C17N硬質(zhì)合金

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C17N硬質(zhì)合金性能

鎢鋼

鎢鋼（硬質(zhì)合金）具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)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(shí)仍有很高的硬度。 

鎢鋼，又稱為硬質(zhì)合金，是指至少含有一種金屬碳化物組成的燒結(jié)復(fù)合材料。碳化鎢，碳化鈦，碳化鉭是鎢鋼的常見組份。碳化物組份(或相)的晶粒尺寸通常在0.2-10微米之間，碳化物晶粒使用金屬粘結(jié)劑結(jié)合在一起。粘結(jié)劑通常是指金屬鈷(Co)，但對(duì)一些特別的用途，鎳(Ni)，鐵(Fe)，或其它金屬及合金也可使用。對(duì)于一個(gè)待定的碳化物和粘結(jié)相的成份組合稱之為“牌號(hào)”。

鎢鋼的分類根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。這種分類的依據(jù)是工件的材料種別(如P,M,K,N,S,H牌號(hào))。粘結(jié)相成份主要是利用其強(qiáng)度和耐蝕性。

鎢鋼的基體由兩部分組成：一部分是硬化相；另一部分是粘結(jié)金屬。粘結(jié)金屬一般是鐵族金屬，常用的是鈷、鎳和鈦。因此就有了鎢鈷合金、鎢鎳合金及鎢鈦鈷合金。

含鎢的鋼材，比如高速鋼和某些熱作模具鋼，鋼材中含鎢對(duì)鋼材硬度和耐熱性能有很顯著的提高，但是韌性會(huì)急劇下降。

鎢資源的主要應(yīng)用也是硬質(zhì)合金，也就是鎢鋼。硬質(zhì)合金，被稱為現(xiàn)代工業(yè)的牙齒，鎢鋼制品的使用程度非常廣泛。[1]

我國硬質(zhì)合金產(chǎn)業(yè)存在的主要問題：一是企業(yè)規(guī)模較小，產(chǎn)業(yè)集中度不高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，199家硬質(zhì)合金企業(yè)平均年產(chǎn)能176噸，平均年產(chǎn)量僅86噸，年產(chǎn)量在1000噸以上的企業(yè)只有4家。二是科技投入較少，缺乏 ** 技術(shù)人才，技術(shù)研發(fā)能力較弱。我國硬質(zhì)合金工業(yè)在科技方面的投入不到銷售收入的3%，科技研發(fā)水平不高，原創(chuàng)性核心技術(shù)成果較少。三是產(chǎn)品質(zhì)量水平較低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有待調(diào)整。我國硬質(zhì)合金產(chǎn)量占 ** 總產(chǎn)量的40%以上，但硬質(zhì)合金銷售收入不足全球的20%，主要是由于高性能超細(xì)合金、高精度高性能研磨涂層刀片、超硬工具材料、復(fù)雜大異制品、精密硬質(zhì)合金數(shù)控刀具等高附加值產(chǎn)品產(chǎn)量較少、深加工配套不足以及品種不全所致。

隨著中國汽車產(chǎn)業(yè)急速擴(kuò)張，汽車零部件加工的切削工具的需求不斷增大，中國鋼鐵、交通、建筑等領(lǐng)域?qū)τ操|(zhì)合金的需求也愈發(fā)旺盛。在國外硬質(zhì)合金跨國公司的戰(zhàn)略圖景中，中國市場已經(jīng)悄然由配角變?yōu)橹鹘恰?

分析指出，到“十二五”末期，我國硬質(zhì)合金產(chǎn)量達(dá)到3萬噸，銷售收入達(dá)到300億元，深加工產(chǎn)品產(chǎn)量占硬質(zhì)合金總量的40%以上。出口相比“十一五”將翻一番，力爭超過10億美元。硬質(zhì)合金將向精深加工、工具配套方向發(fā)展;向超細(xì)、超粗及涂層復(fù)合結(jié)構(gòu)等方向發(fā)展;向循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展;向精密化、小型化方向發(fā)展。[2]

2成分結(jié)構(gòu)

燒結(jié)過程 

鎢鋼燒結(jié)成型就是將粉末壓制成坯料，再進(jìn)燒結(jié)爐加熱到一定溫度（燒結(jié)溫度），并保持一定的時(shí)間（保溫時(shí)間），然后冷卻下來，從而得到所需性能的鎢鋼材料。

鎢鋼燒結(jié)過程的四個(gè)基本階段：

1、脫除成形劑及預(yù)燒階段，在這個(gè)階段燒結(jié)體發(fā)生如下變化：

成型劑的脫除，燒結(jié)初期隨著溫度的升高，成型劑逐漸分解或汽化，排除出燒結(jié)體，與此同時(shí)，成型劑或多或少給燒結(jié)體增碳，增碳量將隨成型劑的種類、數(shù)量以及燒結(jié)工藝的不同而改變。

粉末表面氧化物被還原，在燒結(jié)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(jié)時(shí)，碳氧反應(yīng)還不強(qiáng)烈。粉末顆粒間的接觸應(yīng)力逐漸消除，粘結(jié)金屬粉末開始產(chǎn)生回復(fù)和再結(jié)晶，表面擴(kuò)散開始發(fā)生，壓塊強(qiáng)度有所提高。

2、固相燒結(jié)階段（800℃——共晶溫度）

在出現(xiàn)液相以前的溫度下，除了繼續(xù)進(jìn)行上一階段所發(fā)生的過程外，固相反應(yīng)和擴(kuò)散加劇，塑性流動(dòng)增強(qiáng)，燒結(jié)體出現(xiàn)明顯的收縮。

3、液相燒結(jié)階段（共晶溫度——燒結(jié)溫度）

當(dāng)燒結(jié)體出現(xiàn)液相以后，收縮很快完成，接著產(chǎn)生結(jié)晶轉(zhuǎn)變，形成合金的基本組織和結(jié)構(gòu)。

4、冷卻階段（燒結(jié)溫度——室溫）

在這一階段，鎢鋼的組織和相成分隨冷卻條件的不同而產(chǎn)生某些變化，可以利用這一特點(diǎn)，對(duì)鎢鋼進(jìn)行熱處理以提高其物理機(jī)械性能。

應(yīng)用介紹

鎢鋼屬于硬質(zhì)合金，又稱之為鎢鈦合金。硬度可以達(dá)到89~95HRA，正因如此，鎢鋼的產(chǎn)品（常見的有鎢鋼手表），具有不易被磨損，堅(jiān)硬不怕退火，但質(zhì)脆的特性。

硬質(zhì)合金中主要成分為碳化鎢和鈷，其占所有成分的99%，1%為其他金屬，所以也被稱作鎢鋼。

常用于高精度機(jī)械加工、高精度刀具材料、車床、沖擊鉆鉆頭、玻璃刀刀頭、瓷磚割刀之上，堅(jiān)硬不怕退火，但質(zhì)脆。屬于稀有金屬之列。

鎢鋼（硬質(zhì)合金）具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)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(shí)仍有很高的硬度。硬質(zhì)合金廣泛用作材料，如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等，用于切削鑄鐵、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。新型硬質(zhì)合金的切削速度等于碳素鋼的數(shù)百倍。