木工刀具設計：硬質合金材質選取注意要點

合金的選用和配製，很多小的木工刀具廠喜歡採用國產粗顆粒的廉價合金，以達到節約製造成本、增加市場競爭力的目的。合格的鑲合金木工刀具成型銑刀採用的合金應該符合以下幾點求：

1.Wc的顆粒直徑小於等於0.6μm，也就是人們常說的極細微粒或者超微粒合金；

2.Co的含量在8%～12%之間；

3.硬度在HRC92.5左右；

4.超大壓力出毛坯並經HIP爐燒結處理。

5.組織內部不能大面積有鈷池。只有符合以上合金要求生產的合金廠，才能成為合格的材料供應商。這樣的合金的耐用度，以及其他綜合機械性能比較優越。當然了，成本也比較高。

硬質合金是以一種或幾種難熔碳化物（碳化鎢、碳化鈦等）的粉末為主要成分，加入作為粘接劑的金屬粉末（鈷、鎳等），經粉末冶金法而製得的合金。它主要用於製造高速切削刃具和硬、韌材料切削刃具，以及製作冷作模具、量具和不受衝擊、振動的高耐磨零件。

硬質合金的特點

硬度、耐磨性和紅硬性高

硬質合金常溫下硬度可達86～93HRA，相當於69～81hrc。在900～1000℃能保持高硬度，並有優良的耐磨性。與高速工具鋼相比，切削速度可高４～７倍，壽命長5～80倍，可切削硬度高達50HRC的硬質材料。

強度、彈性模量高

硬質合金的抗壓強度高達6000MPa，彈性模量為（４～７）×10５MPa，都高於高速鋼。但其抗彎強度較低，一般為1000～3000MPa。

耐蝕性、抗氧化性好

一般能很好地抗大氣、酸、鹼等腐蝕，不易氧化。

線膨脹係數小

工作時，形狀尺寸穩定。

成形製品不再加工、重磨

由於硬質合金硬度高並有脆性，所以粉末冶金成形燒結後不再進行切削加工或重磨，特需再加工時，只能採用電火花、線切割、電解磨削等電加工或專門的砂輪磨削。通常由硬質合金製成的一定規格的製品，採用釺焊、粘接或機械裝夾在刀體或模具體上使用。

常用硬質合金

常用硬質合金按成分和性能特點分為三類：鎢鈷類、鎢鈦鈷類、鎢鈦鉭（鈮）類。生產中應用最廣泛的是鎢鈷類和鎢鈦鈷類硬質合金。

鎢鈷類硬質合金

主要成分是碳化鎢（ＷＣ）和鈷，牌號用代號ＹＧ（「硬」、「鈷」兩字漢語拼音字首），後加鈷含量的百分數值表示。如ＹＧ６表示鈷含量為６％的鎢鈷類硬質合金，碳化鎢含量wＷＣ＝１－wＣｏ＝94％。

鎢鈦鈷類硬質合金

主要成分是碳化鎢（ＷＣ）、碳化鈦（ＴｉＣ）及鈷，牌號用代號ＹＴ（「硬」、「鈦」兩字漢語拼音字首），後加碳化鈦含量的百分數值表示。如ＹＴ１５表示碳化鈦含量wＴｉＣ＝15％的鎢鈦鈷類硬質合金。

鎢鈦鉭（鈮）類硬質合金

這類硬質合金又稱通用硬質合金或萬能硬質合金，主要成分是碳化鎢（ＷＣ）、碳化鈦（ＴｉＣ）、碳化鉭（ＴａＣ）或碳化鈮（ＮｂＣ）和鈷組成。牌號用代號ＹＷ（「硬」、「萬」兩字漢語拼音字首）後加序數表示。

表 常用硬質合金的牌號及化學成分

註：牌號後「Ｘ」表示細顆粒合金，「Ｃ」表示粗顆粒合金，無字為一般顆粒合金。

表 常用硬質合金的物理及力學性能

硬質合金的應用

刀具材料

硬質合金用做刀具材料的數量最大，可製作車刀、銑刀、刨刀、鑽頭等。其中鎢鈷類硬質合金適於黑色金屬、有色金屬的短切屑加工和非金屬材料的加工，如鑄鐵、鑄造黃銅、膠木等；鎢鈦鈷類硬質合金適於鋼等黑色金屬的長切屑加工。在同類合金中，鈷含量較多的適於粗加工，鈷含量少的適於精加工。通用類硬質合金對於不鏽鋼等難加工材料的加工壽命較其他硬質合金長得多。

模具材料

硬質合金主要用做冷拉模、冷沖模、冷擠模、冷墩模等冷作模具。

量具和耐磨零件

硬質合金用於量具的易磨損表面鑲嵌和零件、磨床精密軸承、無心磨床導板和導桿、車床頂尖等耐磨件。

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