钢结硬质合金

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  钢结硬质合金简称钢结合金,它以WC或Ti为硬质相,以钢为粘结相(其体积分数一般在50%以上),针对不同的使用要求,可选用不同的钢种为基体,包括铬钼工具钢、高速钢、不锈钢和高锰钢。钢结硬质合金硬度和耐磨性与某些硬质合金牌号相近,又具有工具钢的可机械加工、热处理、锻造和焊接等特点,是介于硬质合金与工具钢之间的工具材料,在保持高硬度和耐磨性的基础上,较大幅度地提高了强度和韧性,而且在激冷激热交变冲击下具有很好的抗热裂性,综合性能好,适于较大冲击负荷条件下使用。适用于工具钢由于耐磨性不够,而硬质合金由于韧性不够和难加工成型而受到限制的场合。钢结硬质合金应用广泛,在各类冷作磨具、温作磨具、剪切工具及各种耐磨零件方面均得大成功应用,显示出很高使用寿命和显著的经济效益。根据多年的应用结果,可概括为: 使用寿命比合金工具钢提高十几倍到几十倍;材料消耗率为合金工具钢的1/80~1/90;工模具成本比合金工具钢减少70%~90%。例如:钢结硬质合金轧辊、冷镦模具、冲压模具、冲针、冲棒、冷挤压模具、耐磨阀座等。采用WC-Fe钢结硬质合金制备的冲压模具和冲头,与SKD11钢及M2(6542)高速钢比较,耐磨寿命提高10-20倍;与硬质合金比较,不易断裂,磨损不掉边、不崩刃。

  近年来,国际上钢结硬质合金在生产工艺不断完善,硬质相多元化,粘结相的钢种不断扩大,相成分范围也明显拓宽,使得钢结硬质合金的应用范围也不断扩大。在生产工艺上,冷等静压、热等静压的应用,真空等温淬火工艺的开拓使得传统WC基钢结硬质合金性能取得飞速进步,抗弯强度、抗拉强度分别达到3600MPa、2300MPa,冲击韧性达到20-30J/cm2;在硬质相球化方面的研究取得了显著的进展,进一步提高了合金的强度和韧性等性能,TiC基钢结硬质合金得到较大的发展,其成本较WC基合金低约40~50%,性能已接近WC基钢结硬质合金水平,其他类型的硬质相(TiN、TiNC)钢结合金的开发应用也取得一定的成效;在粘结相钢种的选择上,各种成分的碳素钢、合金钢、工具钢、高速钢、高锰钢、各种类型的耐热钢、不锈钢以及根据合金用途不同配制各种类型的铁基合金均获得应用,韧化合金元素的加入使得合金韧性大幅度提高。

  目前钢结硬质合金已吸引越来越多的厂家积极涉足于这一领域,不断开发出新的品种,应用于各种不同的领域。据报道,我国钢结硬质合金市场需求量达8000t,广东省在铜铝冷轧辊、金属加工冷冲、冷镦、挤压模具、耐磨阀座等方面的需求达1000t/年,价值10~15亿元。