粉末冶金是一项很有发展的新技术、新工艺,已广泛应用在农机、汽车、机床、冶金、化工、轻工、地质勘探、交通运输等各方面。粉末冶金材料有工具材料及机械零件和结构材料。工具材料大致有粉末高速钢、硬质合金、超硬材料、陶瓷工具材料及复合材料等。机械零件和结构材料有粉末减摩材料,包括多孔减摩材料和致密减摩材料;粉末冶金铁基零件及粉末冶金非铁金属零件等。
1.硬质合金
硬质合金由硬质基体(质量分数为70% ~ 97%)和粘结金属组成。硬质基体是难熔金属的碳化物,例如碳化钨和碳化钛。粘合金属是铁族金属和合金,主要是钴。
(1)硬质合金的种类和品牌
硬质合金是一种优良的工具材料,主要用作切削工具、金属成型工具、采矿工具、表面耐磨材料和高刚性结构部件。类型包括含钨硬质合金、钢结硬质合金、涂层硬质合金、细晶粒硬质合金等。钢硬质合金是一种新型工模具材料,性能介于高速工具钢和硬质合金之间。它是以一种或几种碳化物(如WC、TiC)为硬化相,以碳钢或合金钢(如高速工具钢、铬钼钢)粉末为粘结剂,经配比、压制、烧结而成的粉末冶金材料。退火后可以进行切割;淬火回火后,具有相当于硬质合金的高硬度和耐磨性,并具有一定的耐热性、耐腐蚀性和抗氧化性。适用于制造麻花钻、铣刀等形状复杂的工具、模具和耐磨件。
含钨硬质合金按成分和性能特点可分为钨钴(WC -Co系)、钨钛钴(WC-TiC-Co系)和钨钛钽(铌)三类[WC-TiC-TaC(NbC)-Co系,WC-ndash系;TaC(NbC)-Co系统]。钴硬质合金的主要化学成分是碳化钨(WC)和钴。品牌是& ldquoYG+数码& rdquo(YG是& ldquo硬钴& rdquo拼音前缀),数字表示钴的平均质量分数。例如,YG6代表钨钴硬质合金,钴的平均质量分数为6%,其余为碳化钨。这种合金抗弯强度高,能承受大的冲击,磨削加工性好,但热硬度低(800 ~ 900℃),耐磨性差。主要用于加工铸铁和有色金属的刀具。
钨钴硬质合金的主要化学成分是碳化钨、碳化钛(TiC)和钴。品牌是& ldquoYT+数字& rdquo(YT是& ldquo硬钛& rdquo拼音前缀),数字表示碳化钛的平均质量分数。如YT15代表的硬质合金,TiC含量为15%,其余为WC和Co,这种硬质合金热硬度高(900 ~ 1100℃),耐磨性好,但抗弯强度低,不能承受大的冲击,磨削加工性差。它主要用于加工钢材。
钨钽(铌)硬质合金也称为通用硬质合金或通用硬质合金。它由碳化钨、碳化钛、碳化钽(TaC)或碳化铌(NbC)和钴组成。品牌是& ldquoYW+序列号& rdquo(YW的意思是& ldquo硬& rdquo拼音前缀),如YW1为通用硬质合金。这种硬质合金是在上述硬质合金中加入TaC或NbC制成的,其热硬度较高(>:1000℃),其他性能介于W-Co和W-Ti-Co之间,既可加工钢铁,也可加工有色金属。
⑵硬质合金的性能及应用
1)性能
硬质合金硬度高,室温下86 ~ 93 HRA,耐磨性好,切削速度比高速工具钢高4 ~ 7倍,刀具寿命长5 ~ 80倍,可切削50HRC左右的硬质材料。抗弯强度高,可达6000MPa,但抗弯强度低,约为高速工具钢的1/3 ~ 1/2,韧性差,约为淬火钢的30% ~ 50%。良好的耐腐蚀性和抗氧化性;线膨胀系数小,但导热性差。
2)应用
硬质合金主要用于制造高速切削或加工高硬度材料的刀具,如车刀、铣刀等。也用作模具材料(如冷拔模、冷冲压模、冷挤压模等。)、量具和耐磨材料。根据GB2075 & mdash根据87号法规,切削用硬质合金按切削放电形式和加工对象范围不同,可分为P、M、K三类。同时,根据加工材料和加工条件的不同,切削用硬质合金可以按其用途进行分组,在类别中加入一组编号,形成一个编码。如P01、P10、P20 & hellip& hellip在每个类别中,数值越高,韧性越好,耐磨性越低。
2.粉末高速钢
高速钢合金元素含量高,采用熔铸工艺会导致严重的偏析和较低的力学性能。金属损失也很高,高达铸锭重量的30% ~ 50%。粉末高速钢可以减少或消除偏析,获得分布均匀的细小碳化物,具有较高的抗弯强度和冲击强度。韧性提高了50%,可磨性也大大提高;热处理时的畸变约为熔化高速钢的十分之一,刀具寿命提高1 ~ 2倍。
粉末冶金可以进一步增加合金元素的含量来生产一些特殊钢。比如成分为9W-6Mo-7Cr-8V-8Co-2.6C的A32高速钢,其切削性能是熔炼高速钢的1 ~ 4倍。
常用的高速钢牌号有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2,含C 0.7% ~ 0.9%,钨、铬、钼、钒等合金元素>:10%。其中,碳保证了高速钢的高硬度和耐磨性,钨和钼提高了钢的热硬度,铬提高了钢的淬透性,钒提高了钢的耐磨性。
3.铁和铁合金的粉末冶金
在粉末冶金生产中,铁粉的用量远大于其金属粉末。60% ~ 70%的铁粉用于制造粉末冶金零件。主要类型有铁基材料、铁镍合金、铁铜合金、铁合金和钢。粉末冶金铁基结构件具有精度高、表面粗糙度小、无需或只需少量切削、节省材料、生产率高、产品多孔、可浸入润滑油、减摩、减振、消声等特点。广泛用于制造机械零件,如机床上的调整垫圈、调整环、端盖、滑块、底座和偏心轮,汽车上的油泵齿轮和活塞环,拖拉机上的传动齿轮和活塞环,以及接头、垫片、油泵转子、挡套和滚子等。
粉末冶金铁基结构材料等级& ldquo粉& rdquo、& ldquo铁& rdquo、& ldquo结构& rdquo三字汉语拼音前缀& ldquoFTG & rdquo;碳含量的万分之一、主要合金元素的符号和百分比、辅助合金元素的符号和百分比以及抗拉强度。如FTG60-20,指结合碳含量为0.4% ~ 0.7%,抗拉强度为200MPa的粉末冶金铁基结构材料;FTG60Cu3Mo-40是一种粉末冶金铁基结构材料,结合碳0.4% ~ 0.7%,Mo 0.5% ~ 1.0%,抗拉强度400MPa。
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