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硬质合金牌号:了解不同类型的刀具应用与性能

硬质合金刀具材料.1
硬质合金是一种广泛应用于切削、钻孔、铣削等金属加工领域的刀具材料。了解硬质合金的不同牌号及其应用对于选择正确的刀具至关重要。在本文中,我们将探讨硬质合金的三类主要牌号:单纯型、微晶型和合金型,并详细介绍它们的特性和应用领域。

一、单纯型硬质合金牌号

单纯型硬质合金牌号主要含有碳化钨(WC)和钴(Co)作为结合剂。这类牌号的硬质合金具有较高的硬度和优异的耐磨性,适用于加工铁、钢、铸铁等材料。单纯型牌号按照ISO牌号体系可分为K、N和S牌号系列。钴含量较高的单纯型牌号具有较好的韧性,适用于加工铸铁和有色金属;而钴含量较低的单纯型牌号具有较高的硬度,适用于加工钢铁材料。

二、微晶型硬质合金牌号

微晶型硬质合金牌号含有6%-15%的钴。通过添加碳化钒和(或)碳化铬,可以获得粒度小于1μm的细晶粒结构。微晶型牌号具有非常高的硬度和500ksi以上的横向断裂强度,使得这类刀具在高强度和足够的韧性之间找到平衡。微晶型牌号可以按照ISO牌号体系中的M牌号系列进行分类,其他分类方法与单纯型牌号相同。微晶牌号可用于制造切削较软工件材料的刀具,并且在加工镍基超级合金等高温合金和特殊材料时具有良好的性能。

三、合金型硬质合金牌号

合金型硬质合金牌号主要用于切削加工钢件,其钴含量通常为5%-10%,晶粒尺寸范围为0.8-2μm。通过添加碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)和碳化铌(NbC)等立方碳化物,可以改善刀具的强度、抗月牙洼磨损能力和耐热冲击性。立方碳化物还能提高刀具的红硬性,避免刀具在高温切削过程中发生热变形。

合金型硬质合金牌号的硬度范围为HRA91-94,横向断裂强度为150-300ksi。虽然它们的耐磨料磨损性能和强度相对较差,但在耐粘结磨损方面表现优越。这类牌号在C牌号体系中可分为C5-C8,在ISO牌号体系中可按P和M牌号系列进行分类。具有中间特性的合金型牌号(如C6或P30)可用于车削、攻丝、刨削和铣削加工;硬度最高的牌号(如C8和P01)适用于精车和镗削加工;韧性最好的牌号(如C5或P50)适用于粗加工。

合金型硬质合金牌号还可用于切削加工不锈钢和可锻铸铁,以及加工有色金属(如镍基超级合金)。这些牌号的晶粒尺寸通常小于1μm,钴含量为8%-12%。硬度较高的牌号(如M10)可用于车削加工可锻铸铁;而韧性较好的牌号(如M40)可用于铣削和刨削钢件,或者用于车削不锈钢或超级合金。

此外,合金型硬质合金牌号也可用于非金属切削类用途,主要用于制造耐磨零件。这些牌号的粒度通常为1.2-2μm,钴含量为7%-10%。在生产这些牌号时,通常会加入很大比例的回收原料,以提高成本效益。耐磨零件需要具有很好的耐腐蚀性和较高的硬度,在生产此类牌号时,可以通过添加镍和碳化铬来获得这些性能。

总结

了解硬质合金的不同牌号及其应用是选择正确刀具的关键。三类主要牌号(单纯型、微晶型和合金型)在硬度、耐磨性、韧性等方面具有不同特点,因此在不同加工场景中有各自的优势。为了满足刀具制造商在技术性和经济性上的双重要求,硬质合金粉料成为关键要素。针对刀具制造商的加工设备和工艺参数而设计的粉料可确保成品工件的性能,并导致了数百种硬质合金牌号的出现。硬质合金材料可循环利用的特点以及可直接与粉料提供商合作的能力,使刀具制造商能够有效控制其产品质量和材料成本。

在实际应用中,根据加工对象的特性和加工需求,合理选择硬质合金牌号能够提高生产效率,降低成本,并确保工件的质量。此外,通过对原材料、生产工艺以及烧结工艺条件的严格控制,可以确保硬质合金材料的性能稳定,从而满足各种切削加工需求。

在今后的发展中,随着新材料和新工艺的不断涌现,硬质合金牌号将不断优化和发展。通过研究和开发,新的硬质合金牌号将更好地满足不同行业和领域的切削加工需求。因此,了解硬质合金牌号及其应用,对于提高生产效率、降低成本和保证产品质量具有重要意义。