硬質(zhì)合金作為現(xiàn)代工業(yè)的牙齒,其質(zhì)量控制是生產(chǎn)的主要事項(xiàng),任何一個(gè)生產(chǎn)工藝流程都必須嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí),硬質(zhì)合金成分結(jié)構(gòu)直接影響到性能關(guān)系。
硬質(zhì)合金的性能受硬質(zhì)相和黏結(jié)相成分與結(jié)構(gòu)的影響。一般而言,硬質(zhì)相含量較高且晶粒較細(xì)時(shí),合金的硬度高,耐磨性好,抗沖擊性較差。合金中缺碳時(shí),出現(xiàn)η相(脫碳相),合金性能變脆,碳化鈦或碳化鉭含量較高時(shí),合金的紅硬性提高,抗月牙洼磨損能力增強(qiáng),硬質(zhì)合金刀片的切削性能更好。
黏結(jié)相的成分與結(jié)構(gòu)也對硬質(zhì)合金的性能產(chǎn)生重要影響。在硬質(zhì)合金生產(chǎn)中,Co是一種良好的黏結(jié)金屬,與Ni、Fe比較,Co與硬質(zhì)相的濕潤性好,所黏結(jié)的硬質(zhì)合金性能通常比Ni、Fe黏結(jié)的高。由于Ni的磁性低,耐腐蝕性好,使WC-Ni作為無磁合金或耐腐蝕合金,在性能上優(yōu)于WC-Co合金。
碳與鐵生成穩(wěn)定的Fe3C,它妨礙硬質(zhì)合金的黏結(jié)與燒結(jié)。且鐵易與碳化物形成脆性的三元化合物,使合金的脆性增加,鐵黏結(jié)的硬質(zhì)合金硬度雖然不低,但強(qiáng)度與鈷黏結(jié)的合金差距較大。
為強(qiáng)化黏結(jié)相,改善硬質(zhì)合金的性能,研究出不同成分與結(jié)構(gòu)的新黏結(jié)相。利用W和C使Co合金化,制成具有共晶成分的鈷合金,其理論共熔溫度為1280℃,熔點(diǎn)低,有利于燒結(jié)坯在低溫下完成致密化。
通過調(diào)節(jié)黏結(jié)相的成分改善硬質(zhì)合金的紅硬性和抗蠕變能力,取得了良好效果。如采用Co-Ni-Cr-Mo-Al高溫合金替代傳統(tǒng)的Co黏結(jié)相,所黏結(jié)的硬質(zhì)合金刀片刀刃比Co黏結(jié)相具有更長的使用壽命,抗切削變形性能更好。