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鈦基硬質(zhì)合金的性能

更新時間:2015-11-27來源:雅安長發(fā)
鈦基硬質(zhì)合金是以TiC或Ti(C,N)為主要成份(占60%~80%以上),Ni-Mo或Ni-Co-Mo作粘結(jié)相的硬質(zhì)合金。鈦基硬質(zhì)合金的英 文名為“Cermet”。它是由陶瓷(ceramics)的詞頭cer與金屬(metal)的詞頭met結(jié)合起來構(gòu)成的。這類合金過去有人稱之為“金屬陶 瓷”。但國際標(biāo)準化組織ISO153-1991將其劃歸在硬質(zhì)合金大類內(nèi)(材料代號HT),而不是陶瓷材料大類內(nèi)。為了區(qū)別于國內(nèi)習(xí)稱的“金屬陶瓷”—— 在Al2O3-TiC中加入少量粘結(jié)金屬(Ni和Mo等)的陶瓷,所以本文使用國際標(biāo)準化組織用語“鈦基硬質(zhì)合金”。

    傳統(tǒng)的K(YG)類、P(YT)類、M(YW)類硬質(zhì)合金,都屬于WC基合金。因為在它們當(dāng)中,硬質(zhì)相主要是WC,其含量達65%~97%。而鈦基硬質(zhì)合 金不含或少含WC,與WC基合金相比,它的密度小,硬度較高,對鋼的摩擦因數(shù)較小,切削時抗粘結(jié)、抗擴散磨損的能力較強,具有極好的耐磨性,但抗崩刃性稍 差。近幾年來,由于控制了燒結(jié)溫度與燒結(jié)氣氛,以及晶粒細化等措施,性能大大提高。多種商業(yè)牌號的Cermet材料大量涌現(xiàn),應(yīng)用范圍不斷擴大。它除可制 造車、銑刀具外,還可制造鉆頭、鉸刀以及齒輪滾刀等復(fù)雜刀具,用其制造的齒輪滾刀的切削速度高達560m/min(齒輪模數(shù)1.5),工效比粉末冶金高速 鋼(PM HSS)高2倍,用Cermet制造的鉸刀能進行高速鉸孔,切削速度可達150m/min。鈦基硬質(zhì)合金的性能介于陶瓷和WC基硬質(zhì)合金之間,其切削速度 可填補WC基硬質(zhì)合金和陶瓷材料之間的一段空白,可用于高速切削各類鋼材,尤其適于鋼材的精加工和半精加工。據(jù)國外切削專家預(yù)測,今后在鋼的切削方 面,TiC基和Ti(C,N)基硬質(zhì)合金所占比重將達到可轉(zhuǎn)位刀片總需求量50%,并將成為銑削鋼材的最佳刀具材料。

表1 部分國產(chǎn)的TiC基及強韌TiC基硬質(zhì)合金牌號的性能和使用范圍

牌號 化學(xué)成分
(%)
物理機械性能 使用范圍 相當(dāng)于
ISO
密度
(g/cm3
硬度
(HRA)
抗彎強度
(GPa)
YN05 TiC78, Ni10,Mo12 5.9 93 0.9 適用于鋼、合金鋼、不銹鋼、淬硬鋼、鑄鐵和合金鑄鐵的高速精加工 P01
YN10 TiC62,WC15, Ni12,Mo10 6.3 92 1.1 適于碳鋼、合金鋼、不銹鋼、工具鋼及淬硬鋼的高速連續(xù)切削加工 P05
YN15 TiC43,WC21, Ni+Mo25,還含有TaC及Co 7.1~7.5 90.5 1.25 適于一般鋼材的精加工和半精加工 P15
YN501 TiC,Ni,Mo, WC 5.5~6.0 93 0.9 高速、小切削斷面連續(xù)切削碳鋼及合金鋼 P01
YN510 TiC,Ni,Mo, WC,TaC 6.0~6.5 91~92 1.25 高速、中小切削斷面連續(xù)切削碳鋼、合金鋼及鑄鐵 P10
YN501N TiC,Ni,Mo, WC,TaC,TiN 6.0~6.5 93 1.0 高中速、中小切削斷面連續(xù)切削碳鋼、合金鋼及鑄鐵 P01
K01
YN510N TiC,Ni,Mo, WC,TaC,TiN 6.0~7.0 91~92 1.2~1.4 中速、中小切削斷面連續(xù)切削碳鋼、合金鋼及鑄鐵 P10
YN520N TiC,Ni,Mo, WC,TiN 6.0~7.0 91 1.4~1.6 中低速、中等切削斷面連續(xù)切削碳鋼和合金鋼 P20
注:YN05、YN10和YN15是湖南株洲硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)的牌號;YN501等是四川自貢硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)的牌號