常用硬质合金刀具材料的选用分析

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1、常用硬质合金刀具材料的选用分析　　摘要：硬质合金是高硬度、难溶的金属化合物（主要是WC、TiC等，又称高温碳化物）微米数量级的粉末，用Co、Mo、Ni等作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。与高速钢相比，它具有较高的硬度、耐磨性和红硬性；与超硬材料相比，它具有较高的韧性。由于硬质合金具有良好的综合性能，因此在刀具行业得到了广泛应用。　　关键词：硬质合金；性能；硬度；选用　　硬质合金是高硬度、难溶的金属化合物（主要是WC、TiC等，又称高温碳化物）微米数量级的粉末，用Co、Mo、Ni等作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品。允许切削温度高达800～1000℃；切削中碳钢，

2、切削速度可达1.67m/min以上。目前虽然可供使用的品种很多，新型的刀具材料也不断出现，但硬质合金仍是最受欢迎的一种刀具材料。与高速钢相比，它具有较高的硬度、耐磨性和红硬性；与超硬材料相比，它具有较高的韧性。由于硬质合金具有良好的综合性能，因此在刀具行业得到了广泛应用。　　文章结合硬质合金的基本特性，对牌号的适当选用等进行了综述，并举例说明。　　1常用硬质合金材料的种类　　常用的硬质合金材料按其化学成分与使用性能分为三类：　　第一类是WC-Co合金，即钨钴类，ISO标准以K表示，冶金部标准以YG表示。用数字代表钴的含量，如YG6，表示含钴6%，含WC94

3、%。　　第二类是WC-TiC-Co合金，即钨钴钛类，ISO标准以P表示，冶金部标准以YT表示，用数字表示TiC的含量，如YT15，表示含TiC15%，其它WC和Co占85%。而TiC+WC+Ni+Mo合金为碳化钛基类，ISO标准以P表示，冶金部标准以YN表示。　　第三类是添加钽（Ta）铌（Nb）类，ISO标准以M表示，冶金部标准以YW表示。　　2硬质合金刀具材料的选用分析　　（1）WC-Co合金包括YG3X、YG3、YG6X、YG6、YG8、YG6A等，一般用于加工铸铁、有色金属及其合金。在切削铸铁及其它脆性材料时，由于形成崩碎切屑，局部压力很大，并具有一

4、定的冲击性。而WC-Co合金硬度低于WC-TiC-Co合金，抗弯强度高于WC-TiC-Co合金，韧性较好，高于WC-TiC-Co合金，导热系数WC-TiC-Co合金，线膨胀系数小于WC-TiC-Co合金，焊接时产生裂纹的倾向性比WC-TiC-Co合金小，所以宜选用WC-Co合金。在WC-Co合金中，含Co量越低，它的硬度越低，耐磨性越差，切削速度越低，而抗弯强度越高，韧性越好，进给量越大，因此在粗加工或有冲击载荷时，宜选用含Co多的合金，如可选YG6、YG8；而精加工时，宜选用含Co少的合金，如可选YG3。若采用细晶粒合金，抗弯强度和耐磨性较高，韧性也有所

5、改善，也用于精加工，如YG3X。　　（2）WC-TiC-Co合金包括YT30、YT15、YT14、YT5等，一般用于高速切削钢料。WC-TiC-Co合金虽抗弯强度不如WC-Co合金，但硬度高，耐磨性好，与钢发生冷焊的温度高于WC-Co合金。在WC-TiC-Co合金中，含TiC量越多，它的硬度越高，切削速度越高，而抗弯强度越低，韧性越差，进给量越小，因此，在普通钢料的粗加工或有断续切削时，宜选用含TiC量低的合金，如可选用YT5；在钢料如碳素钢、淬硬钢的精加工时，宜选用含TiC量高的合金，如可选用YT30；在碳素钢、合金钢连续切削的半精加工时，宜选用TiC量

6、不高不低的合金，如可选用YT14、YT15。　　（3）WC-Co合金及WC-TiC-Co合金各有特点，加工范围均有限制，为提高合金综合性能，在TiC含量小于10%的WC-TiC-Co合金中，添加少量的TaC（或NbC），可提高韧性和抗冷焊性，而耐磨性又优于WC-TiC-Co合金，这种合金即可加工铸铁、有色金属，又可加工碳素钢、合金钢，也适于加工高温合金、不锈钢等难加工材料，从而有“通用合金”之称，如YW1、YW2。YW1的硬度、切削速度高于YW2，而抗弯强度、韧性及进给量低于YW2，所以在粗加工和半精加工时，可选用YW2，在半精加工和精加工时，可选用YW1

7、。　　（4）钛基硬质合金（如TiC+WC+Ni+Mo），包括YN05、YN10、YN15等，主要适合高速精加工合金钢、淬硬钢等。传统的K（YG）类、P（YT）类、M（YW）类硬质合金，都属于WC基合金。而钛基硬质合金不含或少含WC，与WC基合金相比，它的密度小，硬度较高，对钢的摩擦因数较小，切削时抗粘结、抗扩散磨损的能力较强，具有极好的耐磨性，但抗崩刃性稍差。钛基硬质合金的性能介于陶瓷和WC基硬质合金之间，其切削速度可填补WC基硬质合金和陶瓷材料之间的一段空白，可用于高速切削各类钢材，尤其适于钢材的精加工和半精加工。　　3常用举例说明　　例1.车削铸铁　　

8、粗车：采用YG8；　　不连续半精车及精车：采用YG8；　　连续面半