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硬質(zhì)合金由難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬通過粉末冶金工藝制成的一種合金材料。1923年,德國的施勒特爾往碳化鎢粉末中加進(jìn)10%~20%的鈷做粘結(jié)劑,發(fā)明了碳化鎢和鈷的新合金,硬度僅次于金剛石,這是世界上人工制成的第一種硬質(zhì)合金。用這種合金制成的刀具切削鋼材時,刀刃會很快磨損,甚至刃口崩裂。1929年美國的施瓦茨科夫在原有成分中加進(jìn)了一定量的碳化鎢和碳化鈦的復(fù)式碳化物,改善了刀具切削鋼材的性能。這是硬質(zhì)合金發(fā)展史上的又一成就。
硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能,特別是它的高硬度和耐磨性,即使在500℃的溫度下也基本保持不變,在1000℃時仍有很高的硬度。硬質(zhì)合金廣泛用作刀具材料,如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等,用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材,也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。新型硬質(zhì)合金刀具的切削速度等于碳素鋼的數(shù)百倍。
硬質(zhì)合金還可用來制作鑿巖工具、采掘工具、鉆探工具、測量量具、耐磨零件、金屬磨具、汽缸襯里、精密軸承、噴嘴、五金模具(如拉絲模具、螺栓模具、螺母模具、以及各種緊固件模具,硬質(zhì)合金的優(yōu)良性能逐步替代了以前的鋼鐵模具)。
近二十年來,涂層硬質(zhì)合金也問世了。1969年瑞典研制成功了碳化鈦涂層刀具,刀具的基體是鎢鈦鈷硬質(zhì)合金或鎢鈷硬質(zhì)合金,表面碳化鈦涂層的厚度不過幾微米,但是與同牌號的合金刀具相比,使用壽命延長了3倍,切削速度提高25%~50%。20世紀(jì)70年代已出現(xiàn)第四代涂層工具,可用來切削很難加工的材料。
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