军工等领域。
3. 钨铁合金：由钨和铁等元素组成，具有高硬度、高密度和耐磨性，常用于矿山工具、冶金设备等领域。
4. 钛碳合金：由钛和碳等元素组成，具有高热稳定性和较高的硬度，常用于航空航天、汽车工业等领域。
5. 锡钨合金：由锡和钨等元素组成，具有高硬度、高热稳定性和耐腐蚀性，常用于电子设备、光学设备等领域。
以上仅列举了一些常见的硬质合金种类，实际上还有许多其他种类的硬质合金，不同的合金组成和比例会产生不同的性能和应用领域。
硬质合金基础知识及行业应用
E
F
PCB电路板图片库
阶段性成果：已对部分PCB板形貌、成分收集 材质研发项目：以此为平台，在2011年建立PCB板材加工形貌数 据库，对新产品开发、客户服务提供理论支持。
各种板材1500倍微观形貌
FR4 1.6X2
FP 0.2X2
高TG0.8X8
HF 1.0X10
无卤素板材
生益S1000-2 1.6x2
2、硬质合金矫顽磁力测定
A、硬质合金矫顽磁力定义及测试原理 铁磁材料在磁场中其磁化强度随磁场强度的增加 而增大，当被磁化达到饱和状态时，称为饱和磁化 强度。撤去磁场后，铁磁材料中仍保留一定的磁化 强度叫剩磁强度。使这种剩磁强度为零时，所需反 向磁场强度的量值，叫做矫顽磁力。用HCJ表示， 单位为A/m或kA/m。 B、硬质合金矫顽磁力的影响因素 1）、矫顽磁力随温度的升高而下降。 2）、应力和形变使磁化发生困难，矫顽磁力增加。
孔隙产生的原因（一）
• 在硬质合金生产中一些其他原因也可能造成产 品孔隙大增，例如：严重过烧、欠烧、为压好等。 严重过烧时，一般产生10-20μm的B类孔隙且大 部分分布在样品的表面，过烧时，试样的晶粒会 长大，欠烧时，孔隙一般比较细小，且集中在试 样的中心部位，欠烧时，试样的晶粒成型不是很 好，我们通常不能仅仅只通过孔隙的大小来判断 样品是过烧还是欠烧，必须通过其他性能指标进 行综合判断。 未压好造成的孔隙，一般成了三角形、飞鸟型 或菱形，一般集中在压力达不到的刃口或尖角处
阶段性成果：通过钎料的分布形貌，可判断焊接时间、 焊接温度的合理性，最终优化焊接工艺
焊接口形貌观察
其它
A1000、A2000磨削后切削油中合金颗粒大小
A1000磨削油中的粉末 清洗液对合金表面的影响 考察清洗液对合金中Co含量的影响 非标刀具磨削液对合金磨削表面钴析出试验 高速钢表面分析……
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----硬质合金知识
硬质合金用途
YW1 红硬性较好，能承受一定的的冲击负荷，是通用性较好的合金.适于耐热钢高锰钢不锈钢等难加工钢材的加工，也适于普通钢和铸铁的加工.
YW2 耐磨性仅次于YW1，单其使用强度较高，能承受较大的冲击负荷，适于耐热钢高锰钢不锈钢及高级合金钢的粗加工半精加工，也适于普通钢和铸钢.
YT30 耐磨性和运行的切削速度较YT15高，但使用强度抗冲击韧性较差。
适于碳素钢与合金钢的精加工，如小断面的精车精镗，精扩等.
YT15 耐磨性优于YT15合金，但抗冲击韧性较YT5差。
适于钢，铸钢，合金钢中切削断面的半精加工或小切削断面精加工.
YT14 使用强度高，抗冲击和抗震性好，近次于YT5合金，但耐磨性较YT5好，适于碳素钢与合金钢连续切削时的粗车粗铣，间断切削时的半精车和精车。
YT5 在钨钴钛合金中强度，抗冲击及抗震性最好，但耐磨性较差。
适于碳素钢与合金钢（包括锻件，冲压件，铸铁表皮）间断切削时的粗车粗刨半精刨。
YG3X 在钨钴钛合金中耐磨性最好，但冲击韧性较差，适于铸铁有色金属及其合金，碎火钢，合金钢小切面的高速精加工.
YG3 耐磨性仅次于YG3X，对冲击和震动较敏感，适于铸铁有色金属及其合金连续切削时的精车半精车，精车螺纹与扩孔
YG6A 属细颗粒合金，耐磨性好，适于冷硬铸铁，有色金属及其合金的半精加工，亦适于碎火钢合金钢的半精加工及精加工。
YG6X 属细颗粒碳化钨合金，其耐磨性较YG6高，使用强度近似于YG6合金，适于加工冷硬合金铸铁与耐热合金钢，也适于普通铸铁的精加工.
YG6 耐磨性较高，但低于YG3，抗冲击和震动比YG3X为好。
适于铸铁，有色金属及合金，非金属材料中等切削速度的半精加工和精加工。
YG8 使用强度高，抗冲击，抗震性较YG6好，但耐磨性和允许的切削速度较低。
适于铸铁，有色金属及合金，非金属材料低速粗加工。
YD201 适用于铸铁、轻合金的半精加工、粗加工、亦可作为铸铁、低合金钢的铣削加工.
二硬质合金分类：
K类由碳化钨(WC)和钴(Co)组成按含钴量分为YG3，YG6，YG8等。
P类由碳化钨、碳化钛(TiC)组成按不同含碳化钛量分为YT5，YT15，YT30等和M类＜钨钛钽（铌）钴＞这类是在P类合金中添加少量TaC或NbC而成如YW1，YW2，YW3等还有新型刀具陶瓷刀。
常用的硬质合金以 WC为主要成分，根据是否加入其它碳化物而分为以下几类：
（ 1）钨钴类（ WC+Co）硬质合金（ YG）
它由 WC和 Co组成，具有较高的抗弯强度的韧性，导热性好，但耐热性和耐磨性较差，主要用于加工铸铁和有色金属。
细晶粒的 YG类硬质合金（如 YG3X、YG6X），在含钴量相同时，其硬度耐磨性比 YG3、 YG6高，强度和韧性稍差，适用于加工硬铸铁、奥氏体不锈钢、耐热合金、硬青铜等。
（ 2）钨钛钴类（ WC+TiC+Co）硬质合金（ YT）
由于 TiC的硬度和熔点均比 WC高，所以和 YG相比，其硬度、耐磨性、红硬性增大，粘结温度高，抗氧化能力强，而且在高温下会生成 TiO 2,可减少粘结。
但导热性能较差，抗弯强度低，所以它适用于加工钢材等韧性材料。
(3) 钨钽钴类（ WC+TaC+Co）硬质合金（ YA）
在 YG类硬质合金的基础上添加 TaC(NbC),提高了常温、高温硬度与强度、抗热冲击性和耐磨性，可用于加工铸铁和不锈钢。
（ 4）钨钛钽钴类（ WC+TiC+TaC+Co） )硬质合金 (YW)
在 YT类硬质合金的基础上添加 TaC(NbC),提高了抗弯强度、冲击韧性、高温硬度、抗氧能力和耐磨性。
既可以加工钢，又可加工铸铁及有色金属。
因此常称为通用硬质合金（又称为万能硬质合金）。
目前主要用于加工耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工材料。
不能说哪个更硬只是KPM代表他们的用途不同。
一般说硬度的话就是M类了。