鈦基硬質(zhì)合金的類型及應用
鈦基硬質(zhì)合金按其組成和性能不同,常用的有以下三種類型:1) TiC基合金;2) 添加其它碳化物(如WC、TaC等)和金屬(如Co)的強韌TiC基合金;3) Ti(C,N)基合金。TiC基硬質(zhì)合金 TiC基硬質(zhì)合金是以TiC為主要成份的TiC-Ni-Mo合金。Ni作為粘結(jié)金屬,增加其含量,可提高合金的強度,但卻會使合金的硬度降低。向Ni中添加Mo(或Mo2C),可改善液態(tài)金屬對TiC的濕潤性,使TiC晶粒變細。當Ni含量一定時(如含10%Ni),增加Mo的含量,可提高合金的強度和硬度。Ni和Mo的含量通常為20%~30%。
由于TiC的熔點(達3250℃)高于WC(2630℃),密度只有WC的1/3,抗氧化性能遠優(yōu)于WC,故TiC基硬質(zhì)合金除具有硬度高(一般可達91HRA~93.5HRA,高的可達94HRA~95HRA)、耐磨性好、抗月牙洼磨損能力強等特點外,還具有較高的抗氧化、抗粘結(jié)和耐高溫等性能,在1100~1300℃的高溫下仍能進行高速切削,切削鋼料時有較低的磨損率,可用來替代目前廣泛使用的WC-Co基硬質(zhì)合金而大大降低成本(W、Co價貴,為國際上緊缺資源),因而近年來發(fā)展很快。國外一些性能優(yōu)異的硬質(zhì)合金制品,如奧地利Metallwerk Plansee公司生產(chǎn)的WZ系列、英國Hard Metal Tools公司生產(chǎn)的HR系列、日本Tungaloy公司生產(chǎn)的NTK系列、美國Kennametal公司生產(chǎn)的K系列和美國Firth Sterling公司生產(chǎn)的FS系列與我國湖南株洲硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)的YN系列都是TiC基硬質(zhì)合金產(chǎn)品。
國內(nèi)目前通常使用的TiC基硬質(zhì)合金牌號是YN05,用其切削正火和調(diào)質(zhì)狀態(tài)下的鋼材,其切削性能優(yōu)于WC基合金P01(YT30)。由于TiC的屈服強度低,其值為4GPa,僅為WC屈服強度的2/3,故其韌性稍差。而TiC的彈性模量(321 GPa)也不到WC彈性模量(710GPa)的一半,加以TiC是面心立方晶格,滑移系多,抗塑性變形能力低。此外,TiC的導熱性也遠較WC為小,切削刃處的局部溫度很高,容易產(chǎn)生塑性變形,故TiC基合金主要適用于鋼材的精加工和半精加工。