硬质合金实习报告（精选7篇）

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第1篇：硬质合金刀具

YG3X 14.6-15.2 1320 92 适于铸铁、有色金属及合金淬火钢合金钢小切削断面高速精加工。K01 YG3X

YG6A 14.6-15.0 1370 91.5 适于硬铸铁，有色金属及其合金的半精加工，亦适于高锰钢、淬火钢、合金钢的半精加工及精加工。K05 YG6A YG6X 14.6-15.0 1420 91 经生产使用证明，该合金加工冷硬合金铸铁与耐热合金钢可获得良好的效果，也适于普通铸铁的精加工。K10 YG6X

YK15 14.2-14.6 2100 91 适于加工整体合金钻、铣、铰等刀具。具有较高的耐磨性及韧性。K15

K20 YK15

YG6 14.5-14.9 1380 89 适于用铸铁、有色金属及合金非金属材料中等切削速度下半精加工。K20 YG6

YG6X-1 14.6-15.0 1500 90 适于铸铁，有色金属及其合金非金属材料连续切削时的精车，间断切削时的半精车、精车、小断面精车、粗车螺纹、连续断面的半精铣与精铣，孔的粗扩与精扩。K20 YG6X-1

YG8N 14.5-14.8 2000 90 适于铸铁、白口铸铁、球墨铸铁以及铬、镍不锈钢等合金材料的高速切削。K30 YG8N

YG8 14.5-14.9 1600 89.5 适于铸铁、有色金属及其合金与非金属材料加工中，不平整断面和间断切削时的粗车、粗刨、粗铣，一般孔和深孔的钻孔、扩孔。K30 YG8

YG10X 14.3-14.7 2200 89.5 适于制造细径微钻、立铣刀、旋转锉刀等。K35 YG10X

YS2T 14.4-14.6 2200 91.5 属超细颗粒合金，适于低速粗车，铣削耐热合金及钛合金，作切断刀及丝锥、锯片铣刀尤佳。K30 YS2T

YL10.1 14.9 1900 91.5 具有较好的耐磨性和抗弯强度，主要用为生产挤压棒材，适合做一般钻头、刀具等耐磨件。K15-K25 YL10.1

YL10.2 14.5 2200 91.5 具有很好的耐磨性和抗弯强度，主要用来生产挤压棒材，制作小直径微型钻头、钟表加工用刀具，整体铰刀等其它刃具和耐磨零件。K25-K35 YL10.2

YG15 13.9-14.2 2100 87 适于高压缩率下钢棒和钢管拉伸，在较大应力下工作的顶锻、穿孔及冲压工具。YG15

YG20 13.4-13.7 2500 85 适于制作冲压模具，如冲压手表零件、乐器弹簧片等；冲制电池壳、牙膏皮的模具；小尺寸钢球、螺钉、螺帽等的冲压模具；热轧麻花钻头的压板。YG20 YG20C 13.4-13.7 2200 82 适于制作标准件、轴承、工具等行业用的冷镦、冷冲、冷压模具；弹头对弹壳的冲压模具。YG20C

YT15 11.0-11.7 1150 91 适用于碳素钢与合金钢加工中，连续切削时的粗车、半精车及精车，间断切削时的小断面精车，连续面的半精铣与精铣，孔的粗扩与精扩。P10 YT15

YT14 11.2-12.0 1270 90.5 适于在碳素钢与合金钢加工中，不平整断面和连续切削时的粗车，间断切削时的半精车与精车，连续断面粗铣，铸孔的扩钻与粗扩。P20 YT14

YT5 12.5-13.2 1430 89.5 适于碳素钢与合金钢(包括钢锻件，冲压件及铸件的表皮)加工不平整断面与间断切削时的粗车、粗刨、半精刨，非连续面的粗铣及钻孔。P30 YT5

YS25 12.8-13.2 2000 91 适应于碳素钢、铸钢、高锰钢、高强度钢及合金钢的粗车、铣削和刨削。P20、P40 YS25

YS30 12.45 1800 91 属超细颗粒合金，适于大走刀高效率铣削各种钢材，尤其是合金钢的铣削。P25 P30 YS30

YW1 12.6-13.5 1180 91.5 适于耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工钢材及普通钢和铸铁的加工。M10 YW1 YW2 12.4-13.5 1350 90.5 适于耐热钢、高锰钢、不锈钢及高级合金钢等特殊难加工钢材的精加工，半精加工。普通钢材和铸铁的加工。M20 YW2

YT15 11.0-11.7 1150 91 适用于碳素钢与合金钢加工中,连续切削时的粗车、半精车及精车,间断切削时的小断面精车,连续面的半精铣与精铣,孔的粗扩与精扩。P10

YT14 11.2-12.0 1200 90.0 适于在碳素钢合金钢加工中, 不平整断面和连续切削时的粗车,间断切削时的半精车与精车,连续断面粗铣,铸孔的扩钻与粗扩。P20

YT5 12.5-13.2 1400 89.5 适于碳素钢与合金钢(包括钢锻件,冲压件及铸件的表皮)加工不平整断面与间断切削时的粗车、粗刨、半精刨,非连续面的粗铣及钻孔。P30

YS30 12.45 1800 91.0 属超细颗粒合金,适于大走刀高效率铣削各种钢材,尤其是合金钢的铣削。P25 P30

YS25 12.8-13.2 2000 91.0 适应于碳素钢、铸钢、高锰钢、高强度钢及合金钢的粗车、铣削和刨削。M20、M30P20、P40

YS2T 14.4-14.6 2200 91.5 属超细颗粒合金,适于低速粗车,铣削耐热合金及钛合金,作切断刀及丝锥、锯片铣刀尤佳。K30 M30

YW1 12.6-13.5 1200 91.5 适于耐热、高锰钢、不锈钢等难加工钢材及普通钢材和铸铁的加工。M10

YW2 12.4-13.5 1350 90.5 适于耐热钢、高锰钢、不锈钢及高级合金钢等特殊难加工钢材的精加工,并精加工。普通钢材和铸铁的加工。M20

YW3 12.7-13.3 1300 92 适于合金钢、高强度钢、低合金、超强度钢的精加工和半精加工。亦可在冲击力小的情况下精加工。M10 M20

YG6A 14.6-15.0 1400 91.5 适于硬铸铁,有色金属及其合金的半精加工,亦适于高锰钢、淬火钢、合金钢的半精加工及精加工。K10

YG6X 14.6-15.0 1400 91 经生产使用证明,该合金加工冷硬合金铸铁与耐热合金钢可获得良好的效果,也适于普通铸铁的精加工。K10

YG6 14.6-15.0 1450 89.5 适于铸铁,有色金属及其合金非金属材料连续切削时的精车,间断切削时的半精车、精车、小断面精车、粗车螺纹、连续断面的半精铣与精铣，孔的粗扩与精扩。K20

YG8 14.5-14.9 1500 89 适于铸铁、有色金属及其合金与非金属材料加工中，不平整断面和间断切削时的粗车、粗刨、粗铣，一般孔和深孔的钻孔、扩孔。K30

YK15 14.2-14.6 2100 91 适于加工整体合金钻、铣、铰等刀具。具有较高的耐磨性及韧性。K15 K20

YG15 13.9-14.2 2100 87 适于高压缩率下钢棒和钢管拉伸，在较大应力下工作的顶锻、穿孔及冲压工具。

YG20 13.4-13.7 2500 85 适于制作冲压模具，如冲压手表零件、乐器弹簧片等；冲制电池壳、牙膏皮的模具；小尺寸钢球、螺钉、螺帽等的冲压模具；热轧麻花钻头的压板。

YG20C 13.4-13.7 2200 82 适于制作标准件、轴承、工具等行业用的冷镦、冷冲、冷压模具；弹头对弹壳的冲压模具。

YL10.1 14.9 1900 91.5 具有较好的耐磨性和抗弯度，主要用为生产挤压棒材，适合做一般钻头、刀具等耐磨件。K12-K25 M10-M30 YL10.2 14.5 2200 91.5 具有很好的耐磨性和抗弯度，主要用来生产挤压棒材，制作小直径微型钻头、钟表加工用刀具，整体铰刀等其它刃具和耐磨零件。

YT5一般只用与粗加工，因为它硬度低，耐磨性也不好，但是在加工不规则零件时他不容易被撞坏。YT15一般是用于半精加工，它有一定的硬度，耐磨性也可以，在零件要求不是太高的情况下也可用与精加工。YT30和 W2是用与精加工和加工高硬度的（55度以下）的零件，其特点是硬度高（一般有60度以上）耐磨性好，但加工余量过大或加工不规则零件是容易被损坏。

对与合金刀具的运用不外乎一个原则，就是硬度越大的刀具加工的零件就越精确，因为其不容易磨损，加工尺寸不容易变动，但是由于硬度太高容易出现崩裂的情况。

在高速钢，硬质合金（YG、YT、YW、YN），陶瓷，超硬材料（金刚石，立方氮化硼）中选择： 原则：

YG：适用于加工铸铁类 YT：适用于加工钢件

YW：刀具的材料性能间于YG，YT之间 YN：为金属陶瓷刀片适用于加工超硬材料。

金刚石：刀具适合加工超硬材料，但是不可以加工钢和铁类，因为和他们有亲和性。立方氮化硼：加工超硬材料。所以：

1.45钢锻件粗车 用YW，精车用YT15 2.HT200铸件精车 用YG8 3.低速精车合金钢蜗杆 含碳量不明确 4.高速精车调质钢长轴 用YW，精车用YT15 5.高速精密镗削铝合金缸套 用YG YN 金刚石 立方氮化硼

6.中速车削淬硬钢轴

YN 立方氮化硼 7.加工65HRC冷硬铸铁 YN 立方氮化硼

第2篇：硬质合金烧结实验

硬质合金的烧结

一、实验目的

了解硬质合金烧结的基本知识及烧结特点

二、实验原理

烧结是指在高温作用下，坯体发生一系列物理化学变化，由松散状态逐渐致密化，且机械强度大大提高的过程。在烧结过程中包括有机物的挥发、坯体内应力的消除、气孔率的减少；在烧结气氛作用下，粉末颗粒表面氧化物的还原、原子的扩散、粘性流动和塑性流动；烧结后期还可能出现二次再结晶过程和晶粒长大过程。

三、烧结方式及特点 真空烧结与低压烧结

真空烧结：在低于大气压力条件下进行的粉末烧结。主要用于烧结活性金属和难熔金属铍、钍、钛、锆、钽、铌等；烧结硬质合金、磁性合金、工具钢和不锈钢；以及烧结那些易于与氢、氮、一氧化碳等气体发生反应的化合物。优点是：(1)减少了气氛中有害成分(水、氧、氮)对产品的不良影响。(2)对于不宜用还原性或惰性气体作保护气氛(如活性金属的烧结)，或容易出现脱碳、渗碳的材料均可用真空烧结。

(3)真空可改善液相对固相的润湿性，有利于收缩和改善合金的组织。

(4)真空烧结有助于硅、铝、镁、钙等杂质或其氧化物的排除，起到净化材料的作用。

(5)真空有利于排除吸附气体、孔隙中的残留气体以及反应气体产物，对促进烧结后期的收缩有明显作用。如真空烧结的硬质合金的孔隙度要明显低于在氢气中烧结的硬质合金。

(6)真空烧结温度比气体保护烧结的温度要低一些，如烧结硬质合金时烧结温度可降低100～150℃。这有利于降低能耗和防止晶粒长大。

不足是：(1)真空烧结时，常发生金属的挥发损失。如烧结硬质合金时出现钴的挥发损失。通过严格控制真空度，即使炉内压力不低于烧结金属组分的蒸气压，也可大大减少或避免金属的挥发损失。(2)真空烧结的另一个问题是含碳材料的脱碳。这主要发生在升温阶段，炉内残留气体中的氧、水分以及粉末内的氧化物等均可与碳化物中的化合碳或材料中的游离碳发生反应，生成一氧化碳随炉气抽出。含碳材料的脱碳可用增加粉末料中的含碳量以及控制真空度来解决。

低压烧结：低压烧结的“低压”是相对„热等静压‟的压力来说的，二者都是在等静压力下烧结，前者的压力约为5Mpa左右，后者的压力高达70～100MPa。(1)低压烧结是在真空烧结和热等静压的基础上发展起来的，在烧结温度下，较低的压力同样可以消除合金内的孔隙，而且可以避免因高压而在合金中造成„钴池‟的缺陷。低压烧结使合金能获得比经热等静压处理的合金更好的综合性能。(2)抑制Co的挥发和合金脱碳（解决真空烧结的不足）

四、烧结制度

160014001200Temperature(℃)***00050100******0Time(min)

五、实验结果

1、样品的线收缩和体积收缩

2、样品的密度和相对密度

第3篇：硬质合金刀具的发展趋势

要实现国内刀具企业的又好又快发展，需打破现有的研发思路，从客户的角度出发，与客户一起成长，从实际需求中开发出自己的产品，而不是仅仅替代国外的刀具。我们不仅需要有制造刀具的能力，还需要有将刀具应用到实际生产过程中的能力，这样才能真正有扎实的理论和实践基础，才能拥有自己的知识产权。

刀具制作过程中需要模具进行成型工艺，对我国的模具产业大有裨益。我国五金刀具的高速发展，与强大的市场需求密不可分。2012年我国国产刀具的生产总量达到了350亿元，出口刀具85亿元，同比增长21.4.按此增速计算，预计2013年刀具消费规模将达到485亿以上。

在消费的刺激下，我国的刀具生产规模正在不断扩大。在刀具市场的推动下，我国的刀具模具的市场需求必然会得到提升，将会促进国内刀具模具产业更好发展。刀具行业涵括了基体材质设计、涂层组织结构设计、刀具外观结构设计、专用数字化技术开发等知识领域，任一学科理论、技术的更新换代都会随之带动整个刀具行业技术系统性变化调整。同样在生产线上，与以上技术关联的任一环节程序的细微缺失或浮动势必影响刀具产品性能指标的稳定性。就刀具基体材料而言，成分在国内各家公司对应的牌号基本相同，硬度、密度、矫顽磁力等常规性能报告也基本一致，然而实际使用性能的反馈良莠不齐。要打破这种“形似神不似”的尴尬，亟待对刀具研发进行系统性夯实积累，对各环节相关性探索连接，层层相符、环环相扣，从而指导实际生产，确保产品的稳定性，找到“神形兼备”的关键。配套服务能力缺失国产刀具无法尽施其“神”

随着科学技术的进步，我们正处于先进制造技术快速发展时期，数控机床的推广应用，大大降低了零件加工的辅助时间，极大地提高了生产率。航空零件加工的总工时中，辅助时间缩短，切削所占的时间比例就相应增大，要想进一步提高机床的生产率，必须大幅度提高切削速度，这也是近几十年来高速切削技术迅速发展的主要原因。高速加工最早主要用于航空工业轻合金的加工，现已成为航空制造业提高加工效率和质量、降低加工成本的主要途径。高速、高效切削

在航空零部件加工中，高速切削正在被大量应用，主要有以下几个原因：

(1)为了最大限度地减重和满足其他一些要求，许多构件、壁板等采用“整体制造法”，即在大块毛坯上去除余量，形成薄壁，细筋结构的零件，需要去除大量金属材料，导致切削时间占用零件总生产时间比例很大，因此提高生产率的途径之一就是采用高速切削加工。

(2)飞机零件的结构复杂、精度高，零件的薄壁、细筋结构刚度差，要尽量减少加工中的径向切削力和热变形，只有采用高速切削加工才能满足这些要求。

(3)难加工材料，如镍基高温合金、钛合金、高强度结构钢被现代航空产品大量采用，这些材料强度大、硬度高，耐冲击、加工中容易硬化，切削温度高、刀具磨损严重，属于难加工材料。一般采用很低的切削速度进行加工，如果采用高速切削，不但可以大幅度提高生产率而且可以有效地减少刀具磨损，提高零件的表面质量。

进入21世纪，激烈的市场竞争推动着以机器制造技术为先导的先进制造技术以前所未有的速度向前发展，航空零部件的制造也已进入以数字化制造技术为特点的发展时期。据慧聪表面处理网小编了解，先进的航空产品要求航空零件具有更优异的性能、更低的成本和更高的环保性，而加工工艺要求具有更快的加工速度、更高的可靠性、高重复精度和可再现性。传统的刀具已不能满足以上要求，刀具行业因此而进入了“高精度、高效率、高可靠性和专用化”的现代刀具生产新格局。

高速切削加工具有不同于传统切削加工技术的加工机理和应用优势，它是数控加工工艺观念的转变。根据航空产品的材料和结构特点，要实现高速加工必须以先进高速切削刀具为保证。高速切削刀具必须具有良好的耐磨性和高强度韧性，先进的刀具材料、优良的刀具涂层技术、合理的几何结构参数，高度动平衡刀具系统，安全可靠的夹紧方式，以及高同心度的刀刃精度等等。

刀具切削材料的发展方向及应用

目前，在飞机制造领域中，高速钢刀具约占总各类切削加工总刀具量的60%，硬质合金刀具约占总刀具量的35%，超硬刀具(立方氮化硼、金刚石)占全部刀具总量不超过5%，今后随着航空新材料不断涌现，硬切削、干切削应用的增加，硬质合金刀具、涂层刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具和聚晶金刚石刀具的比例将大幅提高。

1.硬质合金材料的发展

为了满足高速切削技术的迅猛发展，以硬质合金为主的各种刀具材料性能已经全面提高，细颗粒、超细颗粒硬质合金的开发及涂层技术在硬质合金刀具上的应用显着地提高了硬质合金材料的强度和韧性，用它制造的整体合金刀具正逐步代替传统的高速钢刀具，使切削速度和加工效率提高了数倍，为高速切削的推广应用打下了重要基础。整体硬质合金还在一些复杂成形刀具中得到了应用，满足了产品加工多样性的需求。目前国内厦门金鹭特种合金有限公司、株洲钻石硬质切削刀具股份有限公司、四平博尔特工艺装备有限公司及陕西航空硬质合金工具公司都能为航空工业提供硬质合金刀具，其产品性能接近世界先进水平。

21世纪硬质合金刀具材料应重点在2方面发展：一是细化晶粒使之达到纳米级微晶等级。硬质合金晶粒尺寸越小，硬质合金的硬度就越高其耐磨性就越好，韧性和刚度也就越高，从而扩大其应用范围;二是应用新技术新工艺开发新型硬质合金提高硬质合金内在性能和质量。

2.涂层技术的发展

刀具涂层技术在现代切削加工和刀具发展中起着十分重要作用，自问世以来发展非常迅速，尤其是近几年取得了重大进展，化学涂层(CVD)仍然是可转位刀片的主要涂层工艺，相继开发了中温CVD、厚膜三氧化二铝、过渡层等新工艺，在基体材料改善的基础上，使CVD涂层的耐磨性和韧性都得到了提高;而物理涂层(PVD)技术也取得了重大突破，在涂层设备的结构、工艺过程、自动控制等方面都取得了重大进展，开发了适应高速切削、干切削、硬切削的耐热性更好的涂层，通过对涂层结构的创新，开发了纳米、多层结构等大量新型涂层，大幅度提高了涂层硬度和韧性。

3.超硬刀具材料的发展

超硬材料是指金刚石和立方氮化硼(CBN)，其硬度比其他刀具材料高出几倍，金刚石是自然界中最硬的物质，CBN的硬度仅次于金刚石。近年来，超硬刀具材料发展迅速。

金刚石刀具材料分为5类：天然金刚石(ND)、人造聚晶金刚石复合片(PCD/CC)、金刚石薄膜涂层刀具(CD)、金刚石厚膜刀具(FCD)和人造聚晶金刚石(PCD)。ND的结晶各向异性，在进行刀磨的使用时必须选择适宜的方向;人造金刚石各向同性，其硬度低于ND,但强度与韧性好于ND。

金刚石刀具能够有效地加工非铁金属材料和非金属材料。如铜、钨等有色金属及其合金，陶瓷、硬质合金，各种纤维和颗粒加强复合材料，塑料、橡胶、石墨、玻璃和木材等，但金刚石忌切钢铁和其他铁族元素。

立方氮化硼(CBN)刀具材料具有极高的硬度和红硬性，是高速精加工或半精加工淬火钢、冷硬铸铁、高温合金的理想刀具材料，由于CBN刀具加工高硬度零件时可以获得良好的加工表面粗糙度，因此采用CBN刀具切削淬火钢可以实现“以切代磨”。

4.高速钢材料的发展

从中国刀具行业深度调研与发展趋势预测报告了解在未来刀具材料发展中仍要提到高速钢材料的发展，尽管高速钢材料在全世界的销售额正逐年减少，但高性能钴高速钢和粉末冶金高速钢的使用量仍在不断增加，这2种高性能高速钢比普通高速钢具有更好的耐磨性、红硬性和使用的可靠性。随着人们对切削加工效率追求的提高和观念的转变，这些高性能高速钢刀具在航空领域被大量采用。如航空难加工材料，自动钻铆机上使用的钻、扩、铰、锪一体高精度复合刀具以及加工飞机零件复杂型面的各类复合刀具。

随着科技进步，先进制造系统，高速切削、超精密加工、绿色制造的发展和付诸实现，对刀具提出了全新要求，未来刀具材料也必将有重大发展。刀具材料与工件材料双方交替发展和相互促进，成为切削刀具不断向前发展的历史规律。在未来，刀具材料必将面临工件性能提高，加工批量加大和制造精度提升的更严峻挑战。材料科学的进步，推动了刀具材料的发展，而刀具材料的发展应考虑原材料资源的制约。新品种的出现，新旧品种各自所占比重的变化以及它们之间相互竞争和相互补充的格局，将成为未来刀具材料发展的新特点

刀具新技术、新结构、新品种的发展及趋势

随着制造业的高速发展，航空工业及模具行业等重点产业部门对切削加工不断提出更高的要求，推动了采用新技术、新结构的刀具不断涌现，不断丰富刀具品种。国内外刀具制造商，如厦门金鹭特种合金有限公司等为了满足航空制造对刀具的要求，与航空制造企业紧密合作，开发新型刀具。由于飞机零件具有结构复杂、精度高、零件壁薄和飞机零件采用钛合金、镍基合金、碳纤维及其他难加工材料多的特点，因此引导着航空刀具研制向以下方向发展。

(1)高精度、高效率、高表面质量。

(2)超高精度、超长寿命。

(3)高强度、高刚性等难加工材料。

(4)各类金属材料与各类复合材料夹层加工。

(5)开发多功能刀具和高效专用刀具。

(6)可转位刀具广泛使。以往在航空材料加工中整体刀具占绝大多数，随着航空材料中钛合金、高温合金、高强度钢在应用中的增加，可转位刀具的应用也逐步增加，可转位刀具具有不经焊接、无裂纹等缺陷，充分发挥原有刀片的切削性能，并减少机床停机磨刀，装卸刀具的辅助时间等优点，使用可转位刀具比焊接刀具可提高切削效率35%以上。目前西方国家可转位刀具进入成熟期，其品种不断增加，结构优化，几何参数更加合理，在切削刀具中占有率达到80%左右，我国使用不到30%。所以对于我国航空工业零件加工，更广泛使用可转位刀具是未来的发展方向。

(7)刀具设计研制的数字化。现代刀具不仅应能满足高速切削、干式切削、硬切削、复合切削加工等先进切削技术的需求，而且要满足产品功能的多样化、结构的合理化、外形的实用美观等方面的更高要求，但以往刀具的设计主要依靠经验，依靠试验法，这种设计方法效率低、设计周期长、开发新产品难度大，显然已阻碍了新型刀具的开发和使用，无法满足先进切削加工技术的需求。

现代切削技术的发展迫切需要先进的刀具设计技术，而刀具设计的特点是空间角度难计算，形状复杂，尺寸繁多并且切削机理复杂，但随着计算机技术及CAD/CAM技术的高速发展，采用先进技术和专用的应用软件及刀具仿真技术进行刀具的研制开发将成为未来刀具设计与开发的方向。

与刀具相关新技术的发展

刀具的切削不仅取决于刀具本身，还与使用机床、刀具与机床的连接、刀具的刀柄系统、刀具的动平衡、刀具安全监控系统等密切相关，而与刀具相关的技术也与刀具技术一起在科技进步推动下取得了新的进展。

1.高速切削时刀具刀柄系统

加工中心等数控机床以前一直采用传统的7∶24实心锥柄工具系统，这种刀柄由于只靠锥面结合，刀柄与主轴的联接刚性较低，主轴转速超过10000r/min，联接刚性的不足更为明显。对采用ATC刀柄换刀来说，每次换刀后，刀具的径向尺寸都可能发生变化，存在着重复定位精度低问题。为解决这些问题主要对标准7∶24刀柄进行改进。在HSK刀柄的启发下，近年来出现了7∶24刀柄的新型联接技术，如日本日研公司和大昭和公司分别研制出三处接触(3LOCKSYSTEM)和双面(BIGPLUS)2种7∶24联接刀柄。与标准的7∶24刀柄比较，它们有更高的联接刚性和精度，可用于高速、高效切削，并且还能与现有7∶24刀柄或机床兼容，是7∶24刀柄未来的发展方向，除对标准7∶24刀柄结构进行改造外，目前主要采用新型的HSK刀柄和KM刀柄。

HSK刀柄是一种新型的高速锥形刀柄，其接口采用锥面和端面2面同时定位的方式，刀柄为中定，锥体长度较短，有利于实现换刀的轻型化及高速化，由于采用端面定位，完全消除了轴向定位误差，使高速、高精加工成为可能也是我们国内制造厂刀具制造发展方向。高速刀具与主轴的连接技术随着科技进步今后还将得到不断发展，使一些新概念刀柄——HSK、KM、3LOCK、BIGPLUS等刀柄得到进一步改进和完善。

当前主轴与刀具连接技术发展方向是：

(1)采用双面定位系统;

(2)装夹精度高，夹持刚性好，结构紧凑;

(3)刀柄带平衡和减振装置;

(4)发展多功能和智能型刀柄。

2.刀具动平衡技术

对高速旋转的刀具还有平衡与安全问题，在高速主轴系统中，任何旋转体的不平衡都会产生离心力，不平衡的刀具或刀柄在高速切削时产生的离心力使机床产生振动，旋转刀具微小的不平衡量，在高速切削时都会造成很大的离心力，刀具不平衡产生的不规则切削力，将导致不规则的磨损，其结果一方面会影响工件的加工精度和表面质量，另一方面会影响主轴轴承和刀具的使用寿命，更主要的是影响高速切削的安全性，所以高速切削需要认真进行刀具的动平衡。

目前国外公司根据刀具动平衡的要求开发了专用刀具动平衡仪和立式刀具动平衡仪，都可以实现全自动的刀具动平衡测量。新型动平衡测量仪发展的方向是测量精确高效、操作方便、功能强大。

3.刀具刃口钝化的发展

目前国外进口的整体刀具或可转位刀片刃口大都进行了刃口的钝化。经钝化后的刀具或刀片刃口微观缺陷彻底清除，有效地增加了刃口强度，其刀具耐用度一般可提高20%至一倍，我国目前大部分刀具都未进行钝化处理，耐用度低，刀具消耗费用大，所以刀具刃口的钝化是我国当前刀具制造发展的一个方向。

据了解，目前，国内制造的刀具还不能完全满足航空制造业的加工需求，每年还需进口大量刀具，未来对于国内刀具制造企业，应加快自身的技术创新与技术改造力度，加大研发。

第4篇：高速工具钢及硬质合金专业供应商

高速工具钢及硬质合金专业供应商

骋毅金属材料（上海）有限公司位于中国第一大城市，中国四大中央直辖市之一，中国国家中心城市，国际大都市，上海市松江区高新科技开发区220号；是专业销售品牌高速钢、工具钢、模具钢及硬质合金(钨钢)，日本不二越高速工具钢NACHI SPECIAL STEEL：、HM35、HM42、SKH2、SKH3、SKH4、FAX18、FAX31、FAX38；美国熔炉斯伯钢公司(又称“坩埚钢” 公司，英文名Crucible)CPM系列微粒冶金工具钢：CPM3V、CPM10V、CPM15V、CPMS90V、CPMM4、、；日本大同特殊钢DAIDO STEEL：MH51、DEX20、DRM1、DRM2、DRM3；日立金属HITACHI METALS：YXM1、YXM4、XVC5、、HAP40、HAP72、ZDP282；瑞典乌德霍姆UDDEHOLM TOOLING:ASP-

23、ASP-30、ASP-60、VANADIS-4(V4)等，均提供原厂“质量保证书”，材料来源公开，材料价格合理，交 货及时(素材24小时内交货，精料36至48小时交货，特急件可以特殊处理)。公司拥有配套齐全的机械加工设备(大型铣磨加工，1.6米*3米无需接刀；大型CNC加工，最大行程1.6米*3米；慢走丝，快走丝等)及热处理设备,实现了从毛坯料---粗加工---精加工---半成 品---热处理---研磨“一站式”服务。

公司秉承“一流的品质和服务创造企业品牌”之宗旨，与国内外多家知名钢厂建立了长期稳定的合作伙伴关系，精心汇聚各钢厂的品牌产品，实现了资源互补，以适应市场的不同需求,协助广大厂商提高自身的竞争力，骋毅是您的最佳合作伙伴。

公司宗旨：一流的品质和服务创造企业品牌

经营理念：以人为本，开拓创新，持续改进，追求卓越。

质量方针：弘扬品质精神，构建完善的质量管理体系，把品质战略贯穿于公司日常工作的各个细节中。

环境方针：遵守法规，减废防污，持续改进，绿色环保。

公司价值观：诚信立企，德行天下，诚信赢得天下客！用感恩的心去服务每一个客户！

第5篇：自贡硬质合金公司企业文化[优秀]

自贡硬质合金公司企业文化

一、公司概况

自贡硬质合金有限责任公司是世界级大型硬质合金和钨钼制品生产企业，也是中国西部地区唯一的大型钨品生产企业。公司现有员工近4000人，资产总额10亿元。公司生产钨冶炼产品、硬质合金、钨钼制品、成品工具四大系列三万多个规格型号的产品，年生产能力超万吨，位居全国同行业第二，世界同行业第六。“长城牌”产品销往全国各地和世界40多个国家和地区，硬质合金国内市场占有率接近30%，60%以上的产品远销欧美等发达国家和地区，出口量居全国同行第一，实现了从“内向型”企业向“外向型”企业的转变。更为难得的是，在国内部分同行业企业生存面临危机时，公司却连续19年保持以每年两位数的速度增长，步入了超常规、跨越式发展的快车道。

二、生产经营取得新成效

2003年，公司紧紧围绕生产经营和改革发展的双重任务，坚持“精细管理重创新，调整结构促优强”的工作方针，千方百计抢抓市场商机，较好地克服了原辅材料价格上涨，产销矛盾突出，突如其来的“非典”疫情以及体制改革滞后等诸多困难，各项工作有序推进，主要经营指标全面实现目标任务，发展势头不断向好。

——产销两旺，产值产量和货款回笼创新高。2003年完成工业

总产值8.82亿元，同比增长14.7%；主要产品产量8780吨，同比增长22.3%。

——抢抓市场商机，销售收入和利润指标达目标。全年实现销售收入近10亿元，出口创汇近5000万美元，实现利润3000万元，公司上交利税5798万元，同比增长63.3%。

——整体质量稳定，产品合格率实现新纪录。全年硬质合金综合合格率达到98.89%，硬质合金一次送检合格率达到90.66%，成品工具综合合格率达到98.07%，钨钼制品综合合格率达到99.99%，创历史最好水平。市场用户质量异议明显减少，退赔换率同比下降一个百分点。安全环保指标处于受控状态，全年没有发生重伤以上安全生产事故，污染物达标排放，粉尘合格率为100%，并顺利通过“职业安全健康体系”认证。

三、改革发展实现新突破

——推进人力资源管理变革，全面实施新的薪酬制度，创新人才机制，新的绩效文化正在得到培育。人力资源开发水平进一步提高，探索推进了学习型组织建设，人力资源配置更加科学，短期合同工管理进一步加强。引入竞争机制，实施干部及关键员工公开竞争上岗制度，人才队伍在充实、调整、精简中得到优化，高素质人力资源短缺的结构性矛盾得到明显缓解。

——技术创新加快推进，研发成效逐步显现。研发中心开放式实验室投入使用，研发手段进一步增强。科技体制改革继续深化，重大风险性研发和一般工艺性开发有序分开，项目主研负责制和首席专家

制的积极作用正在得到发挥，博士后工作站的效用正在增强。研发项目计划完成率达到87％，成果转化率达到85.7％，技术创新优势正在形成。

——全面加大投资力度，重点技改项目加速推进。2003年继续保持了较高的投资规模，重点技改项目，硬面材料中心一期工程提前竣工投产，并在当年实现盈利，混合料制备中心竣工投产，对外投资管理进一步加强，实现利润370万元，盈利状况明显改善。

——营销体制创新加快推进，营销渠道优势正在形成。设立了具独立法人资格的外贸公司，第一个取得了内江片区“出口商品一类检验管理企业”资格，为加速公司由内向型企业向外向型企业转变创造了条件。全面实施了客户代表制，完善了质量异议处理的行为规范，强化了市场推广及技术服务，改进了产品包装，大大提高了满足客户需求的响应速度和市场应变能力。“长城”牌申请《商标国际注册马德里协定》注册成功，品牌经营国际化迈出重要一步。

——大力推进信息化建设，信息化水平明显越升。公司产供销、人财物全面实现MIS集成，集团成员间快速交流平台正式建立。公司已进入中国企业信息化500强，通过信息化带动管理现代化的目标正加快实现。

——2003年，公司体制改革正式启动。现代企业制度建设进一步深入，依法治企的基础得到夯实。

四、精神文明建设开创新局面

2003年公司认真实践“三个代表”重要思想，大力推进精神文

明建设，取得积极成效：一是按照代表先进社会生产力的发展要求，坚持“一手抓饭碗，一手抓发展”，企业发展阔步向前；二是按照代表先进文化的前进方向要求，全面启动企业文化建设，取得了阶段性成果。一支高境界、高素质和高度团结的优秀团队正逐步培育，具有时代气息和自硬特色的企业理念、行为规范和企业形象广为传播，用户和社会对公司的信任度和美誉度全面提升。三是按照代表最广大人民群众根本利益的要求，全面关注职工生活质量，稳定提高职工收入水平，住房条件继续改善，生活水平和质量进一步提高。

（罗斌辉）

第6篇：烧结工艺对硬质合金性能的影响

烧结工艺对硬质合金性能的影响

【摘要】采用高能球磨机制备超细WC-Co复合粉，通过控制不同的球磨时间获得粉体，分别用放电等离子烧结和真空烧结工艺来制取硬质合金。利用分析天平、扫描电镜等设备，系统的进行烧结方法对硬质合金的硬度、密度、抗弯强度等性能以及显微组织结构影响的研究。实验结果表明：放电等离子烧结跟真空烧结相对比，可以有效地减少合金孔隙，使硬质合金的组织结构更加致密，从而也能够提高硬质合金的各项物理机械性能指标，球磨50h，在1200℃，可以获得密度为14.32g/cm3，洛氏硬度HRA90.4，抗弯强度为2100MPa的综合性能较为优越的硬质合金。【关键词】烧结工艺，硬质合金，性能 【Abstract】窗体顶端

【Abstract】High energy ball mill for Ultrafine WC-Co composite powder, the powder obtained by controlling the milling time is not, respectively, with spark plasma sintering and vacuum sintering proce for the preparation of cemented carbide.Utilization of balance, scanning electron microscopy and other equipment, to study the system performance and the impact of sintering of cemented carbide microstructure hardne, density, flexural strength right.The results show that: the discharge plasma sintering compared with vacuum sintering, can effectively reduce the porosity alloy, carbide organizational structure is more dense, so it is poible to improve the quality of the physical and mechanical performance of the alloy, milling 50h, at 1200℃can obtain a density of 14.32g/cm3, Rockwell hardne HRA90.4, 2100MPa flexural strength of overall performance is more superior carbide.【Key word】Sintering Proce，Cemented carbide，Performance

1.1硬质合金及发展、研究现状 1.1.1硬质合金

硬质合金是指利用高硬度、高弹性模量以及难熔金属碳化物（例如TiC、WC等)做为基体，再使用渡族金属(通常是Fe、Ni、Co等)做为粘结剂，采用粉末冶金的方法而制备成的多相复合材料。该复合材料具备各种优点，如有较高的硬度、良好的耐磨性，热稳定性好等，因此，在现今的工具材料中，耐高温材料、以及耐磨材料跟耐腐蚀材料获得的普遍应用，被誉为“工业的牙齿”。而当中的超细WC-Co硬质合金，拥有的晶粒度更为细小，跟具有相同成分的普通硬质合金相比，其洛氏硬度HRA要高出1.5~2MPa，在室温下，抗弯强度更是高出700-1500MPa。高温硬度比普通合金同样要好出许多，从而能够在难加工材料乃至高科技领域中大放光芒，获得广泛利用。

高硬度硬质合金（HRA 86 ~ 93），强度高，耐磨性和韧性好，耐高温，耐腐蚀等优良的物理和化学性质，它不仅可用于各种五金工具，刀具材料，精密轴承，耐磨零件和缸套，也广泛用于采矿和机械破碎工具地质钻探作业，包括锤，钎片，刮刀，刀，钻头，球齿板，眼镜，李宁板和板锤，因此，它是矿山隧道工程，世界石油勘探，地质勘探和煤矿挖中起着至关重要的材料之一。然而，硬质合金也有一些缺点，如在硬质合金的长过程中的应用，比较大的脆性，难以形成复杂形状的一整套工具，通常由硬质合金与不同形状的叶片，通过采用焊接和粘接等方法来安装在刀体或者工具上使用。其中的截齿是直接对岩石进行切割的零部件。在切割岩石，常伴随有脱落，刀头磨损，牙齿断裂，断裂失效形等一系列损伤，情况尤为严重，其原因除了对钻井环境相当恶劣外，更为重要的是因为硬质合金的耐磨性和冲击韧性无法很好的满足服役要求。于是开发出具有高韧性兼具高硬度的新型硬质合金是首当其冲。1.1.2 WC-Co硬质合金的发展 传统方法制备粉末的基本步骤为：首先把钨粉跟炭黑一起均匀混合，并在温度为1400～1600 ℃下进行碳化，制得所需的WC粉。之后跟钴粉混合、研磨而制备而成。这种方式存在缺点，它是WC-Co粉末获得小于一微米的尺寸很难，典型的粒径一般在1-10微米，而且有较大脆性。最近几年，伴随着对超细甚至是纳米级合金的研究不断深入，越来越多的超细硬质合金制备工艺被开发出了，生产出硬质合金超微结构材料。第一种是化学沉淀法：让钴盐和钨盐能在液相情况下共沉淀，之后采用渗碳技术，使得沉淀物能够在低温的条件下彻底分解，从而制备得到分散性好且活性高的钨钴化合物的前驱体，最后利用固定床或流化床把它还原碳化成超细的WC-Co复合粉末。第二种是直接还原碳化法：将原料直接还原碳化钨或钨的化合物，碳黑和一氧化碳或天然气作为还原剂和炭化料的还原，还原和碳化，让还原跟碳化同时进行。这种制备方法是目前使用最广泛的。第三种，.机械合金化制备合金粉末配比会在长时间的搅拌，高能球磨粉末在高速运行，通过反复的冲水箱，承受力，剪切作用，经过挤压和各种，摩擦力，冷焊和反复研磨过程中，使得超细颗粒分散，把固态合金化。还有一种方法，喷雾转化法或者叫喷雾干燥法：该种方法是现今世界上在对超细的WC-Co复合粉末制备领域使用得非常广泛成熟的制备方法之一，在工业化上批量生产该超WC-Co 粉末的主要方法就是利用这种方法。该技术采用热化学合成原理，利用水溶性前驱体热化学合成超细WC-Co 复合粉末。该方法是在上世纪90 年代早期由美国新泽西州的Rutgers University 跟Nanodyne 公司共同开发完成的。此工艺的工艺路线包括：

1)前驱体化合物水溶液的制备跟混合，起到固定初始溶液成份的作用，一般情况下会采用偏钨酸铵，化学式为[(NH4)6(H2W12O40)4H2O]，还有CoCl2、Co(NO3)2或者Co(CH3COO)2做为前驱体化合物的水溶液； 2)使用喷雾干燥机将起始溶液制备出非晶态前驱体粉。

3)采用H2还原、CO-CO2为碳源在流化床中将前驱体粉末转化为超细WC-Co 粉末。1.1.3 WC-Co硬质合金的国内外研究现状

至今为止，硬质合金这一行业领域，在国内对原材料，超细WC晶粒硬质合金有限抑制剂，工艺过程和机制的制备取得了突破性进展，具备“双高”特性的超细晶粒硬质合金的质量愈来愈稳定，其制造费用也得到了有效把控，已在愈来愈多的应用领域代替常规硬质合金。

11）在超细碳化钨粉的研究：硬质合金超细领域国际上已取得很大进展，其发展吸引了人们的注意，超细WC粉末有着许多的制取方法，包括直接碳化法、气相沉积法、有机盐热分解碳化法、氢气还原WOX 碳化法、流化床还原碳化法、等离子电弧法、熔盐法和机械球磨法等，目前应用于工业化规模生产的主要是前三种方法。可是在那些从事超细硬质合金生产领域的工业技术人才而言，关注的不仅仅是超细WC粉末的制取方法，还包括了超细硬质合金各种性能受超细WC粉末的质量影响和WC 粉体的生产费用。

2)超细Co粉末：在研究超细硬质合金所受到的影响方面，钴粉当中的氧含量以及颗粒度，张卫兵对其做了实验研究，研究结果指明了合金的性能受Co粉粒度影响很小，指出其粒度不大于1.3μm便可。Korad Friedrichs 博士在其论文中指出，钴粉种类对超细硬质合金性能存在重要影响。

3)晶粒生长抑制剂：碳化物晶粒长大难以控制，这是在生产过程中对合金的制备难点之一，而利用晶粒生长抑制剂，进行晶粒长大方面的控制是最为有效的方法之一。对晶粒生长抑制剂而言，是研究超细硬质合金的一大研究重点。关于晶粒的生长抑制剂层面，以前的研究目标大都是在抑制剂类型和添加量以及加入方式等层面，以及与性能的超细硬质合金组织结构晶粒生长抑制剂的影响。随着晶粒生长抑制剂的深入研究，对晶粒生长抑制剂的研究逐渐成为热点。因为不一样的抑制剂产生的影响机理不一样，所以对合金性能所带来的影响不同。为了得到效果最好的抑制剂，通常同时使用两个或三个抑制剂，而对于复合抑制剂而言，Ta-C-VC 复合型抑制剂的抑制效益比相同含量的Cr3C2-VC要好出许多。近年来，R.K.Sa-Kangi 等人还研制出一种新的抑制剂（又称Master 合金），金属碳化物（VC，Cr3C2）加富钴基固溶体形成的固溶体的抑制剂，抑制剂可以使WC颗粒的有效控制。

4)烧结工艺：超细硬质合金混合料的比表面积大，活性高，烧结过程中晶粒易长大。为了抑制WC晶粒的生长，比传统的硬质合金的烧结温度低。同时，其密度小，孔隙率，孔隙较难消除合金中的烧结过程中，而这种合金的综合性能是非常敏感的。如果你想降低孔隙率，必须采用更先进的烧结方法，即低压热等静压烧结（通常称为烧结过程中，烧结压力）是广泛应用于超细硬质合金的生产实践。低压烧结的步骤是指在进行烧结时，通入Ar气体，将气压提高至5-6MPa，在如此高的压力条件时，液相流动会变得更容易，因而使得钴相的分布更为均匀，减少了当中的孔隙并且能够有效地消除钴池，从而提高其合金强度。邬荫芳等人对烧结工艺进行了反复烧结试验，研究超细硬质合金，对超细物理性质的比较硬质合金真空烧结，压力烧结和热等静压烧结和性能，通过109次的材料测试所统计的结果，经过压力烧结，抗弯强度平均提高18%左右，根据106 次试验所统计的结果，经过热等静压，强度平均提高23%。5)晶粒长大抑制剂抑制晶粒长大机理：

在生产实践的应用中，对超细晶硬质合金而言，使用得最为广泛的仍是过渡族元素的碳化物，例如VC、NbC、TaC、Cr3C2、TiC、ZrC和Mo2C以及HfC 等。关于稀土、B、P 和Cu[23-26]等作为晶粒长大抑制剂的报道，近几年来也有一些。

在晶粒长大抑制剂作用机理，有三个比较一致的看法：第一是表面的吸附，由于WC颗粒吸附剂的作用，降低了WC颗粒表面能，这样就降低了WC溶解在液相的概率，缓解了WC溶解后再结晶的速度，因而就起到抑制作用；第二是溶解说，溶液由液相结晶生长在缓慢的WC的液相溶解抑制剂；第三点，由抑制剂在表面发生的偏析现象，抑制了WC界面的移动，从而抑制了颗粒的聚集长大现象。对于晶粒分离抑制剂，Masaru Kawakami对其进行了较为深入的研究，在实验中，对晶粒抑制剂搀杂WC-Co硬质合金（VC+Cr3C2 和Cr3C2）WC-Co界面上产生的偏析量进行测定。实验说明了：加入VC 或者Cr3C2在WC-Co界面产生的偏析降低了；添加剂Cr3C2所产生的偏析量比VC大，而且是因VC量的增加，Cr3C2在界面上的偏析量减小；添加VC、Cr3C2复合剂，比起单独添加VC晶粒生长抑制剂的偏析量还要小，因而VC和Cr3C2的抑制效果好。

1.2 WC-Co硬质合金的烧结 1.2.1微波烧结

微波烧结是介电损耗在整个烧结温度和加热来实现一种新的快速烧结致密化技术在微波领域的应用。通过对流、传导、辐射传热的发热是常规烧结。从外部加热材料，烧结时间比较长，晶粒容易长大。因材料本身能够通过吸收微波能，并将其转化成内部分子的势能跟动能，这是微波烧结。能够让材料内外同时均匀受热，这样就可以把热应力从材料内部减少至最低，然后依靠微波电场能，迅速提高材料内部的分子能跟动能，并且烧结活化能迅速降低，同时提高扩散系数，能够进行低温快速烧结，使细粉未长大马上就被烧结。微波烧结依旧是在制备细晶材料工艺上最有效方法之一，但是现今存在的主要瓶颈依然是，要有能制备合金的大功率的微波炉设备，因此在工业生产中很难大量运用该工艺。1.2.2真空烧结

方法是把压坯置于真空烧结炉里。首先是真空条件下的烧结，当炉腔温度达到后。在保温时间不断延长后。试样的收缩速率大大减小。这说明了在真空烧结状态下试样已经基本完成收缩。用氩气或氮气中应用3-6MPa压力，可使样品明显收缩。因此，样品的极限压力烧结体起到了重要的推动作用，改善组织，消除残余孔隙。1.2.3放电等离子烧结

放电等离子烧结（简称SPS），这是一种新型有效的烧结方法。通过利用脉冲电流，实现粉体间的快速加热。其原理是运用了放电脉冲压力、脉冲能。还有焦耳热能生成的瞬间高温场来实现快速加热。利用瞬间产生的放电等离子，使材料里面的颗粒都能进行自发产生热量。并且使颗粒表面活化。因为有升降温速率快，保温时期短，使表面扩散阶段能被迅速跳过，同时颗粒长大减少，而且又缩小制备的总时间，节省能源。因此，放电等离子烧结是一种新的烧结工艺，烧结样品可以达到颗粒均匀，密度高，机械性能好等特点，是一项有极高的使用价值跟广阔的应用前景的现代烧结新工艺。1.2.4其它烧结技术

除了上述的烧结技术外，还有出现了一些新型的烧结技术。譬如，场辅助烧结、激光烧结、二阶段烧结。烧结锻造是烧结锻造成形和烧结相结合，通过粉末塑性变形能有效消除毛孔，和晶粒细化。类似的方法和热挤压，爆炸烧结产生的冲击波，极大的应力塑性变形的粉末压坯，为了实现高密度。这些方法可以应用于纳米粉体的烧结性能，长大的晶粒尺寸的减小，提高性能。1.3本课题的研究意义及主要研究内容

WC-Co硬质合金是具有较好的硬度、耐磨性以及疲劳强度等性能的硬质合金，能满足数控机床的要求，以及大部分微钻切削超精密加工，印刷电路板，高精度等复合材料；多数难以加工材料的切削加工对刀具锋利性和耐磨性以及抗冲击能力的要求极高。因此，对于某些材料而已，如模具钢、高强合金、高温合金、耐磨合金和复合材料以及硬脆性材料等难加工材料；电子工业中的印刷电路板(玻璃纤维加强的热固性塑料)的钻孔；木材加工和复合地板，精密切割电子工业用的玻璃；其应用相当广泛。而在其他领域也有非常广泛的应用，如微钻牙针式打印机，纺织和胶带切割器。本文是探究烧结方法对WC-Co硬质合金性能的影响，分别采用真空烧结和SPS两种烧结工艺，通过对该复合粉的球磨细化，压制烧结，测试性能等工序，对合金的显微组织，密度以及力学性能等深入分析，系统地研究了烧结方法对硬质合金的显微组织和性能的影响，对于科学研究和工业生产上获得不同性能的硬质合金具有一定的意义。第二章实验与测试方法 2.1 实验原料

在这个实验中，原材料是普通的市售碳化钨粉、钴粉。粉体技术参数如表2-1所示，粉体的形貌如图2-1所示。图2-1WC粉(左)、Co粉(右)表2-1粉末技术参数 2.2 粉末的处理及烧结设备 2.2.1粉末处理工艺流程

以WC 粉末，Co粉末为原料，采用传统粉末冶金的方法制备超细硬质合金，其工艺流程如图2-1所示。2.2.2高能球磨机

球磨机的工作原理是把粒径不同、性质各异的颗粒粉末，通过一定的转速下碾磨成粒径更为细小的均匀混合物，为之后的化学反应或压制、烧结等工序做好准备。市场上的球磨机主要是振型和混合型和滚筒行星球磨机的类型。其中的行星式球磨机被称为高能球磨机，其原因就在于它突破了滚筒式球磨机的临界转速限制问题，从而大大提高了研磨效率，极大程度上细化了粉末颗粒，使颗粒分布更加均匀，降低了颗粒的团聚。行星式球磨机的结构相对的简单。在这个实验中选用的是QM-2SP12行星球磨机。其具体球磨工艺参数如表2-2所示。在不同的球磨时间球磨后，粉体形貌图如图2-3所示，图2-3不同球磨时间的粉末形貌

利用行星球磨机球磨是细化晶粒的一种非常有效的试验方法，当球磨速度达到适合的旋转速度时，球磨罐中的不锈钢球会在离心力的作用下成抛落式的滚动，因而

在经过一定的球磨时间之后，会对罐中的颗粒起到碾磨细化的作用；不锈钢球滚动的同时也会翻动粉末颗粒，进而能够将球磨罐中的几种粉末混合均匀。但是球磨细化的程度也是有限的，不可能一直无限制的细化，当颗粒的尺寸达到一定尺寸后，球磨细化的作用就基本不存在，粉末不再变细。过长的的球磨时间也会对粉体产生较大的表面能，不利于烧结过程中晶粒尺寸的控制；粉体也很有可能被罐体材料掺杂、污染，还会增大被氧化的几率，严重降低了硬质合金材料的力学性能。2.2.3真空烧结炉

真空炉是在真空条件下，对材料能够进行热处理、烧结和化学反应等工艺，有分为立式和卧式两种。加热室通常是由多层保温碳毡组成，加热的元器件主要是石墨材料，工作温度最高甚至能达到2200℃，若是运用三级高真空泵组的话，那么它的极限真空冷态真空度更可达到10-3Pa。当采用钨钼材料作为隔热屏和加热元件时，真空度可达10-5Pa。

本实验装置是由沈阳新科电器厂所生产的炉子，有效工作尺寸为300×400mm，采用钼板作为隔热屏，极限真空度为6.7×10-5Pa，加热功率40kW，设计最高温度为1600℃。2.2.4放电等离子烧结炉

作为如今的新型快速烧结设备仪器，放电等离子烧结炉系统的基本结构如图2-3所示，主要包含轴向压力装置、直流脉冲电源、温控系统、上下电极、真空腔体、气氛控制系统、水冷系统等。本实验使用的设备炉是由日本住友石碳株式会社生产的。型号为SPS-3-2-MV型。该设备的最大轴向压力可达200kN。工作电流上限可达10000A，脉冲电流的通-断比例为6：1(脉冲电流周期大概是3.3ms)，在进行实验的过程中，电流，电压，温度，压力，位移，位移速率和真空参数可以在计算机屏幕显示，易于实验过程中参数的精确控制。一整个烧结过程均采用热电偶或者红外测温，由计算机监控当中的烧结参数及变化情况。

2-3放电等离子烧结系统结构示意图

1.下电极 2.下压头 3.粉末 4.下电极 5.上电极.6.模具 2.3 实验分析与测试分析方法 2.3.1密度

本实验是基于阿基米德原理，即采用静水称重法测试样的密度。其计算公式如下：

式中ρ——试样实际密度，g/cm3；

——试样在空气中质量，g；

——式样附上石蜡后在空气的质量，g； ——样浸透石蜡后在水中后，g；

—— 液体介质(水)密度，取1.00g/cm3。

按GB3850-83测定硬质合金的密度，本试验质量测试采用分析天平的的型 号为AEL-200，精确到0.0001g。2.3.2硬度

本实验是按照使金属硬度试验方法GB/t230.1-2004罗克韦尔（HRA），测试硬质合金的硬度，罗克韦尔硬度试验过程，是在经过两次施加应力(初应力F0及总应力F)的条件下，后在试样或制品表面把标准型金刚石圆锥压头压入进行测量的，其中总压应力F是初应力F0跟主应力Fl两者之和，即F=F0+F1。HRA硬度值是由加总负荷F，并去掉主压应力Fl后，在有初应力F0条件下继续作用，利用主应力Fl所能引起的残余压深值e所计算出来。其中e值是用规定的单位0．02mm所表示，因而如果压头朝着轴向移动一个单位的话，就是HRA硬度变化了一个数。测试时e值愈大的话，合金的HRA硬度反而愈低，反之硬度就会愈高。图2-4是测试示意图。HRA=100-e 其中e由下式得到：

式中h0——初负荷F0作用下，压头压入试样表面的深度(弹性变形+残余变形)，mm；

h1——在已施加总负荷F并卸除主负荷F1，但仍保留初负荷F0时，压头压入 式样表面的深度，mm；

2-4洛氏硬度测量原理图

硬质合金硬度HRA测试是在两个先后施加的负荷下，将金刚石圆锥压头压入式样表面来进行。在测试HRA硬度所用的金刚石圆锥的顶角角度限度是120°±30’顶角圆弧半径取值在0.20±0.01mm。压头杆的轴线跟圆锥的轴线必须重合，其误差范围要小于30’跟0.03mm，圆锥表面应沿着切线过渡到顶端球面。

2.3.3抗弯强度

实验仪器采用Instron-3369型电子万能试验机，跟据GB3851-83的标准，采用三点弯曲法进行抗弯强度的测量。利用硬质合金横向断裂强度的测定方法，做出了5.25mmx6.5mmx20mm的标准试样，加工的工艺要求跟外形尺寸一律按国标规定。其中横向断裂强度Rtr(MPa)采用下面公式进行计算： 式中 F—— 试样断裂瞬时测得的载荷，N； L—— 两支撑柱中心间的距离，mm； b—— 与高度垂直处试样的宽度，mm； h—— 与施加载荷方向平行的试样高度，mm。2.3.4形貌及组织分析

扫描电子显微镜(简称SEM)，是用来进行样品表面分析的有效工具，常用于观察样品断口形貌及抛光表面的显微组织分析。

本实验所采用的扫描电镜是NOVATM NanoSEM 230型超高分辨率场放射扫描电镜，能够把硬质合金粉末和块体合金的组织形貌观测出来。第三章不同烧结方法WC-Co硬质合金的制备 3.1 WC-Co硬质合金的真空烧结工艺 3.1.1 WC-Co硬质合金混合粉的压制成形

在硬质合金成型过程当中，采用的是模压成型的成型方法。模具结构的设计种类很多，譬如整体压模、带锥度压模和可拆压模以及带孔带台阶压模等[31]，这都是一些常用的模具结构，此外还能够根据我们所需产品的形状，进行合理选择模具结构。用在磨具制作的材料主要有碳素钢、轴承钢和硬质合金等合金钢。本试验中模具采用的是整体压模构造，其构造如图3-1所示。压模结构主要由冲头、阴模和底垫三部分组成，模具材料为轴承钢，模具内壁表面光洁度高，以免压坯出现分层。图3-1-1整体压模示意图

1—冲头 2—阴模 3—混合粉 4—地垫

模压过程所用的压力机种类较多，常用的主要由液压机和机压力机两大类，其中液压机可调节加压时的速度和保压的时间，并且结构简单，但是压制的速度较慢，因而效率较低，不适合用于形状较大、结构较为复杂试件的模压成型。机械压力机操作简单、压制速度较快、效率高。本试验采用100吨油压万能试验机进行模压成型，通过压力位移曲线以及压坯表面形貌选择较好的模压压力。

图3-1-2是将混合粉末置于模具内，在100吨油压万能试验机上压制过程中移和模压压力的变化曲线。从图中可以发现，粉末压制过程大致可分为三个阶段：第一阶段，模压刚开始接阶段由于粉末排列较为疏松，粉末颗粒可发生较大的移动，此时在较小的压力下发生较大的位移。第二阶段，随着位移的增加，模压压力开始逐渐增大，此时由于经第一阶段的压制粉末排列已经较为紧密，这是粉末颗粒移动时产生的摩擦力逐渐增大，因此较大的压力下才能使压坯密实。第三阶段，此时压坯已经比较密实，颗粒的位移变化已经极小，粉末颗粒受力甚至产生变形，模压压

力迅速增大。硬质合金的压制过程中选择在第二阶段末，此时压坯密度较高，颗粒受应力小。图3-1-2粉末模压过程

根据模压过程图，本试验中压型过程中压力约为50KN，压强约为100MPa，保压时间为2min，在实验过程中发现，该工艺参数下获得的压坯表面光滑，没有裂纹及掉角现象。

3.1.2 WC-Co硬质合金的真空烧结

真空烧结是把粉末与粘结剂混合，压制成块，然后放在真空炉中烧结。WC-Co硬质合金的真空烧结过程大致为：

(1)预烧结，将WC-Co粉末在350℃~800℃下预烧结；

(2)WC-Co粉末烧结阶段，传统烧结包含两个阶段，一是烧结温度800℃是共晶温度的固相烧结，二是液相烧结后的液相的存在。通过参阅文献本实验选用1420℃作为WC-Co的烧结温度。3.2 WC-Co硬质合金SPS烧结 3.2.1 SPS烧结过程分析 SPS固相烧结粉末的过程可以分为三个阶段。首先是在烧结粘结的早期阶段，接触原始点粒子进入晶体颗粒之间的结合，颗粒间的烧结颈利用成核、结晶长大等方式的原子运动过程而构成。此阶段的颗粒形状维持不变，内部的晶粒也不发生变化，烧结体没用收缩，但形成了颗粒粘结面，使得强度提高。在压力烧结的条件下，使得颗粒接触的面积增大，加快了原子的迁移过程，初期阶段变短。第二个阶段是烧结颈长大的过程。温度升高，原子不断向颗粒结合面扩散迁移过去，使烧结颈不断扩大，颗粒间距变得更小，于是形成了连续的孔隙网络。大量的孔隙的原子扩散和晶界扩散和消失，烧结体的快速收缩，增加强度和密度；同时由于孔隙减少，原子体积扩散造成颗粒内部晶粒长大。烧结颈形成包括体积扩散机制，表面扩散和晶界扩散，蒸发和冷凝。有压烧结有利于粉末颗粒的塑性流动，加快烧结体的收缩。第三阶段是闭孔的球化和缩小的过程。在这个阶段孔隙趋于球形而且逐渐变小，其中烧结体的收缩是由于小孔的消失跟数量减少来完成的。

WC-Co粉末烧结中，较粗的颗粒要达到致密化，就需要较长的保温时间以及更高的烧结温度等等；可采用SPS工艺处理纳米WC-Co复合粉，其烧结过程有明显区别。整个烧结过程一般有预热跟致密化以及保温这三个阶段，但是总共时间却不会超过30min，此工艺与传统烧结工艺相比，极大程度上缩短了工艺流程，能够显著提高制备效率。整个系统应用一个高电流、低电压的脉冲电源，烧结时石墨模具、烧结粉体WC和Co都具有导电性，因此电流分成两部分，一部分电流通过模具以传导、辐射等外加热形式对烧结粉体进行升温，另一部分电流则通过烧结材料内部，以内加热的方式升温，这样使烧结试样内温度分布更加均匀，显著缩短烧结时间，提高加热效率。如图3-2所示的烧结工艺曲线。初始真空度为8Pa，升温速率控制在100℃/min～200℃/min之间，为了更好的释放粉末吸附的气体以提高块体致密度，在800℃保温3min，最终在1200℃下烧结，并保温10min。由于使用红外测温，在570℃之前无法显示温度数值，在图中的温度曲线起始部分为一直线。随着电流的增加，温度快速上升。从室温加热到850℃前，位移变化率曲线只有少量波动，粉体收缩不明显。这是因为此时粉体在如热和高真空条件下，吸附的气体被排出，粉体有微小

图3-2 WC-Co复合粉末的SPS烧结工艺曲线

当温度加热到850℃时，粉体颗粒间的烧结颈逐渐长大。随着温度升高，WC颗粒在表面扩散的同时发生体积扩散，大量原子迁移到烧结颈部，内部的孔隙随着原子空位向外迁移，孔隙减小且数量减少。同时，虽然是固相烧结，但是在WC/Co界面处的粘结相Co会有部分熔融状态或少量液相存在，塑性流动能力有所提高，使WC颗粒产生小范围移动并靠拢。上述两方面共同导致结体急剧收缩，位移变化率快速增加。在960℃时收缩速率达到最大值，孔隙大量减少，致密度增加。随后，收缩率减缓，孔隙数目和体积进一步减小，至1200℃位移变化率接近零时，收缩过

程基本完成，表明固相烧结基本完成。为了提高块体致密度的同时减少晶粒的长大，保持在1200℃温度下10min。保温过程由于粉体受热膨胀，所以位移变化率为负值。3.2.2 SPS工艺参数

首先在内直径为φ20mm的石墨模具中，装入经过球磨后的混合粉末，然后给予一定的预压力把粉末压实；然后装到SPS设备腔体内，接着就进行SPS致密化。依据本课题组已有实验探索结果，烧结工艺设定为烧结温度1200℃，烧结压力60MPa，采用两次加压方式(开始烧结时加30MPa，达到烧结温度开始保温时压力加至60MPa)，保温10min。测温采用红外线，烧结参数由计算机控制。3.3 本章小结

本章主要介绍了采用不同的烧结方法制备WC-Co硬质合金，探究了真空烧结和SPS的合金制备工艺，得到如下结论。1.真空烧结需要模具进行压模成型，产生大的孔隙的主要原因是，成型方法和模具精度是所造成，从而造成了较低的抗弯强度。

2.放电等离子烧结方法，它是利用通入脉冲电流在粉末颗粒间直接进行加热烧结，运用了脉冲能、放电脉冲压力、焦耳热产生的瞬时高温场来实现烧结的、因而能够得到较高密度跟较少孔隙率的致密硬质合金。第四章不同烧结方法制备的WC-Co硬质合金的组织及性能分析 4.1 不同球磨时间的WC-Co硬质合金的真空烧结

表4-1是不同球磨时间的WC-Co硬质合金的真空烧结性能，烧结温度1420℃，时间为2h。图4-1,4-2,4-3分别是根据表中数据所画图。从表和图中可以看出球磨50h的粉末所烧结的胚体力学性能高于其他两者，这是因为随着球磨时间的延长复合粉末的粒度和晶粒大小都在减小，而球磨50h的颗粒径远远小于球磨20h和30h的颗粒径，其晶粒度大大降低了。在同等条件下压制成型后，球磨50h的粉末所得的硬质合金其致密度会高于20h和30h，颗粒间的结合强度会被加强。经过真空烧结成型之后，力学性能大大的提高了，特别是抗压强度，球磨50h的抗压强度比20h高出130MPa，其他力学性能也最为优越。综合力学性能最好。

表4-1不同球磨时间WC-Co硬质合金真空烧结性能

图4-1不同球磨时间真空烧结密度 图4-1-2不同球磨时间真空烧结洛氏硬度

图4-1-3不同球磨时间真空烧结抗弯强度 4.2 不同球磨时间的WC-Co硬质合金SPS烧结

放电等离子烧结及液相烧结的收缩过程与真空烧结有着不同的烧结机制，在WC-Co复合粉末的放电等离子烧结过程中，在放电等离子体跟高频脉冲放电冲击波的共同冲击作用下，使得上千安培的电流流过相互接触的颗粒之间，因颗粒之间的接触面很小，从而瞬间能够产生大量的焦耳热，在颗粒与颗粒间接触位置，这个热量足够是其产生熔融，使得相邻颗粒能够粘接在一起，因此在电流脉冲方电热跟焦耳热的相互作用下，可使烧结体在低于传统的烧结温度下完成烧结致密化[33-35]。

表4-2不同球磨时间WC-Co硬质合金SPS性能

图4-2-1不同球磨时间SPS密度 图4-2-2不同球磨时间SPS洛氏硬度

图4-2-3不同球磨时间真空烧结抗弯强度

表4-2所列的是SPS制备的WC-Co硬质合金的密度及力学性能。SPS温度是1200℃，烧结时间是10min。从表4-2可知球磨50h所获得的硬质合金的力学性能最为优越，其抗压强度比20h的高出了400MPa，比30h的高出了309MPa，洛氏硬度和密度也比其他二者高出了许多。球磨时间长，粉末粒径小，晶粒度也小，SPS过程中，在烧结温度下增加了气体压力介质，在压力的作用下，可促进合金内部孔隙收缩闭合，同时加速烧结过程中液相的流动，使得粘结相钴的厚度和空间分布趋于均匀化，从而促进合金的致密化。对比表4-1和4-2可以发现SPS烧结相对于真空烧结可以低温快速烧结，所获得的力学性能也较高。

合金硬度与钴含量和WC粒度有关，随钴含量增加或WC晶粒尺寸增大，硬度降低。在钴含量一定的情况下，晶粒尺寸直接影响硬质合金的硬度。SPS合金的晶粒尺寸最小，真空烧结合金的晶粒尺寸次之。随着WC晶粒的细化，使得合金硬度升高，这主要是因为晶界和相界增多能够强化硬质合金，并且碳化物的晶粒细化会增加其在粘结相中的溶解度，从而使得整体的合金硬度提高。从硬质合金的硬度和断裂韧性可以看出，在相同的钴含量时，随WC晶粒尺寸增大，合金的硬度减小，断裂韧性增大。4.3 本章小结 实验的研究对象是WC-Co硬质合金，通过探究了球磨时间、烧结温度以及烧结方式对硬质合金组织性能的影响，分析总结了WC-Co硬质合金性能跟烧结工艺的关系。

1．高能球磨法可以有效地细化和均匀化粉末，通过增加球磨时间我们降低WC的晶粒度。

2．对WC-Co硬质合金而言，SPS与真空烧结相比，可以有效地减少合金孔隙，使合金组织更加致密，从而也大大提高了硬质合金的各项物理性能指标，但还不能够完全消除孔隙，实验中的球磨50h，在1200℃下烧结，获得密度为14.32g/cm3，洛氏硬度HRA为90.4，抗弯强度为2100MPa的综合性能较为良好的硬质合金。结论

本实验采用真空烧结、放电等离子烧结这两种烧结工艺，对利用高能球磨法制备的WC-Co超细复合粉末进行烧结研究，同时对压制烧结后的WC-Co硬质合金的密度、硬度以及抗弯强度等性能指标进行检测。通过实验研究得到如下结论：

1、采用放电等离子烧结极大地消除了材料内部的残留孔隙，同时也在很大程度上降低或消除偶然产生的较大裂纹跟孔隙，提高烧结式样的强度及硬度。

2、真空烧结过程中，被复合粉所吸附的含氧气体，粉内的水分以及氧化杂质等，与碳化物中的化合物或游离碳发生反应，在烧结体内生成气体，气体排出后成微小孔隙，因此真空烧结的合金密度较低。

3、超细WC-Co硬质合金本身的特性决定了其致密化速度快，晶粒生长速度快，因此，可采用SPS低温、快速烧结工艺。

4、采用放电等离子烧结能够有效的提高合金的致密度。极大地提高合金的抗弯强度，有效地抑制晶粒生长，均匀细晶粒合金产品。因此，它更适合超细晶粒硬质合金的烧结。

第7篇：硬质合金的分类及大致用途归纳

YG(又称钨钴类)、YT(又称钨钴钛类)、YW(又称万能刀片)。

P、钢件S、耐热合金、钛合金M、不锈钢H、淬硬材料K、铸铁N、铝

1。YG是钨钴合金类，YG6、铸铁，有色金属及其合金与非金属材料连续切削时的粗车，间断切削时的半精车和精车等。。

2。YT是钨钛钴合金类，YT5、碳素钢及合金钢不平整断面于间断切削时的粗车，粗刨，半精刨，非连续面的粗铣及钻孔！

3。YW是钨钛钽钴合金类，以YW1来说一般适合加工耐热钢，高锰钢，不锈钢等难加工的钢材，普通钢，和铸铁。YW2比YW1强度更强能承受较大的载荷！

4。还有一种能加工淬火钢（高速钢）的材质是726，727。5。还有其他的刀具材料：陶瓷，金刚石，立方氮化硼。

a.陶瓷，一般可以干式切削，抗弯强度低些，但红硬性很高，当温度达到1200摄氏度时，硬度仍高达80HRA，主要适合加工钢，铸铁，不锈钢，淬硬合金零件以及精铣大平面等！b.金刚石，一般的都是人造聚晶金刚石，一般都加工些活塞，汽缸，轴承的车，镗等。c.立方氮化硼的硬度略低于人造金刚石，但它的热稳定性和对铁的化学稳定性均高于人造金刚石，因此可用来加工各黑色的金属，如淬硬的工具钢，模具钢，冷硬铸铁以及硬度在35HRC以上的钴基和镍基高温合金！

切削不同材料工件，需要选择好不同材料刀具，这对切削效率提高，保证加工工件质量具有重要意义。

使用较多的刀具材料可分：硬质合金刀具与高速钢刀具二大类。而硬质合金刀具根据其切削不同材料又分三种牌号YT(又称钨钴钛类)、YG(又称钨钴类)、YW(又称万能刀片)。YT牌号合金刀片适宜切削各种刚件、铜。但不能切削不锈钢、铝、铝合金，也不宜切削铸铁。

YT牌号合金刀片常用型号有YT5、YT10、YT15、YT30。YT30刀片在这四种型号刀片中硬度最高适宜切削硬度较高工件，以保证刀具耐磨性和工件尺寸精度，但只能适合半精加工和精加工。

YT5和YT10牌号刀片在前边四种刀片中硬度较低，适宜粗加工切削和断续切削加工。YT15刀片硬度适中，适宜粗加工、半精加工和精加工，这种刀片在我厂使用最多。注意：YT15刀片虽然能粗加工切削，但切削性能远比YT5、YT10差，如果批量工件切削应采用YT10刀片，如果批量断续切学工件宜采用YT15刀片，以提高生产效率。G牌号合金刀片，常用型号有YG6、YG8、YG3、YG3X四种，YG3、YG3X在这4种型号刀片中硬度最高，适宜切削硬度较高铸铁、不锈钢，尤其切学不锈钢效果更佳。YG、YG8型号刀片适宜切学铸铁、球墨铸铁，在我厂使用最多。

YW牌号刀片常用型号有YW1、YW2、YW3三种，通常又称万能刀片。既能切削钢件，又能切削铸件，且硬度较高，可以切削白口铸铁，但一般只适宜精加工和半精加工切削。