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硬质合金

有效期：长期有效

所在地：四川省成都市

配送信息：

无

供应数量：不限

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详细说明

研究与开发
硬质合金

可定制特性的独特结合

相对于其它已知的材料，硬质合金最有价值的特性是，它能提供更安全和更可靠的方案来解决工程师碰到的最棘手的问题——可靠度。

耐磨可靠性一直是个受关注的问题，而这一点正是硬质合金最显著的特性。如果除此之外还要求材料能克服变形，冲击，重载，高压，腐蚀和高温等严酷条件，那么通常硬质合金材料是可以满足所有要求的材料。

通过不同粉末成分的合成来获得具体的机械特性

硬质合金指南

了解硬质合金

硬质合金是有史以来最成功的合成工程材料之一。
它在强度、硬度和韧性方面的独特结合能很好地满足绝大部分的应用需求。

硬质材料
粉料

粉料加工

硬质合金是一系列由粘结剂粘结碳化物颗粒组成的合成材料。碳化物的比例通常占合成物总重量的70%-97%，其晶粒粒度平均在0.2-14 μm之间

硬相碳化钨（WC）与粘结相钴（Co）组成了基本的硬质合金结构，并以此基础开发了其它类别的硬质合金。除了纯碳化钨-钴组成——还包括了碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）、碳化铌（NbC）等按不同比例组合而成的硬质合金。

这些碳化物能够互溶，并含有高比例的碳化钨。同样，以钴作粘结相或完全由其它合金元素如镍（Ni）、铬（Cr）、钼（Mo）、铁（Fe）等替代也可产生硬质合金。

因此，三类相构成了硬质合金。在冶金词表中，碳化钨相被称为α相，粘结相（如钴、镍等）称为β相，其它单独或合成碳化物相（碳化钛、碳化钽、碳化铌等）为Ч相。

除了应用于金属切割，国际上对于硬质合金的应用领域并没有明确地分类。但是，根据硬质合号我们能把它归于以下几类：

- 合成物如WC-Co系合金，耐蚀合金，立方碳化物和DP合金

- 晶粒粒度

- 应用领域
制造工艺

粉末冶金材料

首先是根据产品要求将各种所需的粉料按一定的比例混合。

粉料被压制成型。

在高温烧结炉中，坯料的碳化物结构在严格的时间控制下以的温度塑型。在热处理过程中，坯料体积会收缩约50%。

通过后续的研磨、抛光等工序，制成烧结硬质合金部件的最终成品。
应用范围

钨钴类硬质合金

硬质合金是一系列由粘结剂粘结碳化物颗粒而组成的合成材料。

硬质合金种类

WC-Co牌号
这一组牌号以WC和Co为主要元素，但常增加小组份的其它元素来获得更优的性能。这类牌号因主要含有钴和WC晶粒而被称为“钨钴类”，其抗弯强度和韧性在所有硬质合金类型中变化最广，且具有的耐磨性。此类硬质合金的主要应用范围细分为如下：

纳米，超细晶粒和亚微细晶粒牌号
此类牌号粘合剂含量为3-10%，晶粒粒度不超过1um，拥有极高的硬度和耐压强度，且具有的耐磨性和可靠性。因其硬度高，耐磨和削切刀刃锋利这些特点，广泛适用于制造耐磨部件、金属切割工具。

山特维克能提供亚微细晶粒尺寸。这是钢帘线生产所用湿拉模的基础牌号。

细晶粒和中细晶粒牌号
此类牌号粘合剂含量为6-30%，晶粒粒度为1-3um，适用于对硬度和耐震强度有要求的耐磨部件和削切工具。

中粗晶粒、粗晶粒和特粗晶粒牌号

此类牌号粘合剂含量在6-15%之间，晶粒粒度在3um以上，具有较高的抗冲击力和耐磨性，适用于石油和天然气及矿业应用。

超细晶粒牌号

微小化是当今社会的趋势：数码相机，笔记本电脑和移动电话变得越来越小。为了迎合这一需求，印刷电路板制造商必须在其产品上钻出越来越小的孔。

当转速达到300000rpm时，可靠性就成为了首要指标。自1983起，山特维克硬质材料公司向PCB工业界的工具制造商们提供高品质的硬质合金坯料。1986到1988年间，山特维克硬质材料公司开发出超细牌号（UF牌号）并推向市场。
超细牌号系列快速提升了我们客户的生产力并逐渐成为PCB工具的市场主导材料。

微小化是当今社会的趋势：数码相机，笔记本电脑和移动电话的体积在变得越来越小的同时又要期望容括更多的功能。这使得印刷电路板表面集成了大量部件而更趋于复杂化。为了迎合这一需求，印刷电路板制造商必须在其产品上钻出越来越小的孔。在钻孔尺寸上的变化增加了对工具材料的要求。目前最小的钻孔直径只有10-20um。为了便于使用微型钻，提高生产力，经过不间断地开发，主轴的转速一直在提高。当前已能够买到转速为300000rmp的标准PCB数控机床。
为了满足客户这一新的需求，山特维克硬质材料公司决定在2004年间针对PCB工具开发和推出三种新的牌号。

		工程材料把各常用材料按硬度和韧性进行排列。如图所示，复合晶体金刚石（PCD）硬度，其次是立方氮化硼（CBN）和金属陶瓷（AL2O3，SiC，SIALON等）。超硬材料的断裂韧性都较小。在很大范围内，硬质合金兼具良好的硬度和韧性，因此其成为适用性最广的硬质材料，广泛应用于工程和工具产品。


我们将在以下的页面带领您畅游硬质合金世界——它的组成与应用前景。

亚微细晶粒牌号

锐性和韧性

应用于旋转切削领域的先进的合金切削刃技术

工具的耐磨可靠性一直是个受关注的问题，而这一点正是硬质合金最显著的特性，当同时要求具有抗变形和抗压的特点时，硬质合金材料是可以满足所有要求的材料。
由于刀刃的性能取决于这些特性，山特维克对此设计了一款全新CRC（硬质合金旋转切刀）概念的牌号，开发出受控晶粒粒度的硬相，以磨削出锋利的刀刃并避免使用中出现切屑。同时运用粘结剂（合成物和数量）调节的微韧性以达到实际应用的要求。
硬相和粘合相结合产生了具有合适特性的牌号。主要是高硬度（降低刀刃的磨损），高微韧性（保持刃线完整易切），极高的钢度（降低切刀弯度和刀刃压纹）和良好的导热性（降低加工过程中的温度）。

亚微细晶粒硬质合金的领军者

山特维克一直以来都处于亚微细晶粒硬质合号的领军位置。的例子即是我们的H10F牌号在端面铣削、钻进、带锯及切纸等切削领域的广泛应用并始终处于地位。

H10F也很好的体现了山特维克的持续发展理念，我们不断开发原材料、粉末工艺和烧结条件以进一步推动H10F的表现。

粗晶粒牌号

山特维克制造各类适于严酷冲钻条件下的镶齿

当今油气钻井业竞争激烈，对速度、经济效益和优质钻井的追求都源于对技术的掌握。然而归根究底，这一切归结为钻头。
硬质合金是制造钻头镶齿的理想材料，因为它具有高硬度、抗击强度和导热系数的特性。山特维克硬质材料公司的研发工作是在这些性能的基础之上采取新技术，改善韧性和抗冲击性，同时减少镶齿在钻井过程中的热效应风险。

山特维克可提供各种材料，能覆盖所有类型的应用需求，对于软岩/生热地层，通常运用超粗晶粒和高粘结剂含量的牌号以提高断裂韧性，延长钻头寿命。硬岩层普遍使用中粗晶粒和低粘合剂含量的牌号，其硬度高（更好的耐磨性），但因断裂韧性低，故虽有较高的机械钻速但是更易断裂。
山特维克为石油天然气和采矿业生产各式冲旋钻头用镶齿。在严酷的作业条件下，无论是旋转冲击或是潜孔都需要新的解决方案，山特维克正拥有这项技术，可随时提供客户此类的产品。

钨钴类硬质合号的机械性能


硬质合金具有极高的抗压强度，这是其最有用的性能之一。

粘结剂含量及晶粒粒度越小，抗压强度越高。WC晶粒粒度小并且粘结剂含量低的牌号其典型的抗压强度接近7.000N/mm2。与所有工程材料一样，硬质合金的机械强度在高温下会降低。这种下降在温度高于600摄氏度后犹为显著，因此在高温下以使用立方碳化物或合金粘结剂为宜。		硬质合金的主要性能、机械性能是硬度、抗弯强度和断裂韧性。如本页图表所示，随着晶粒粒度及粘结剂含量减小，硬度增加。可惜的是，这始终是以降低韧性为代价。对于实际的研磨产品，硬度可作为一个很好的衡量耐磨性的标准。

耐腐蚀牌号

这组牌号通过改变粘结相来提高硬质合金的耐腐蚀性能，使其耐腐蚀性能超过单以钴为粘合剂的牌号。
主要是运用钴与元素镍（Ni）和铬（Cr），或者完全由另一耐腐蚀合金取代。

腐蚀速率作为PH值的一部分，针对不同种类的硬质合金以缓冲液来测试。这些测试包括滚筒磨光的最终表面磨损处理，用以获得表面磨损区域的真实深度值。

改变粘结相来提高耐腐蚀性

敏感性硬质合金粘结相在湿蚀环境中会产生磨损问题。在磨损过程中，很容易产生腐蚀机理引起的粘结相表面耗尽和碳化物颗粒分离。对这一点的认识是很重要的，由此才能针对特定的应用选择正确的硬质合金。
侵蚀条件下不宜使用钴作粘结相，对此山特维克开发出了一系列高耐腐蚀性牌号。如图所示，在侵蚀条件下，钨钴类硬质合号的耐腐蚀性可承受度为PH值7，含Ч相（如Tic、TaC和NbC）的WC-Co牌号同样如此，耐腐蚀性的是TiC-Ni牌号，可低至PH值1。不过，相较于钨钴类硬质合号，此牌号强度与导热系数低，不易研磨和钎焊，所以只适用于不需要高机械强度和抗

热震性能，但对耐腐蚀性有较高要求的情况下。在绝大多数会产生腐蚀性磨损的情况下，WC-Ni牌号是的选择，其耐腐蚀性能可承受至PH值2-3。这类牌号保留碳化钨作为硬化相，以镍代替钴，因此机械性能和导热性能与WC-Co牌号相近。
在判定环境腐蚀度时，PH值是最重要的参数，但是其它如温度和导电率等因素也会对腐蚀度产生一定影响。后者取绝于离子浓度，即溶液中的溶盐数量。因此，环境腐蚀性的等级是不能确定的，由此可见，一般规则并不适用于所有情况。
我们始终建议：在实际工作条件下检测后再作最终选择。

第二部分耐腐蚀牌号

DZ10

在生产铝罐和钢罐方面，与标准牌号相比具有更出色的表现

用于二片罐制罐模具的标准WC-CO硬质合金冲头其失效机理是由于粘结相的流失。DZ类牌号（亚微细粒结合适量的粘合剂）就是按制罐工业的特定要求开发的，即这类材料具有高耐磨性与耐腐蚀性。在制罐工业，从使用标准牌号到使用DZ10牌号的转变过程中有着许多宝贵的进步。产品寿命增长了

2倍，同时减少了磨损，提高了冲头的再研磨次数。DZ10牌号的冲头经过1900万罐后磨损0.002 mm (.0000079")，而标准牌号经过1400万罐后磨损0.007 mm (.00000275")。这是山特维克与我们主要客户之间互利合作的又一例证。

在恶劣环境下的材料

石油与天然气工业所用的许多设备要在恶劣环境下作业，不仅需要抵抗含沙粒和其他研磨介质的高速流体的侵蚀，还要抵挡住腐蚀损害。综合上述两个因素，石油和天然气工业逐步转向使用更多的硬质合金配件。这些配件的自然属性能抵抗这种磨损机制；但是，山特维克硬质材料公司极大地改善了硬质合金的磨损特性，使其适用于该工业所用的节流阀以及介绍过的多种粘结剂（Ni, Cr, Mo, and Co）耐腐蚀材料。

今天，在海底和其它极端环境下有100多种节流控制阀都使用硬质合号。与传统牌号相比，这些材料的服务周期提高了5倍。山特维克硬质材料公司现已使该性能提高到了另一水平。根据实际操作中的反馈意见和设备设计工程师对这些牌号的使用经验，山特维克进行了开发工作，着眼提高材料的韧性和强度，已经成功进行了磨损（材料硬度）和韧性之间的优化，使多粘结剂材料成功抵抗腐蚀磨损。
如今，山特维克已开发出新一代多粘结剂牌号，如AM12。一如既往地由工业伙伴进行测试来检验提高的性能。

立方体和金属陶瓷牌号


		在极端恶劣的工作条件下有上佳表现

山特维克硬质材料公司经验立方体和金属陶瓷牌号山特维克金属陶瓷牌号CE01适用于金属锯/金属切削，这种材料所制的锯片专用于不使用冷却剂的锯类。加工材料——常规和低碳素钢——在极端工作条件下以不同方式制成锯片。金属陶瓷牌号CE01提供高抗氧化/耐腐蚀的性能以保持刀刃锐利度。在锯切过程中为减少刀刃磨损度，高耐磨性和高韧性至关重要。在制造锯片时，钎焊和可研磨性也是关键特性。金属陶瓷CE01刀片表层适宜焊接并具高微韧性易于研磨。		立方体和金属陶瓷牌号是山特维克硬质材料公司开发的牌号之一。这组牌号是由WC、CO结合相当比例的Ч相（如TiC、TaC、NbC等）构成。 Ч相的主要特点是热稳定性佳，抗氧化及耐高温磨损。针对会产生高温和须密切接触铁质的应用情况，此类牌号的设计旨在于耐磨损性和韧性间建立一个良好的平衡。这类情况多见于包括表面焊接和压痕在内的金属切削或高压滑触。对这类牌号的其它常见用语有“金属切削”或“混合晶体”牌号。某些极端情况下，这些牌号设计时不加入WC相。这种硬质合金材料被称为金属陶瓷，具有高温硬度、化学耐磨性和低密度的特性。依照传统，因为金属陶瓷比标准WC-Co牌号要脆，所以不被用作耐磨部件材料。但经过新的发展，金属陶瓷的韧性得到显著改善，现在已被应用于一些先进的工程部件和高性能金属锯片。

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