鈦基硬質合金的性能
更新時間:2015-11-27來源:雅安長發
鈦基硬質合金是以TiC或Ti(C,N)為主要成份(占60%~80%以上),Ni-Mo或Ni-Co-Mo作粘結相的硬質合金。鈦基硬質合金的英
文名為“Cermet”。它是由陶瓷(ceramics)的詞頭cer與金屬(metal)的詞頭met結合起來構成的。這類合金過去有人稱之為“金屬陶
瓷”。但國際標準化組織ISO153-1991將其劃歸在硬質合金大類內(材料代號HT),而不是陶瓷材料大類內。為了區別于國內習稱的“金屬陶瓷”——
在Al2O3-TiC中加入少量粘結金屬(Ni和Mo等)的陶瓷,所以本文使用國際標準化組織用語“鈦基硬質合金”。
傳統的K(YG)類、P(YT)類、M(YW)類硬質合金,都屬于WC基合金。因為在它們當中,硬質相主要是WC,其含量達65%~97%。而鈦基硬質合 金不含或少含WC,與WC基合金相比,它的密度小,硬度較高,對鋼的摩擦因數較小,切削時抗粘結、抗擴散磨損的能力較強,具有極好的耐磨性,但抗崩刃性稍 差。近幾年來,由于控制了燒結溫度與燒結氣氛,以及晶粒細化等措施,性能大大提高。多種商業牌號的Cermet材料大量涌現,應用范圍不斷擴大。它除可制 造車、銑刀具外,還可制造鉆頭、鉸刀以及齒輪滾刀等復雜刀具,用其制造的齒輪滾刀的切削速度高達560m/min(齒輪模數1.5),工效比粉末冶金高速 鋼(PM HSS)高2倍,用Cermet制造的鉸刀能進行高速鉸孔,切削速度可達150m/min。鈦基硬質合金的性能介于陶瓷和WC基硬質合金之間,其切削速度 可填補WC基硬質合金和陶瓷材料之間的一段空白,可用于高速切削各類鋼材,尤其適于鋼材的精加工和半精加工。據國外切削專家預測,今后在鋼的切削方 面,TiC基和Ti(C,N)基硬質合金所占比重將達到可轉位刀片總需求量50%,并將成為銑削鋼材的最佳刀具材料。
表1 部分國產的TiC基及強韌TiC基硬質合金牌號的性能和使用范圍
牌號 |
化學成分 (%) |
物理機械性能 | 使用范圍 |
相當于 ISO |
||
密度 (g/cm3 |
硬度 (HRA) |
抗彎強度 (GPa) |
||||
YN05 | TiC78, Ni10,Mo12 | 5.9 | 93 | 0.9 | 適用于鋼、合金鋼、不銹鋼、淬硬鋼、鑄鐵和合金鑄鐵的高速精加工 | P01 |
YN10 | TiC62,WC15, Ni12,Mo10 | 6.3 | 92 | 1.1 | 適于碳鋼、合金鋼、不銹鋼、工具鋼及淬硬鋼的高速連續切削加工 | P05 |
YN15 | TiC43,WC21, Ni+Mo25,還含有TaC及Co | 7.1~7.5 | 90.5 | 1.25 | 適于一般鋼材的精加工和半精加工 | P15 |
YN501 | TiC,Ni,Mo, WC | 5.5~6.0 | 93 | 0.9 | 高速、小切削斷面連續切削碳鋼及合金鋼 | P01 |
YN510 | TiC,Ni,Mo, WC,TaC | 6.0~6.5 | 91~92 | 1.25 | 高速、中小切削斷面連續切削碳鋼、合金鋼及鑄鐵 | P10 |
YN501N | TiC,Ni,Mo, WC,TaC,TiN | 6.0~6.5 | 93 | 1.0 | 高中速、中小切削斷面連續切削碳鋼、合金鋼及鑄鐵 |
P01 K01 |
YN510N | TiC,Ni,Mo, WC,TaC,TiN | 6.0~7.0 | 91~92 | 1.2~1.4 | 中速、中小切削斷面連續切削碳鋼、合金鋼及鑄鐵 | P10 |
YN520N | TiC,Ni,Mo, WC,TiN | 6.0~7.0 | 91 | 1.4~1.6 | 中低速、中等切削斷面連續切削碳鋼和合金鋼 | P20 |
注:YN05、YN10和YN15是湖南株洲硬質合金廠生產的牌號;YN501等是四川自貢硬質合金廠生產的牌號 |