钛基硬质合金的性能
更新时间:2015-11-27来源:雅安长发
钛基硬质合金是以TiC或Ti(C,N)为主要成份(占60%~80%以上),Ni-Mo或Ni-Co-Mo作粘结相的硬质合金。钛基硬质合金的英
文名为“Cermet”。它是由陶瓷(ceramics)的词头cer与金属(metal)的词头met结合起来构成的。这类合金过去有人称之为“金属陶
瓷”。但国际标准化组织ISO153-1991将其划归在硬质合金大类内(材料代号HT),而不是陶瓷材料大类内。为了区别于国内习称的“金属陶瓷”——
在Al2O3-TiC中加入少量粘结金属(Ni和Mo等)的陶瓷,所以本文使用国际标准化组织用语“钛基硬质合金”。
传统的K(YG)类、P(YT)类、M(YW)类硬质合金,都属于WC基合金。因为在它们当中,硬质相主要是WC,其含量达65%~97%。而钛基硬质合 金不含或少含WC,与WC基合金相比,它的密度小,硬度较高,对钢的摩擦因数较小,切削时抗粘结、抗扩散磨损的能力较强,具有极好的耐磨性,但抗崩刃性稍 差。近几年来,由于控制了烧结温度与烧结气氛,以及晶粒细化等措施,性能大大提高。多种商业牌号的Cermet材料大量涌现,应用范围不断扩大。它除可制 造车、铣刀具外,还可制造钻头、铰刀以及齿轮滚刀等复杂刀具,用其制造的齿轮滚刀的切削速度高达560m/min(齿轮模数1.5),工效比粉末冶金高速 钢(PM HSS)高2倍,用Cermet制造的铰刀能进行高速铰孔,切削速度可达150m/min。钛基硬质合金的性能介于陶瓷和WC基硬质合金之间,其切削速度 可填补WC基硬质合金和陶瓷材料之间的一段空白,可用于高速切削各类钢材,尤其适于钢材的精加工和半精加工。据国外切削专家预测,今后在钢的切削方 面,TiC基和Ti(C,N)基硬质合金所占比重将达到可转位刀片总需求量50%,并将成为铣削钢材的最佳刀具材料。
表1 部分国产的TiC基及强韧TiC基硬质合金牌号的性能和使用范围
牌号 |
化学成分 (%) |
物理机械性能 | 使用范围 |
相当于 ISO |
||
密度 (g/cm3 |
硬度 (HRA) |
抗弯强度 (GPa) |
||||
YN05 | TiC78, Ni10,Mo12 | 5.9 | 93 | 0.9 | 适用于钢、合金钢、不锈钢、淬硬钢、铸铁和合金铸铁的高速精加工 | P01 |
YN10 | TiC62,WC15, Ni12,Mo10 | 6.3 | 92 | 1.1 | 适于碳钢、合金钢、不锈钢、工具钢及淬硬钢的高速连续切削加工 | P05 |
YN15 | TiC43,WC21, Ni+Mo25,还含有TaC及Co | 7.1~7.5 | 90.5 | 1.25 | 适于一般钢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、小切削断面连续切削碳钢及合金钢 | P01 |
YN510 | TiC,Ni,Mo, WC,TaC | 6.0~6.5 | 91~92 | 1.25 | 高速、中小切削断面连续切削碳钢、合金钢及铸铁 | P10 |
YN501N | TiC,Ni,Mo, WC,TaC,TiN | 6.0~6.5 | 93 | 1.0 | 高中速、中小切削断面连续切削碳钢、合金钢及铸铁 |
P01 K01 |
YN510N | TiC,Ni,Mo, WC,TaC,TiN | 6.0~7.0 | 91~92 | 1.2~1.4 | 中速、中小切削断面连续切削碳钢、合金钢及铸铁 | P10 |
YN520N | TiC,Ni,Mo, WC,TiN | 6.0~7.0 | 91 | 1.4~1.6 | 中低速、中等切削断面连续切削碳钢和合金钢 | P20 |
注:YN05、YN10和YN15是湖南株洲硬质合金厂生产的牌号;YN501等是四川自贡硬质合金厂生产的牌号 |