硬質合金特性與挑選指南

AXISMATERIA 硬質合金挑選指南

鎢鋼(WC)Tungsten Carbide,又名硬質合金、超硬合金。主要組成為碳化鎢 ( WC ) 及少量結合劑的鈷 ( Co ) 一起高溫燒結而成,具有高硬度、高密度、高韌性且耐高溫等特性,常用於製造切削刀具。

AXISMATERIA 硬質合金簡介

 

 

硬質合金的製造工藝

AXISMATERIA超硬合金製造工藝

(延伸閱讀:【AXISMATERIA 超硬合金】日本最大鎢鋼品牌介紹 )

 

從組織看硬質合金特性

首先須要知道的是,鎢鋼整體硬度來源WC粒子,因此WC粒子狀態很大程度影響材料特性。

超超微粒硬質合金
超超微粒
微粒硬質合金
微粒
硬質合金中粒
中粒
粗粒硬質合金
粗粒

 

WC顆粒度(µm)

硬度:組織中顆粒度越小,硬度越高。

抗折力:組織中顆粒度越小,抗折力越高。

 

Co-鈷結合劑

結合劑多寡會影響WC粒子在組織中的整體占比

因此含鈷量增加時WC占比減少⇒硬度降低;含鈷量減少時WC占比增加⇒硬度增加。


 

硬質合金的硬度及抗折力

合金組織(粒度、Co含量)和特性(硬度、抗折力)

金屬結合劑含量和硬度
硬質合金的物理特性(硬度、抗折力)隨著結合劑的含有和碳化鎢(WC)的粒度大小而變化。
金屬結合劑含量和強度
Co的含有量增加時硬度便會降低,抗折力則會增加。相反,Co的含有量降低,硬度便會增加,抗折力則會降低。

 

粒度和硬度・抗折力

粒度和硬度・抗折力
利用更細小的碳化鎢的微粒可以提高抗折力和硬度。但是,同時破壞韌性也會因為碳化鎢微粒過小而降低。(請參考下述「合金組織(粒度)和破壞韌性」)

 

通過HIP處理改善抗折力

通過HIP處理改善抗折力
本公司所有圓棒素材都經過HIP處理。這樣可以得到更加緻密的組織欠構從而增強抗折力。 *HIP(Hot Isostatic Pressing) 是使用氬氣為加壓媒介,在燒結爐內對合金進行高溫高壓的處理。

 


挑選材料時不能只看硬度及抗折力

 

破壞韌性K1C(Mpa・m1/2)

Fracture toughness,即為斷裂韌性,表示材料阻止裂紋擴展的能力,是一個判斷材料韌性好壞的定量指標。

 

合金組織(粒度)和破壞韌性

合金組織(粒度)和破壞韌性

A : 在結合相內部進展

B : 在結合相—碳化鎢界面進展

C : 碳化鎢內部進展

微粒
微粒合金
硬質合金粗粒
粗粒合金

 

雖然顆粒度越小可以提高抗折力與硬度,但同時破壞韌性也會因為顆粒度小而降低。使用粗粒的碳化鎢材質則可以有效防止龜裂進程,同時也能阻止刃尖部分崩損。

破壞韌性
使用粒度的碳化鎢材質可以有效的防止龜裂發展,同時也可以防止刃尖部分的崩損。

 

 

根據不同的加工用途和被切削材料的種類, 我們將推薦最適合材質給您,歡迎與我們聯繫!

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