硬質(zhì)合金球,顧名思義,其主要材料是硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金並非一種單一的金屬,而是一種由高硬度、高熔點(diǎn)的金屬碳化物和金屬粘結(jié)劑通過粉末冶金工藝製成的複合材料。其核心組成可以概括為“兩相結(jié)構(gòu)”:
一、硬質(zhì)相 - 碳化物
這是提供超高硬度和耐磨性的核心部分,通常占總成分的70% - 97%。
1. 碳化鎢(WC):這是迄今為止最重要和最常用的硬質(zhì)相。
作用:WC顆粒提供了極高的硬度(可達(dá)HV1700以上,是鋼的2-3倍)、耐磨性和抗壓強(qiáng)度。硬質(zhì)合金球的耐磨性能主要來自於此。
特點(diǎn): WC顆粒的大小、形狀和分佈直接影響最終產(chǎn)品的性能。顆粒越細(xì),合金的硬度和耐磨性通常越高,但韌性可能略有下降。
2. 碳化鈦(TiC): 部分牌號(hào)(如YT系列)中添加,可提高合金的紅硬性(高溫下保持硬度的能力)和抗氧化性,但會(huì)降低抗彎強(qiáng)度,常用於切削鋼材的合金牌號(hào)。
3. 碳化鉭(TaC)/ 碳化鈮(NbC): 能顯著提高合金的韌性、抗熱震性和高溫性能,但成本較高。
二、粘結(jié)相
這是將堅(jiān)硬的碳化物顆粒粘結(jié)在一起的“膠水”,通常占總成分的3% - 30%。
1. 金屬鈷:
作用: 金屬鈷在燒結(jié)過程中熔化,潤濕碳化物顆粒並將其牢固地粘結(jié)在一起,形成一個(gè)緻密的整體。它提供了硬質(zhì)合金所必需的韌性和抗衝擊性能。沒有鈷的粘結(jié),碳化物粉末是無法成型並投入使用的。
特點(diǎn): 鈷含量的高低直接決定了硬質(zhì)合金的韌性。
低鈷含量: 硬度、耐磨性極高,但韌性較差,適用于高耐磨、無衝擊的工況(如精密量具、噴嘴)。
高鈷含量: 韌性好,抗衝擊能力強(qiáng),但硬度相對(duì)較低,適用於有一定衝擊和振動(dòng)的工況。
2. 鎳(Ni)或鉬(Mo):替代鈷的環(huán)保型粘結(jié)劑,適用於特殊環(huán)境(如耐腐蝕、無磁性需求)。