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    含碳化钽(碳化铌)的硬质合金

    时间:2015-07-11 10:36:06来源:本站人气:1159

         在硬质合金成分(WC、TiC、Co)中加入新的难熔金属碳化物,是提高其物理力学性能和切削性能的最有效方法之一。已经采用了添加钽、铌、钼、钒、钍、铬等单元和多元碳化物制成的刀具材料,其中效果比较显著的是加入碳化钽(TaC)和碳化铌(NbC)。

        (1)TaC(NbC)对硬质合金性能的影响

        ①加入TaC可提高硬质合金的耐热性、高温硬度和高温强度,提高其抗氧化能力。在WC-Co类便质合金中加入少量TaC后,可提高其800℃时的高温硬度和高温强度,强度最大提高量约为15~30kg/mm2,如加入NbC,则800℃时的抗弯强度最大约提高10~25kg/mm2。在WC-TiC-Co类硬质合金中加入TaC后,高温硬度可提高50~100HV;添加NbC虽也能提高这类硬质合金的高温硬度,但没有添加TaC的效果显著。此外,TaC及NbC还能提高这类硬质合金与钢的黏结温度,减缓硬质合金成分向钢中的扩散。

        ②在WC-Co类硬质合金中添加TaC或NbC后,可显著提高其常温硬度和耐磨性。加入TaC可提高40~100HV,加入NbC可提高70~150HV。在WC—TiC—Co类硬质合金中添加TaC,可提高其抗月牙洼磨损和抗后刀面磨损能力。TaC或NbC对这类硬质合金的常温硬度无显著影响。

        ③在WC—TiC-Co类硬质合金中添加TaC,可提高其抗弯强度(添加4%~6%TaC可使强度增加12%~18%)和冲击韧性。当硬质合金中的TiC与TaC总含量不变时,其抗弯强度和冲击韧性随TaC的增加而增加,如图2—17所示。但在WC—Co类硬质合金中添加TaC或NbC后,其抗弯强度和冲击韧性则稍有降低。
        TaC还能显著提高WC—TiC-Co类硬质合金的疲劳强度,而且随TaC含量的增高,其疲劳强度也增高。

        ④TaC和NbC可细化晶粒,其中NbC细化晶粒的效果更为显著,这有助于提高硬质合金的耐磨性和抗月牙洼磨损能力。TaC还有助于降低摩擦因数,从而降低切削温度。

        ⑤在硬质合金中添加较多的TaC(12%~15%)后,可增加其在周期性温度变化时抵抗裂纹产生的能力(抗热震性能)和抵抗塑性变形的能力,因而可用于铣削加工而不易产生崩刃。

        ⑥这类硬质合金的可焊接性较好,刃磨时也不易产生裂纹,提高了使用性能。

        (2)钨钽(铌)钴FWC-TaC(NbC)-Co]类硬质合金

        在WC-Co类硬质合金中添加适当的TaC(NbC),可提高其常温硬度和耐磨性,也可提高其高温硬度、高温强度和抗氧化能力,并能细化晶粒。随着硬质合金含钴量的增加,这些优点也更为显著。含有1%~3%TaC(NbC)的硬质合金,可顺利地加工各种铸铁(包括特硬铸铁和合金铸铁)。含有3%~10%TaC(NbC)的低钴硬质合金,可作为通用牌号使用。

        (3)钨钛钽(铌)钴[WC-TiC-TaC(NbC}-Co]类硬质合金

        在WC—TiC—Co类硬质合金中加入适当的TaC,可提高其抗弯强度、疲劳强度和冲击韧性,提高耐热性、高温硬度、高温强度和抗氧化能力,并能提高耐磨性。WC—TiC—TaC(NbC)一Co类硬质合金既可加工铸铁和有色金属,又可切削长切屑材料(如钢),因此常常称为通用硬质合金(代号Yw)。这类硬质合金可以加工各种高合金钢、耐热合金和各种合金铸铁、特硬铸铁等难加工材料。如果适当提高含钴量,这类硬质合金便具有更高的强度和韧性,可用于对各种难加工材料的粗加工和断续切削。例如,可用于对大型钢铸件、钢锻件的剥皮加工;对奥氏体钢、耐热合金的车、刨和铣削加工;用于大前角、大切削断面、中速和低速加工;也用于自动机、半自动机及多刀车床的粗车;以及用于制作刀刃强度要求较高的钻头、齿轮滚刀等刀具。

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