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粉末冶金材料

粉末冶金是一項很有發展的新技術、新工藝，已廣泛應用在農機、汽車、機 床、冶金、化工、輕工、地質勘探、交通運輸等各方面。粉末冶金材料有工具材 料及機械零件和結構材料。工具材料大致有粉末高速鋼、硬質合金、超硬材料、 陶瓷工具材料及復合材料等。 機械零件和結構材料有粉末減摩材料， 包括多孔減 摩材料和致密減摩材料；粉末冶金鐵基零件及粉末冶金非鐵金屬零件等。

1. 硬質合金 硬質合金由硬質基體 ( 質量分數為 70% ～ 97%) 和粘結金屬兩部分組成。硬質 基體是難熔金屬的碳化物，如碳化鎢及碳化鈦等；粘結金屬為鐵族金屬及合金， 以鈷為主。

⑴硬質合金的種類和牌號 硬質合金為一種優良的工具材料， 主要用作切削刀具、 金屬成形工具、 礦山 工具、表面耐磨材料及高剛性結構部件。類型有含鎢硬質合金，鋼結硬質合金， 涂層硬質合金， 細晶粒硬質合金等。 鋼結硬質合金是一種新型的工模具材料， 性 能介于高速工具鋼和硬質合金之間，是以一種或幾種碳化物 ( 如 WC 、 TiC) 為硬化 相，以碳鋼或合金鋼 ( 如高速工具鋼、鉻鉬鋼等 ) 粉末為粘結劑，經配料、壓制、 燒結而制成的粉末冶金材料。 退火處理后， 可進行切削加工； 淬火、 回火處理后， 有相當于硬質合金的高硬度和耐磨性， 一定的耐熱、 耐蝕和抗氧化性。 適于制造 麻花鉆、銑刀等形狀復雜的刀具、模具和耐磨件。 含鎢硬質合金按其成分和性能特點分為鎢鈷類 (WC -Co 系 ) 、鎢鈦鈷類 (WC-T iC-Co 系 ) 、鎢鈦鉭 ( 鈮 ) 類 [WC-TiC-TaC(NbC)-Co 系、 WC – TaC(NbC)-Co 系 ] 。 鎢鈷類硬質合金的主要化學成分是碳化鎢 (WC) 及鈷。牌號為“YG+數字”(YG 為“硬鈷”漢語拼音字首 ) ，數字表示鈷平均質量分數。如 YG6 表示鈷平均 質量分數為 6% ，余量為碳化鎢的鎢鈷類硬質合金。該類合金的抗彎強度高， 能承受較大的沖擊，磨削加工性較好，但熱硬性較低 (800 ～900℃)，耐磨性 較差，主要用于加工鑄鐵和非鐵金屬的刃具。 鎢鈦鈷類硬質合金的主要化學成分是碳化鎢、碳化鈦 (TiC) 及鈷。牌號 為“YT+數字”(YT 為“硬鈦”漢語拼音字首 ) ，數字表示碳化鈦平均質量分 數。如 YT15 表示 TiC 為 15% ，其余為 WC 和 Co 的硬質合金。該類硬質合金的 熱硬性高 (900 ～1100℃)，耐磨性好，但抗彎強度較低，不能承受較大的沖 擊，磨削加工性較差，主要用于加工鋼材。 鎢鈦鉭 ( 鈮 ) 類硬質合金又稱為通用硬質合金或萬能硬質合金。 它是由碳 化鎢、碳化鈦、碳化鉭 (TaC) 或碳化鈮 (NbC) 和鈷組成。牌號為“YW+順序號” (YW 表示“硬萬”漢語拼音字首 ) ，如 YW1 表示萬能硬質合金。該類硬質合金 是在上述硬質合金中添加 TaC 或 NbC ， 它的熱硬性高(>1000℃)， 其它性能介 于鎢鈷類與鎢鈦鈷類之間，它既能加工鋼材，又能加工非鐵金屬。

⑵硬質合金的性能及應用

1) 性能 硬質合金的硬度高，室溫下達到 86 ～ 93HRA ，耐磨性好，切削速度比高 速工具鋼高 4 ～ 7 倍，刀具壽命高 5 ～ 80 倍，可切削 50HRC 左右的硬質材料； 抗彎強度高，達 6000MPa ，但抗彎強度較低，約為高速工具鋼的 1/3 ～ 1/2 ， 韌性差，約為淬火鋼的 30% ～ 50% ；耐蝕性和抗氧化性良好；線膨脹系數小， 但導熱性差。

2) 應用 硬質合金主要用于制造高速切削或加工高硬度材料的切削刀具，如車 刀、銑刀等；也用作模具材料 ( 如冷拉模、冷沖模、冷擠模等 ) 及量具和耐磨 材料。根據 GB2075 — 87 規定，切削加工用硬質合金按切削排出形式和加工 對象范圍不同，分為 P 、 M 、 K 三個類別，同時又依據加工材質和加工條件不 同， 按用途進行分組， 在類別后面加一組數字組成代號。 如 P01 、 P10 、 P20„„， 每一類別中，數字越大，韌性越好，耐磨性越低。