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硬质合金力学性能主要表现在以下几个方面:
1.抗弯强度
硬质合金的抗弯强度比高速钢低,即使是抗弯强度较高的yg8硬质合金其抗弯强度也只有高速钢的一半左右.硬质合金中钴含量越高,其强度也越高.钴含量相同,wc-tic-co合金的抗弯强度随着tic含量的增加而降低。除了碳化物的种类之外,硬质合金板条的价格,wc晶粒的大小也对硬质合金的强度有影响.粗晶硬质合金的抗弯强度高于中晶粒硬质合金。
2.抗压强度
硬质合金的抗压强度-,能够比高速钢高30%-50%,约为3500-5600mpa,热等静压产品可达6000mpa.硬质合金的抗压强度与钴含量有关,钴含量5%时抗压强度很大。细晶粒硬质合金的抗压强度大于粗晶粒。yt类硬质合金的抗压强度低于yg类硬质合金,随着tic含量的增加而降低.添加少量的tac、nbc、vc等能够细化wc晶粒,从而提高抗压强度。
由于硬质合金的抗压强度大大高于抗弯强度,所以在设计刀具结构和选择硬质合金刀片时,应尽量使刀头处于压应力状态,而少受弯曲力矩.硬质合金刀片。
3.抗拉强度
硬质合金的抗拉强度为750-1500mpa,大约为抗压强度的1/4.由于影响硬质合金材料塑性的因素很多,因此某一硬质合金的抗拉强度通常都是在一定的范围内。
4.冲击韧性
硬质合金的冲击韧性比高速钢低,性能较好的yg8合金的冲击韧性为30-40kj/m2,而w18cr4v高速钢的冲击韧性为180-320kj/m2。
含tic的硬质合金其冲击韧性有所下降,tic含量有6%增加到10%时,冲击韧性-降低.温度对wc-co硬质合金的冲击韧性有一定影响,在较高的温度下,冲击韧性有所提高。
由于硬质合金的冲击韧性低于高速钢,所以不适宜使用于有-冲击和振动的情况,否则可能会引起甭刃。硬质合金冲击韧性的波动较大,其值与试验方法有关,所以比较硬质合金的冲击韧性时,应该实用同一仪器,比较相同尺寸形状的样品。
5.疲劳强度
由于刀具通常是在动态条件下工作,所以其疲劳强度十分重要.硬质合金中钴含量越高,疲劳强度也越高.硬质合金的疲劳强度与试样的表面有很大关系.表面光洁程度越好,疲劳强度越高。
不同用途的硬质合金采用不同粒度的wc(碳化钨),粗加工合金采用中颗粒wc,重力切削和重型切削的合金采用中、粗颗粒wc做原料;矿山工具:岩石硬度高,冲击负荷大,采用粗颗粒wc,岩石冲击小冲击负荷小采用中颗粒wc做原料,耐磨零件:当强调其耐磨性、抗压和表面光洁度时,采用超细、亚细、细、中颗粒wc做原料,耐冲击工具采用中、粗颗粒wc原料为主。
时效硬化钢有二类,硬质合金板条,即马氏体时效钢和低镍时效钢,马氏体时效钢含高镍,价格昂贵,我国极少使用。25crni3moa1是低镍时效钢,经8800c淬火和6800c-7000c高温回火后,硬度为hrc20-25,可进行机械加工,再经5200c一5400c时效,硬度达到hrc38-42 ,时效是靠析出与基体共格的有序金属间化合物niai得到强化。 pms钢是一种新型析出硬化型塑料模具钢,具有-的冷热加工性能和综合力学性能,热处理工艺简便,硬质合金板条的硬度,变形小,淬透性高,适宜进行表面强化处理,在软化状态下可进行模具型腔的挤压成形。锻造空冷后不需退火,即可进行机械加工。sm2钢中加入铝,时效时可以析出硬化相ni3a1,加入铬可以提高钢的淬透性,加入硫和锰,可以形成易切削相mn.s,因此,sm2钢比pms钢的淬透性稍高,切削性能好。
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