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硬質合金力學性能主要表現在以下幾個方面:
1.抗彎強度
硬質合金的抗彎強度比高速鋼低,即使是抗彎強度較高的yg8硬質合金其抗彎強度也只有高速鋼的一半左右.硬質合金中鈷含量越高,其強度也越高.鈷含量相同,wc-tic-co合金的抗彎強度隨著tic含量的增加而降低。除了碳化物的種類之外,硬質合金板條的價格,wc晶粒的大小也對硬質合金的強度有影響.粗晶硬質合金的抗彎強度高于中晶粒硬質合金。
2.抗壓強度
硬質合金的抗壓強度-,能夠比高速鋼高30%-50%,約為3500-5600mpa,熱等靜壓產品可達6000mpa.硬質合金的抗壓強度與鈷含量有關,鈷含量5%時抗壓強度很大。細晶粒硬質合金的抗壓強度大于粗晶粒。yt類硬質合金的抗壓強度低于yg類硬質合金,隨著tic含量的增加而降低.添加少量的tac、nbc、vc等能夠細化wc晶粒,從而提高抗壓強度。
由于硬質合金的抗壓強度大大高于抗彎強度,所以在設計刀具結構和選擇硬質合金刀片時,應盡量使刀頭處于壓應力狀態,而少受彎曲力矩.硬質合金刀片。
3.抗拉強度
硬質合金的抗拉強度為750-1500mpa,大約為抗壓強度的1/4.由于影響硬質合金材料塑性的因素很多,因此某一硬質合金的抗拉強度通常都是在一定的范圍內。
4.沖擊韌性
硬質合金的沖擊韌性比高速鋼低,性能較好的yg8合金的沖擊韌性為30-40kj/m2,而w18cr4v高速鋼的沖擊韌性為180-320kj/m2。
含tic的硬質合金其沖擊韌性有所下降,tic含量有6%增加到10%時,沖擊韌性-降低.溫度對wc-co硬質合金的沖擊韌性有一定影響,在較高的溫度下,沖擊韌性有所提高。
由于硬質合金的沖擊韌性低于高速鋼,所以不適宜使用于有-沖擊和振動的情況,否則可能會引起甭刃。硬質合金沖擊韌性的波動較大,其值與試驗方法有關,所以比較硬質合金的沖擊韌性時,應該實用同一儀器,比較相同尺寸形狀的樣品。
5.疲勞強度
由于刀具通常是在動態條件下工作,所以其疲勞強度十分重要.硬質合金中鈷含量越高,疲勞強度也越高.硬質合金的疲勞強度與試樣的表面有很大關系.表面光潔程度越好,疲勞強度越高。
不同用途的硬質合金采用不同粒度的wc(碳化鎢),粗加工合金采用中顆粒wc,重力切削和重型切削的合金采用中、粗顆粒wc做原料;礦山工具:巖石硬度高,沖擊負荷大,采用粗顆粒wc,巖石沖擊小沖擊負荷小采用中顆粒wc做原料,耐磨零件:當強調其耐磨性、抗壓和表面光潔度時,采用超細、亞細、細、中顆粒wc做原料,耐沖擊工具采用中、粗顆粒wc原料為主。
時效硬化鋼有二類,硬質合金板條,即馬氏體時效鋼和低鎳時效鋼,馬氏體時效鋼含高鎳,價格昂貴,我國極少使用。25crni3moa1是低鎳時效鋼,經8800c淬火和6800c-7000c高溫回火后,硬度為hrc20-25,可進行機械加工,再經5200c一5400c時效,硬度達到hrc38-42 ,時效是靠析出與基體共格的有序金屬間化合物niai得到強化。 pms鋼是一種新型析出硬化型塑料模具鋼,具有-的冷熱加工性能和綜合力學性能,熱處理工藝簡便,硬質合金板條的硬度,變形小,淬透性高,適宜進行表面強化處理,在軟化狀態下可進行模具型腔的擠壓成形。鍛造空冷后不需退火,即可進行機械加工。sm2鋼中加入鋁,時效時可以析出硬化相ni3a1,加入鉻可以提高鋼的淬透性,加入硫和錳,可以形成易切削相mn.s,因此,sm2鋼比pms鋼的淬透性稍高,切削性能好。
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