兩硬質(zhì)
合金刀具材料介紹
(1)Coerbide聚晶硬質(zhì)合金刀具材料
經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)6年的研究與開發(fā)，Cerbide公司推出了一種商品名為“Cerbide”的聚晶硬質(zhì)合金材料。與采用鈷或其它結(jié)合劑將忱顆粒粘結(jié)在一起的傳統(tǒng)硬質(zhì)合金不同，聚晶硬質(zhì)合金(PWC)并不使用結(jié)合劑，而是一種純硬質(zhì)合金的單質(zhì)材料。
鈷等結(jié)合劑的
熔點(diǎn)較低，會(huì)降低硬質(zhì)合金的
硬度和
耐磨性，是傳統(tǒng)硬質(zhì)合金材料最薄弱的環(huán)節(jié)。由于Cerbide聚晶硬質(zhì)金中不含結(jié)合劑，因此其硬度大幅度提高，據(jù)稱可高達(dá)2400HV(95. 5HRA)，
耐磨性也比傳統(tǒng)硬質(zhì)合金提高許多倍。但另一方面，由于不含可
增強(qiáng)材料韌性的結(jié)合劑，使Cerbide的
脆性有所提高，韌性有所下降，因此它并非適合加工所有的工件材料。
當(dāng)被加工工件材料和加工工藝適合時(shí)(如高速
切削欽合金)，Cerhide在切削高溫下良好的熱硬性使其表現(xiàn)出極佳的切削性能。傳統(tǒng)硬質(zhì)合金的熱硬性在高溫時(shí)會(huì)大幅下降，而Cerbide的熱硬性卻可在高溫下基本保持不變。
由于Cerbide本身已具有極高硬度，因此最適合它的涂層是金剛石涂層。表面看來，由于Cerbide不含鉆結(jié)合劑，似乎
基體將難以把持住金剛石涂層(因?yàn)橛操|(zhì)合金中的鉆通常會(huì)被蝕除掉，從而有利于金剛石粘附在硬質(zhì)合金晶粒上)。但實(shí)際上并非如此。Cerbide基體把持涂層(尤其是CVD金剛石涂層)的能力優(yōu)于任何已有的硬質(zhì)合金材料。Cerbide公司曾將一把聚晶硬質(zhì)合金刀具送到一家金剛石涂層公司，觀察其表面涂層效果(因?yàn)槠渲胁缓魏毋@)。為了確定涂層的粘附性，技術(shù)人員對(duì)涂層刀具進(jìn)行了破壞性試驗(yàn)，但卻無法損壞刀具上的金剛石涂層。然后，技術(shù)人員試圖對(duì)Cerbide基體本身進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，但是，他們通常能對(duì)硬質(zhì)合金刀片造成損壞的試驗(yàn)只能對(duì)Cerbide表面起到
拋光作用。
當(dāng)然，金剛石涂層增加了Cerbide刀具的成本(其售價(jià)約為普通硬質(zhì)合金刀具的3倍)。為了降低成本，北美Cerbide公司正與涂層公司合作，開發(fā)一種較厚的類金剛石涂層。這種涂層與金剛石涂層硬度相當(dāng)，但成本僅為金剛石涂層的25%。當(dāng)對(duì)刀具的
潤(rùn)滑性能要求較高時(shí)，采用二硼化欽涂層非常有效。這種涂層可使刀具表面非常光滑。
目前，Cerbide公司用于加工各種工件材料的切削刀片和亞
銑刀已商業(yè)化供貨，最終將形成系列牌號(hào)。此外，該公司還準(zhǔn)備進(jìn)入耐磨零件市場(chǎng)。
(2)Genius Metal硬質(zhì)合金刀具材料
Genius Metal公司宣布，已成功開發(fā)出一種
碳化鎢(WG)基硬質(zhì)合金刀具材料。雖然這種材料仍為WG基，但從材料成分來看，卻與傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金材料有著很大不同。
雖然某種形式的鉆(并非純鉆)仍是材料成分之一，但為了使硬質(zhì)合金晶粒結(jié)合到一起，還使用了其他合金成分。GeniusMetal公司總共已開發(fā)出30個(gè)材料系列和超過1"'.個(gè)材料牌號(hào)。該公司于2004年6月獲得了題為“硬質(zhì)合金的成分和制造方
法”的首個(gè)發(fā)明專利。
據(jù)該公司介紹，這種WG基硬質(zhì)合金材料的獨(dú)特之處在于其硬度與韌性的良好結(jié)合。其中較高端的K-2牌號(hào)的硬度達(dá)到約2800HV,同時(shí)具有8MPam0.5的
斷裂韌性。雖然傳統(tǒng)的WG硬質(zhì)合金材料也能達(dá)到類儀的斷裂韌性水平，但其硬度卻低于2000HV,當(dāng)然，刀具在切削時(shí)能夠保持的硬度(紅硬性)與刀具放在刀具間貨架上的硬度(室溫硬度)相比顯得更為重要。GeniusMetal公司的一種高硬度牌號(hào)Gen-62在℃的高溫下仍可保持1750HK(努氏硬度)的紅硬性。材料紅硬性如此之高的原因在于其熔點(diǎn)溫度的提高。普通硬質(zhì)合金的共晶
熔化溫度約為1300一1400℃，而Genius Metal公司硬質(zhì)合金的共晶熔化溫度卻高于2000℃。
與普通硬質(zhì)合金一樣，Genius Metal公司的硬質(zhì)合金也可以進(jìn)行涂層。公司專
門對(duì)所有的商業(yè)化涂層進(jìn)行了刀具涂層試驗(yàn)，來出現(xiàn)任何間題。
目前，該公司正在對(duì)其新型硬質(zhì)合金材料進(jìn)行商業(yè)化;同時(shí)正在考慮是與其他刀具制造商合作進(jìn)行許可生產(chǎn)，還是自行建廠生產(chǎn)刀具產(chǎn)品。
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