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制作粉碎机刀片的好材料硬质合金

制作粉碎机刀片的好材料硬质合金

制作粉碎机刀片的好材料硬质合金

硬度与韧性

WC-Co硬质合金在兼具硬度和韧性方面具有独到优势。碳化钨(WC)本身具有很高的硬度(超过刚玉或氧化铝),而且在工作温度升高时其硬度也很少下降。但是,它缺乏足够的韧性,而这对于切削刀具是必不可少的性能。为了利用碳化钨的高硬度,并改善其韧性,人们利用金属结合剂将碳化钨结合在一起,从而使这种材料既具有远远超过高速钢的硬度,同时又能够承受在大多数切削加工中的切削力。此外,它还能承受高速加工所产生的切削高温。

制粉工艺

碳化钨粉是通过对钨(W)粉进行渗碳处理而获得的。碳化钨粉的特性(尤其是其粒度)主要取决于原料钨粉的粒度以及渗碳的温度和时间。化学控制也至关重要,碳含量必须保持恒定(接近重量比为6.13%的理论配比值)。为了通过后续工序来控制粉体粒度,可以在渗碳处理之前添加少量的钒和/或铬。不同的下游工艺条件和不同的最终加工用途需要采用特定的碳化钨粒度、碳含量、钒含量和铬含量的组合,通过这些组合的变化,可以产生各种不同的碳化钨粉。

工件制造

硬质合金工件可采用多种工艺方法成型。根据工件的尺寸、形状复杂水平和生产批量,大部分切削刀片都是采用顶压和底压式刚性模具模压成型。在每一次压制时,为了保持工件重量和尺寸的一致性,必须保证流入模腔的粉料量(质量和体积)都完全相同。粉料的流动性主要通过团块的尺寸分布和有机结合剂的特性来控制。通过在装入模腔的粉料上施加10-80ksi(千磅/平方英尺)的成型压力,就可以形成模压工件(或称“坯件”)。

即便在极高的成型压力下,坚硬的碳化钨颗粒也不会变形或破碎,而有机结合剂却被压入碳化钨颗粒之间的缝隙之中,从而起到固定颗粒位置的作用。压力越高,碳化钨颗粒的结合就越紧密,工件的压制密度就越大。

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