硬质合金 生产工艺
《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。
超细硬质合金混合料的制备与制粒技术_张立
材料科学超细硬质合金混合料的制备与制粒技术①张立1② Schubert W.D.2 黄伯云1(1.中南大学粉末冶金国家重点实验室,湖南长沙,410083)(2.Institute of Chemical Technologies and Analy tics,Vienna University of Technology,Getreidem arkt9/164-CT,A-1060Vienna,Austria)摘 要 超细硬质合金因为具有较好的综合性能,其应用领域正在不断扩大,因此超细硬质合金的研究是当前硬质合金研究领域的一大热点。
原料、工艺与设备是超细硬质合金制备过程中的三个关键点,如果没有较好地解决超细硬质合金制备过程中的工艺问题,即使采用最先进的设备也无法生产出性能优异的合金。
本文介绍了作者新近开发的超细硬质合金混合料的制备与制粒技术,采用这种技术可以制备平均粒度小于0.3mm的球形料粒,而且成球率大于90%,因而较好地解决了超细硬质合金混合料的模压成形问题。
关键词 超细硬质合金 湿磨介质 制粒技术 模压成形 生产工艺1 前 言近十年来,国际上在硬质合金超细原料与超细硬质合金的研究方面取得了令人瞩目的进展[1～3]。
目前,一些世界著名的硬质合金生产企业,像Sand-vik AB[4],Konrad Friedrichs KG[5],Widia Valenite GmbH[2,3],Kennametal Inc.,M itsubishi M aterials Corporation,Sumitomo Electric Carbide Inc.,Toshi-ba Tungaloy Co.Ltd等,已能以工业规模生产合金晶粒度为0.2μm左右的纳米硬质合金(按照1999年Sandvik公司公布的硬质合金分类标准[4],合金晶粒度在0.1μm～0.3μm的硬质合金属于纳米硬质合金)。
2000年,亚微、超细、纳米硬质合金的世界总产量达11500～12500吨,占硬质合金世界总产量的大约40%[2,3]。
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：________________________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、刖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。
钻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。
金属陶瓷(硬质合金)
1.3 硬质合金的性能特点、分类及应用
1.3.1硬质合金的性能特点 （1）高硬度、耐磨性好、高热硬性 高硬度、耐磨性好、 （2）抗压强度、弹性模量高 抗压强度、 抗压强度高可达6000MPa， 抗压强度高可达6000MPa，但抗弯强度 6000MPa 低，只有高速钢的1/3～1/2。弹性模 只有高速钢的1 量很高，韧性很差。 量很高，韧性很差。
TIC 刀具
（3）通用硬质合金 ） 主要成分是碳化钨、碳化钛、碳化钽（或碳化铌）及钴。 主要成分是碳化钨、碳化钛、碳化钽（或碳化铌）及钴。这 类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合金。 类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合金。 其牌号由“ 两字汉语拼音字首） 其牌号由“YW”（“硬”、“万”两字汉语拼音字首）加顺 （ 序号组成， 序号组成，如 YW1。 。
1.4 烧结成型
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 硬质合金烧结成型就是将粉末压制成坯料， 一定温度（烧结温度），并保持一定的时间（保温时间）， ），并保持一定的时间 ），然后 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， 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： 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： ：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， 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 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。 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， 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 氧化物，若在真空脱除成型剂和烧结时，碳氧反应还不强烈。 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 末颗粒间的接触应力逐渐消除， 结晶，表面扩散开始发生，压块强度有所提高。 结晶，表面扩散开始发生，压块强度有所提高。
硬质合金的烧结工艺
硬质合金的烧结工艺 Revised by Chen Zhen in 2021硬质合金烧结工艺硬质合金是由各种碳化物和铁族元素组成，例如WC-Co、WC-TiC-TaC-NbC-Co或是TiC-MoC-Ni。
这些材料的典型特点就是，通过液相烧结可以达到几乎100%理论密度，烧结后，低的残余孔隙度是成功应用硬质合金于金属切削、石油开采钻头或者金属成形模具等高应力使用工况的关键。
此外，必须仔细控制烧结工艺，以获得希望的显微组织和化学成分。
在很多应用场合，硬质合金都是以烧结态应用的。
烧结态合金表面经常承受条件苛刻的摩擦和应力，在大多数的切削金属应用中，刀头表面的磨耗深度只要超过0.2~0.4mm,工具就被判定报废，所以，提高硬质合金的表面性能是相当重要的。
烧结硬质合金的两种基本方法：一种是氢气烧结——在氢气中与常压下通过相反应动学来控制零件成分，另一种是真空烧结——采用真空环境或降低环境气体压强，通过减缓反应动力学来控制硬质合金成分。
真空烧结有着更为广泛的工业应用。
有时，还采用烧结热等静压和热等静压，这些技术都对硬质合金的生产有着重要的影响。
氢气烧结：氢气是还原性的气氛，但当氢气与烧结炉壁或承载装置发生反应时会改变其他成分，提供合适的碳化势以维持与硬质合金的热力学平衡。
在传统的硬质合金烧结中，要将混合料中的碳化物的含碳量调节到理论值，并在整个氢气烧结过程中维持这个值不变。
例如，烧结94WC-6CO硬质合金时，入炉时，碳含量为5.70~5.80%（质量分数），出炉时，则要维持在5.76+0.4%氢气烧结工艺的气氛控制能力对于钨钴类硬质合金来说是足够的，但是对于切钢工具用含碳化钛碳化钽或碳化铌的合金来说，气氛的氧化势太高，导致合金的成分变化，通常用真空烧结来减低这些，合金氧化物的含量，氢气烧结一般用机械推舟的方式，通过连续烧结来完成，可用一个单独的预烧炉除去润滑剂防止挥发物污染后的高烧结过程。
预烧结还可以调高生胚强度，使能对其进行粗切削加工，例如，进行车削和钻孔，预烧结温度在500~800摄氏度间，这主要取决于润滑剂除去的是否彻底及所需生胚强度。
硬质合金基础知识_OK
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2、按用途分类
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(约 3000吨左右)，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。
⑤ 其他硬质合金：如Cr3C2基硬质合金，以Cr3C2为主成 分，以Ni或Ni-W等作粘结剂所组成的硬质合金，通常 用作耐磨耐腐蚀零件。
此外还有两类重要的刀具材料，一类是陶瓷材料， 包括氧化铝系（白陶）、氮化硅系和赛隆陶瓷 （Si3N4/Al2O3）。另一类是超硬材料，聚晶金刚石 （PCD）和聚晶立方氮化硼PCBN。
H类：淬硬材料（GCr15淬火钢、Cr12、T12A等），传统牌号宜选用YM101、 YM201、YS8、YG8N、YNG151等，最好是用立方氮化硼刀片。
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六、牌号选用原则
对不同的被加工材料选择了各类别的合金后，还要根据 加工参数来选择牌号，一般来说，精加工考虑工件的表面质 量，即表面精度，加工时切削速度快，吃刀深度小，走刀量 小，振动小，冲击小，要求合金耐磨性好，硬度高，强度韧 性次之，就应选择晶粒细、钛含量高、钴含量低的合金；半 精加工耐磨性和强韧性适中，选用中颗粒碳化钨、Ti含量中 等、Co含量中等的合金；粗加工吃刀深度大，走刀量大，切 削速度慢，振动大，冲击大，就强调刀片的抗冲击性能要好， 耐磨性次之，应选用粗颗粒碳化钨、Ti含量低、Co含量高的 合金。
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yg20加工方案
YG20加工方案1. 引言YG20是一种硬质合金材料，广泛应用于机械加工领域。
本文档将介绍YG20加工方案，包括材料特性、加工工艺和注意事项。
2. 材料特性YG20是一种由钨碳化物和钴基合金组成的硬质合金材料。
其主要特性如下：•高硬度：YG20的硬度介于HB810-880之间，具有良好的耐磨性和耐冲击性。
•高抗压强度：YG20的抗压强度可达3000 MPa以上。
•良好的热稳定性：YG20在高温下仍能保持较好的硬度和强度。
•良好的耐腐蚀性：YG20能够抵抗大多数酸碱和腐蚀介质的侵蚀。
3. 加工工艺YG20的加工工艺主要包括切削加工和磨削加工。
3.1 切削加工切削加工是一种常用的加工方法，适用于YG20的车削、铣削和钻削等工艺。
3.1.1 车削车削是通过工件在车床上旋转，刀具沿着工件的轴向或切向进行切削的方法。
在YG20的车削过程中，需要注意以下几点：•刀具选择：YG20硬质合金具有较高的硬度，因此需要选择具有良好刚性和耐磨性的刀具。
常用的刀具材料有硬质合金刀具和陶瓷刀具。
•切削速度：切削速度的选择需要考虑YG20的硬度和强度。
一般来说，较高的切削速度可以提高加工效率，但也会增加刀具磨损的风险。
建议根据具体情况进行调整。
•切削深度和进给量：切削深度和进给量的选择需要综合考虑YG20的硬度和切削力。
过大的切削深度和进给量可能导致刀具破裂或工件表面质量下降。
3.1.2 铣削铣削是通过在工件上旋转刀具，沿着工件表面进行切削的方法。
在YG20的铣削过程中，需要注意以下几点：•刀具选择：对于YG20的铣削，常用的刀具有硬质合金铣刀和PVD 涂层刀具。
选择合适的刀具可以提高切削效率和工件表面质量。
•切削参数：切削参数的选择需要考虑YG20的硬度和强度，一般来说，较高的切削速度和进给量可以提高加工效率，但需要防止切削温度过高导致刀具破损。
3.1.3 钻削钻削是通过旋转切削工具，在工件上制造孔洞的方法，适用于YG20的钻削过程需要注意以下几点：•刀具选择：YG20的钻削可以选择硬质合金或高速钢钻头。
硬 质 合 金 基 本 知 识 介 绍
在制造钛钨钴合金时，碳化钛通常是以TiC-WC固 溶体（复式碳化物）的形式加入的，其原因是：工 业碳化钛一般均含有较多的氧（还有氮），并且 TiC与TiO的晶格类型相同，晶格常数相近，因而很 容易形成连续固溶体。如果碳化钛直接加入合金混 合料中，则在合金烧结时形成TiC-WC固溶体，这 时由于碳原子置换TiC晶格中的氧原子和氮原子而 析出CO和N2气体。这样，就阻碍了合金的正常收 缩，使合金的孔隙度增加。但是，在TiC-WC复式 碳化物形成的过程中，可以在很大程度上排除TiC 晶格中的氧和氮。因此，将碳化钛预先制成复式碳 化物加入合金中，将有利于合金的烧结，保证合金 的质量。
混合料的制备
制备混合料的目的，在于使碳化物和粘结金
属粉末混合均匀，并且使它们进一步磨细。 硬质合金成品的性能，在很大程度上取决于 混合料的制备方法。
精密全自动压力机
硬质合金的烧结原理
烧结是粉末冶金制品生产中重要的工序之一，
其目的是使制品强化，以达到最终要求的物 理机械性能，硬质合金的烧结是典型的液相 烧结过程，它的烧结过程可分为三个阶段：
二、WC-TiC-Co硬质合金
WC-TiC-Co（YT）类硬质合金适于加工塑性材料如 钢材。钢料由于加工时塑性变形很大，与刀具之间 的摩擦剧烈，因此切削温度高。YT类合金具有较高 的硬度，特别是有较高的耐热性，在高温时的硬度 和抗压强度比YG类合金高，抗氧化性能好。另外， 在加工钢材时，YT类合金有很高的耐磨性。YT类 硬质合金的导热性较差，切削时传入刀具的热量较 少，大部分的热量集中在切削中，切削受强热后会 发生软化，因而有利于切屑过程的顺利进行。 YT类硬质合金中含钴量较多、含碳化钛较少时，抗 弯强度较高，较能承受冲击，适于作粗加工用；含 钴量较少、含碳化钛较多时，耐磨性及耐热性较好， 适于作精加工用。但含碳化钛愈高，其磨加工性和 焊接性能也愈差，刃磨及焊接时容易产生裂纹。
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硬质合金生产工艺
硬质合金是一种具有高硬度、高耐磨性和高强度的材料，主要由钨碳化物和金属结合相组成。
它在冶金、矿山、建筑和机械加工等行业中广泛应用。
硬质合金的生产工艺包括原材料准备、合金制备、成型和热处理等过程。
首先是原材料准备。
主要原材料包括金属钨、钛等粉末以及碳化钨、碳化钛等金属化合物粉末。
这些金属和金属化合物粉末需要经过筛分和洗净等处理，以确保其质量。
然后是合金制备。
将金属粉末和金属化合物粉末按照一定比例混合在一起，并加入一定量的粘结剂，进行混合和搅拌，形成均匀的混合物。
混合物通常以球磨机进行研磨，以提高混合度和颗粒细度。
接下来是成型。
将混合物通过压制机进行压制，使其成型为固体坯料。
压制过程需要根据所需产品的形状和尺寸进行模具设计和选择，以确保成型的精度和一致性。
最后是热处理。
压制成型的坯料需要经过热处理，以提高其硬度和耐磨性。
热处理工艺包括高温煅烧和真空退火等过程。
高温煅烧可以将混合物中的弹性成分转化为硬质的金属碳化物相，增强材料的硬度。
真空退火可以提高材料的密度和强度。
硬质合金的生产工艺中还包括其他一些辅助工艺，如溶剂挤压、
热等静压和精加工等。
溶剂挤压可以进一步提高材料的致密度和均匀性。
热等静压可以改善材料的显微结构和力学性能。
精加工可以通过磨削和切削等方法，将硬质合金加工成所需形状和尺寸的成品。
总之，硬质合金的生产工艺是一个综合性的过程，包括原材料准备、合金制备、成型和热处理等多个环节。
通过这些工艺，可以获得具有高硬度、高耐磨性和高强度的硬质合金材料，以满足各个行业的需求。