鎢鈦鈷硬質(zhì)合金(cemented? titanium-tung-sten carbide)

由WC—TiC、WC和粘結(jié)金屬鈷組成的或者僅由WC—TiC固溶體和鈷組成的多相硬質(zhì)合金。合金的含鈷量4％～10％，含TiC5％～30％，余量為WC，主要用于切削鋼材。鎢鈦鈷硬質(zhì)合金具有較高的抗月牙洼磨損能力，適合作長(zhǎng)切削材料的刀具。用鎢鈷硬質(zhì)合金刀具切削鋼材時(shí)易出現(xiàn)月牙洼磨損，這主要是由于在切削溫度下刀具與切屑發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng)引起的。為了克服加工鋼材時(shí)的月牙洼磨損，在20世紀(jì)20年代初，研制了含TiC的硬質(zhì)合金和含TaC的硬質(zhì)合金，稍后又研制了同時(shí)含有碳化鈦和碳化鉭的硬質(zhì)合金。在這類(lèi)合金中，TiC和TaC的含量取決于月牙洼磨損的嚴(yán)重程度，TiC可達(dá)35％，TaC達(dá)7％。鎢鈦鉭鈷硬質(zhì)合金(即WC—TiC—TaC—Co合金)，已發(fā)展成為切削鋼的重要材料。在西歐幾乎取消了原有的WC一TiC—Co切削鋼牌號(hào)合金，在美國(guó)和日本，切削鋼牌號(hào)合金以WC—TiC—TaC—Co合金為主，但在東歐，尤其在前蘇聯(lián)，切削鋼牌號(hào)合金仍以WC—TiC—Co合金為主。WC—TiC—Co和WC一TiC—TaC—Co切削牌號(hào)合金在硬質(zhì)合金中的比例因各國(guó)情況而異。，在中國(guó)，WC—TiC—Co合金的生產(chǎn)量?jī)H次于鎢鈷硬質(zhì)合金。用代號(hào)YT表示W(wǎng)C—TiC—Co合金，用代號(hào)YW表示W(wǎng)C—TiC—TaC—Co合金，后者又稱(chēng)為通用合金。表1和表2列出中國(guó)鎢鈦鈷硬質(zhì)合金和鎢鈦鉭鈷硬質(zhì)合金的牌號(hào)、成分和性能。

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WC一TiC—Co合金和WC—TiC—Tac—Co合金生產(chǎn)過(guò)程特點(diǎn)是，首先要制取各種碳化物的固溶體，即復(fù)式碳化物。復(fù)式碳化物可用鎢粉、TiO₂、Ta₂O₅和炭黑的混合料，在真空感應(yīng)爐中加熱到2000^oC進(jìn)行碳化，可制取TiC—TaC或WC—TiC固溶體。在碳化的最后階段采用真空可以保證足夠的含碳量。另一種方法是，將幾種碳化物的混合料在高真空中加熱到2000～2500C進(jìn)行碳化，這種處理可降低混合料中的氧、氮含量。又一種生產(chǎn)WC—TiC固溶體的方法是所謂“溶劑法”，先讓各種單一的碳化物都溶解在液體鎳中，冷卻時(shí)，固溶體碳化物以晶體方式再沉淀出來(lái)。其他工序與鎢鈷硬質(zhì)合金生產(chǎn)過(guò)程相同。

與鎢鈷硬質(zhì)合金比較，相同鈷含量的鎢鈦鈷硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度較低，并隨著TiC含量的增加而降低。與鎢鈷硬質(zhì)合金類(lèi)似，碳含量不適當(dāng)時(shí)，合金也會(huì)出現(xiàn)石墨或η1相，加入TiC后，合金允許的含碳量波動(dòng)范圍要比鎢鈷硬質(zhì)合金寬些。(Ti、w)C固溶體成分和晶粒大小對(duì)合金的組織和性能影響很大。采用在燒結(jié)溫度下呈未飽和固溶體(如TiC：WC=50：50)，合金有較高的硬度和切削壽命，抗彎強(qiáng)度有所降低。采用飽和固溶體(如TiC：WC=28.75：71.25)，合金有較高的抗彎強(qiáng)度，硬度和切削壽命較低。合金的硬度隨著碳化物相(包括WC相和(Ti、W)C固溶體相)晶粒尺寸的減小而提高。對(duì)于3相合金，由于(Ti、W)C相含量少，WC晶粒增大可提高合金的抗彎強(qiáng)度，而在兩相合金中(Ti、W)C相晶粒增大反而會(huì)降低合金的抗彎強(qiáng)度。

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