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技术研发


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新兴工程材料——钢结硬质合金
发表日期:2017-03-02 14:30:14 阅读数:3664 

  钢结硬质合金是以钢为粘结相,以难熔金属碳化物(主要是碳化钦、碳化钨)作为硬质相,用粉末冶金方法制备的一种复合材料。钢结硬质合金的性能特点如下:

1、广泛的工艺特性
  钢结硬质合金的主要性能介于钢和硬质合金之间,它兼有两种材料的特点与长处,是填补了它们之间空白的一种新兴工程材料。和钢材相比,它具有高硬度(淬火回火后硬度可达HRC60~72)、高耐磨性和良好的淬透性;同时它还具有可机械加工、可热处理和可焊接的性能优点。
  钢结硬质合金产品具有良好的可机械加工性、可热处理性和可焊接性,用普通的加工设备和工具即可对钢结硬质合金进行车、铣、刨、钻、磨削等方式的机械加工。能通过锻造改变其外形和尺寸,改善材料内部的组织结构,从而提高其使用性能。能用对焊、镶焊、电焊、真空焊、堆焊等焊接方法与钢材或合金本身进行焊接,以扩大其使用范围。

2、钢结硬质合金具有良好的物理机械性能
  钢结硬质合金具有很高的硬度,其耐磨性与高钴硬质合金相当,同时具有较高的耐冲击性能。钢结硬质合金中弥散分布着大量的近球形的碳化钛,经过正确的研磨加工后,近球形的碳化钛颗粒"浮雕"于工件表面,使之具有极低的摩擦系数和良好的自润滑性,使材料具有较强的抗擦伤性和抗粘着磨损性。钢结硬质合金还具有较小的比重、高阻尼特性于固有的频率(具有优异的消震效果)。

3、钢结硬质合金还具有优异的化学稳定性
  钢结合金能耐一定的高温、有较好的抗氧化、抗各种介质(如大气、燃气、淡水、海水、油、酸、碱、盐及某些液态金属)的腐蚀。其抗腐蚀性取决于粘结相类型,故可根据不同的需要,调节粘结相成分,使其具有不同的抗腐蚀性。
  钢结硬质合金综合了钢和硬质合金各自的特点,构成了自己独特的综合性能优势。这种优异的综合性能,使得它广泛地应用于国民经济和科学研究的许多部门。包括机械工业(模具、工程机械、电机电器、汽车、拖拉机、机车车辆、农机等)、电子工业(无线电、半导体、电子计算机等)、冶金工业、化学工业(石油化工、橡塑及化工原料的搅拌加工等)、仪表、地质、建材工业、轻工业(轻纺、缝纫机、手表、日用五金等),以及国防军工、航海、航空航天等对材料比重和综合性能有着特殊要求的领域。
  将钢结硬质合金用于制造各种工模具,与工具钢相比,它可使模具的使用寿命大幅度提高几倍至几十倍,甚至上百倍不等,经济效果极为显著。如用来制作冷镦、冷冲、冷挤、引伸、拉拔、剪裁、落料、成形、打印、压铸等模具。
  钢结硬质合金具有极低的摩擦系数和自润滑性能以及较好的抗氧化、抗腐蚀性,因此是制作耐磨零件和耐磨工具及密封器件的上佳材料。如导位轮、导辊、螺纹套、花键套、送丝轮、轴承、气体轴承、阀门零件、转子发动机刮片、各种泵和管道的密封环及其它机械密封环、医疗器械零件以及滚压工具、修磨工具、轧辊、钻套、穿孔顶头、喷嘴、锉丝板、镗杆等。
  钢结硬质合金有较高的弹性模量和刚性以及优异的阻尼特性,能消除本身乃至机器所引起的振动,人们将它广泛地应用于制作刚性的抗震颤的工具和零件。如用来制作重型推土机、飞机起落架等设备的抗震零件。
  由于钢结硬质合金具有高耐磨性和低摩擦系数,故在量卡具等测量仪器方面也得到日益广泛的应用。如量、卡、夹具、量规、卡规、块规、塞规(圆柱塞规、螺纹塞规、板状塞规等)、精密测量仪器以及各种夹具等。
  钢结硬质合金以其有着较高的硬度和较好的冲击韧性以及优良的性价比,是制作冲击、破碎工具的较好材料。如凿岩钻头、掘进机、破碎锤头等。
  钢结硬质合金还可用来制作防磁及在放射性环境中工作的耐磨原件,如原子能工业中所需的某些构件。

  总之,钢结硬质合金已经成为有着极为广泛的应用前景的新兴工程材料。

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