硬质合金刀具的PVD、CVD涂层技术

对比目前约有80%的硬质合金刀具采用CVD技术进行超硬材料涂层。自20世纪80年代初TiNPVD涂层高速钢刀具投入工业应用以来,人们一直在探索能否用PVD代替CVD工艺对硬质合金刀片进行涂层。

与CVD涂层技术相比较而言,PVD涂层技术有以下几个优点:
(1)PVD技术沉积温度低,可以在500℃左右沉积TiN等超硬涂层,因此不会降低基体材料原有抗弯强度,涂层与基体间也不会产生η相,扩大了应用范围;
(2)涂层具有微细结构,在涂层内部产生压应力,抗裂纹扩展能力强;
(3)涂层表面光滑,比CVD涂层更能有效地阻止前刀面上的横裂纹扩展,同时可降低摩擦系数;
(4)可以使用刃口锋利的刀具作基体,这一点对于高速切削非常重要。

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木工硬质合金圆锯质量标准

木工硬质合金圆锯质量标准

国家技术监督局颁布的《GB/T14388-93》《木工硬质合金圆锯片质量标准》(以下称国标)。内容包括锯片基体材质和硬质合金刀头牌号以及热处理硬度要求,刀头焊接的剪切强度等。关于成品锯片的形状位置偏差和尺寸偏差所规定的精度要求,客观地说已经不能满足大部分用户的要求。根据我们多年来制造和经营实践,一片好的锯片应该满足以下要求。

一、静态质量要求:
1、 尺寸偏差:锯片孔径和刃宽的尺寸偏差应在较小的范围内,锯齿的角度应根据切割对象而设计的相应角度应保证一致和合理。
2、形位偏差:孔径对外径的同心度(径向跳动)误差和每齿刃尖保证在同一平面(轴向跳动或称端跳),对加工质量尤为重要。锯齿与基体轴向对称度应严格控制偏差。
3、 表面粗糙度:锯齿加工面粗糙度对工件被加工表面产生一定的影响。而基体表面的加工粗糙度则另当别论。
4、 焊接牢度:焊缝焊料整洁无缝隙无假焊。
5、 外观:锯齿齿尖不得有崩裂,缺陷。基体无裂缝和锈蚀。

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废旧硬质合金的回收利用工艺

自从硬质合金问世以来,回收利用问题就一直为业内人士所关注。由于硬质合金是以碳化钨和稀有金属钻为主要原料,其经济价值和制造成本比较高,钨钻的回收是一项极有价值的回收领域。

从上个世纪的五十年代,一些回收利用工艺就已开发出来并应用到实际生产过程中。最早的回收利用工艺能耗高、设备比较复杂,而且对环境的影响较大。硬质合金硬度非常大而且致密度较高,很难在常温下被一些无机酸碱所溶解,因此在如何回收硬质合金上费了不少的周折。

根据我们所掌握的情况,目前已有的回收利用工艺主要有几大类,一是所谓的高温处理法,其中有:硝石熔融法、空气氧化烧结法、通氧锻烧法等;二是机械破碎法,其中有:冷碎粉碎法、热碎粉碎法、锌熔法等;三是化学处理法,其中有金属多价盐处理法、氯化法、磷酸浸出法、盐酸处理法等;四是电化学法,有以碱作电介质、以盐酸或硫酸、硝酸作电介质的不同工艺路线;还有用通高压氧、以氨水或胺溶液浸取法;淡基化合物法和水蒸气升华三氧化钨的分解法等等。

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钢结硬质合金

钢结硬质合金(steel—bonded carbide)是指以难熔金属硬质化合物为硬质相、以钢作粘结相制成的硬质合金。

钢结硬质合金的特性:

钢结硬质合金兼有碳化物的硬度和耐磨性以及钢的良好力学性能,主要用作耐磨零件和机器构件。其组织特点是微细的硬质相均匀弥散地分布于钢的基体中。钢结硬质合金由于含有大量的钢基体,因而具有可热处理性和加工性。

钢结硬质合金最早出现在美国,1955年格策尔(C.G.Goetze)等研制了高速钢钢结TiC基合金;同一时期,美国铬公司用熔浸法和液相烧结法制取钢结硬质合金,并以Ferro—Tic为商标投放市场。70年代发展缓慢,直到80年代中期,钢结硬质合金又重新活跃起来。中国自60年代初研制成功TiC基钢结硬质合金,70年代研制成功WC基钢结硬质合金。70年代前苏联、美国、日本、前联邦德国、荷兰等国不断研究开发新的钢结硬质合金产品。

钢结硬质合金的硬质相向多样化方向发展。除TiC外,已开发出许多新型硬质相如WC、TiN、TiCN、wC—Co等;钢结硬质合金粘结相的钢种不断扩大,如各种成分碳钢、合金钢、工具钢、高速钢、高锰钢、耐热钢和不锈钢等。钢结硬质合金的成分范围不断拓宽,以往合金中钢基体含量一般为50%~75%(质量分数),正向两头延伸,一头向硬质合金领域延伸,提高硬质相含量,最高可达92%;另一头向高速钢领域延伸,提高钢基体含量,最高可达90%。可见钢结硬质合金与普通硬质合金和高速钢的界线正在逐渐消失,俄罗斯已把钢结硬质合金改名为“碳化物钢”。由于钢结硬质合金的综合性能优异,使其应用范围不断扩大。通过选择不同钢种和成分作粘结剂,可制取具有特定性能的合金,以适应各种不同应用领域的要求。

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常用硬质合金力学性能和物理性能

硬质合金的力学性能和物理性能与化学成分之间有以下的变化规律。

① 硬度 硬质合金的硬度一般在HRA86~93之间,并随着硬质合金中含钴量的增加而降低。在YT类硬质合金中,硬度随碳化钛含量的增加而提高。硬质合金的红硬性比较好,只有当使用温度高于500℃时,硬质才开始降低。但是在1000~1100℃的高温下,硬度仍可高达HRA73~76。

② 抗弯强度 常温时硬质合金的抗弯强度在90~150MPa之间,并且含钴量越高抗弯强度越高。

③ 冲击韧性 硬质合金的脆性很高,且几乎与温度无关。在高温时,钢的冲击韧性比硬质合金大数百倍。在镶焊硬质合金工具时,不允许对硬质合金刀片做冲击性的压紧。硬质合金的冲击韧性与合金中含钴量有关。含钴量越高,冲击韧性也越高。

④ 热导率 钨钴合金的热导率为0.58~0.88J/cm.s.℃,比高速钢约高1倍,而钨钛钴合金的热导率仅为0.17~0.21J/cm.s.℃,比高速钢低。硬质合金的热导率随钴含量增加而增加,而钨钛钴合金的热导率随碳化钛的含量增加而降低。

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