硬质合金作为“工业的牙齿”,是现代工具必不可少的材料,其应用日益广泛,在石油天然气、煤矿采掘、流体控制、工程机械、航空航天等诸多领域倍受欢迎。那么,该如何利用有限的资源提高更高的效率呢?这就需要改善硬质合金的性能来提高使用寿命和工作效率。西迪小编今天要和大家分享的就是改善硬质合金性能的途径。
一、提高原材料的质量
1.提高原材料的纯度
据认为,含量在200PPm以下的Na、Li、B、F、A1、P、K等微量元素对N粉的还原、碳化和硬质合金的烧结均有不同程度的影响,而对合金性能和组织结构的影响也很值得研究。例如:高强度,高冲击韧性的合金(如矿用合金和铣削刀具)要求高,而冲击载荷不大但要求加工精度高的连续切削刀具合金则对原料纯度的要求不大高。
2.控制原料的粒度及其分布
避免碳化物或钴粉原料中出现过大的颗粒,防止合金在烧结时生成粗大碳化物晶粒和钴池。
同时控制原料的粒度与粒度组成,以满足不同产品的需要。如切削工具应选用费氏粒度小于2微米的碳化钨粉,耐磨工具应选用2-3微米的碳化钨粉,而矿山工具则应当选用大于3微米的碳化钨粉。
二、改善合金的组织结构
超细晶粒合
碳化物晶粒度小于1μm,能同时具有较高的硬度和韧性。
非均质结构合金
非均匀结构合金是将二种不同成分或不同粒度的混合料混合在一起制成的在显微组织上或成分不均匀的特殊品种的硬质合金,它往往兼有粗晶粒合金的高韧性和细晶粒合金的高耐磨性,或兼有高钴合金的高韧性和低钴合金的高耐磨性。
超结构合金
通过特殊生产工艺使合金的组织由那些富钴的金属脉连结起来的定向不等轴碳化钨单晶薄片区域组成,这种合金在遭受反复压缩冲击时有突出的耐磨性和极高的耐用度。
梯度合金
成分有梯度变化的合金,导致硬度、韧性呈现梯度变化。
三、改进或选用新的硬质相及粘结相
四、表面硬化处理
解决硬质合金的耐磨性与韧性,硬度与强度之间的矛盾,
涂层:以物理或化学的方法在韧性较好的硬质合金的表面沉积一层TiC或TiN以增加合金的耐磨性,
渗硼、氮化、电火花堆敷等目前发展最迅速的是涂层硬质合金。
五、添加元素或化合物
六、硬质合金的热处理