硬質合金球的化學成分

硬質合金球是以高硬度難熔金屬的碳化鎢粉末為主要成分，結合粘結劑通過粉末冶金工藝燒結製成的球形材料，其化學成分可歸納如下：

一、核心成分：高硬度難熔金屬碳化物

1. 碳化鎢（WC）

含量範圍：通常占硬質合金球總品質的75%~97%，是硬質合金球的主要成分。

作用：提供極高的硬度和耐磨性，是硬質合金球高強度、抗磨損性能的基礎。

2. 碳化鈦（TiC）

含量範圍：部分牌號中添加，占比可達43%~45%。

作用：進一步提升硬度和耐高溫性能，適用於高溫、高速磨損環境。

3. 其他碳化物

碳化鉭（TaC）或碳化鈮（NbC）：在鎢鈦鉭（鈮）類硬質合金（YW系列）中添加，可增強抗粘結性和抗擴散磨損能力。

二、粘結劑：金屬粘結相

1. 鈷（Co）

含量範圍：3%~25%，常見牌號如YG6（含鈷6%）、YG8（含鈷8%）。

作用：作為粘結劑，將碳化物顆粒緊密結合，提高材料的韌性和抗衝擊性能。鈷含量越高，韌性越好，但硬度和耐磨性會相應降低。

2. 鎳（Ni）

含量範圍：部分牌號中替代鈷或與鈷共存，占比可達18%~20%。

作用：改善耐腐蝕性，適用於腐蝕性環境。

3. 鉬（Mo）

含量範圍：少量添加。

作用：與鈷或鎳協同作用，優化材料的高溫性能和抗蠕變能力。

三、其他微量元素

1. 碳化鉻（Cr₃C₂）

含量範圍：1.5%~2%。

作用：抑制晶粒長大，細化組織，提高硬度和耐磨性。

2. 釩（V）、釔（Y）等

含量範圍：極少量（如0.1%~0.5%）。

作用：進一步細化晶粒，提升材料的高溫硬度和抗氧化性能。

四、典型牌號與成分示例

1. YG6硬質合金球

成分：WC 94%、Co 6%。

特性：高硬度（HRA 89.5~90.5）、高耐磨性，適用於軸承滾珠、沖孔模具等。

2. YT15硬質合金球

成分：WC 85%、TiC 15%、Co 適量。

特性：耐高溫、抗粘結，適用於切削刀具、耐磨零件。

五、成分與性能的關係

1. 高WC含量：提高硬度和耐磨性，但韌性降低。

2. 高Co含量：增強韌性和抗衝擊性，但犧牲硬度和耐磨性。

3. 添加TiC、Cr₃C₂等：細化晶粒，提升高溫性能和抗磨損能力。

4. 鎳、鉬的加入：改善耐腐蝕性和高溫穩定性。