硬質(zhì)合金球主要由碳化鎢(WC)與粘結(jié)劑(如鈷Co或鎳Ni)通過粉末冶金工藝制成,具有高硬度、高耐磨性、耐腐蝕性和良好的抗壓性能。以下是對(duì)其材質(zhì)與性能的詳細(xì)解析:
一、材質(zhì)組成
1. 主要成分:
碳化鎢(WC):硬質(zhì)合金球的核心成分,硬度極高(接近金剛石,HRA85-92),提供優(yōu)異的耐磨性和抗壓強(qiáng)度。
粘結(jié)劑:通常為鈷(Co,常用6%-12%)或鎳(Ni),用于將碳化鎢顆粒粘結(jié)成整體,增強(qiáng)韌性和抗沖擊性。鈷提高強(qiáng)度,鎳則提升耐腐蝕性。
其他添加劑:有時(shí)加入少量碳化鈦(TiC)、碳化鉭(TaC)或碳化鈮(NbC)以優(yōu)化特定性能,如提高高溫硬度或抗氧化性。
2. 材質(zhì)特點(diǎn):
高硬度:硬質(zhì)合金球的硬度遠(yuǎn)超普通鋼材,適合高磨損環(huán)境。
可定制性:通過調(diào)整粘結(jié)劑含量或添加劑,可調(diào)控硬度、韌性和耐腐蝕性,滿足不同應(yīng)用需求。
二、性能分析
1. 硬度與耐磨性:
硬質(zhì)合金球的維氏硬度(HV)通常在1400-1800之間,耐磨性極佳,適用于高精度研磨、軸承、閥門等場(chǎng)景。
耐磨性隨WC顆粒尺寸減小而提高,細(xì)晶粒硬質(zhì)合金(如亞微米級(jí))更適合高精度應(yīng)用。
2. 抗壓強(qiáng)度:
抗壓強(qiáng)度高達(dá)4000-6000 MPa,能承受高負(fù)荷壓力,廣泛用于沖壓模具、石油鉆探工具等。
3. 韌性:
粘結(jié)劑含量越高,韌性越好,但硬度略有下降。鈷含量6%-8%的硬質(zhì)合金球在硬度和韌性間取得平衡,常用于通用場(chǎng)景。
4. 耐腐蝕性:
鈷基硬質(zhì)合金在酸性環(huán)境中耐腐蝕性較弱,鎳基硬質(zhì)合金則更適合化學(xué)腐蝕環(huán)境。
耐高溫性能較好,可在600-800°C下保持較高硬度。
5. 熱膨脹系數(shù):
熱膨脹系數(shù)低(約4.5-6.0×10??/K),尺寸穩(wěn)定性好,適合精密加工。