马鞍山中金超硬材料.docx

马鞍山中金超硬材料刀具材料应具备的基本性能 : 刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属,这是刀具材料必备的基本要求,现有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬,其耐磨性越好,但由于切削条件较复杂,材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。 。一般用抗弯强度来表示。冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的能力,一般地,硬度越高,冲击韧性越低,材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾,也是刀具材料所应克服的一个关键。 ,是衡量刀具材料性能的主要指标。它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。 ,刀具材料应有良好的工艺性,如锻造、热处理及磨削加工性能。当然在制造和选用时应综合考虑经济性。当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵,但其使用寿命很长,在成批大量生产中,分摊到每个零件中的费用反而有所降低。因此在选用时一定要综合考虑。如何选购钻石:外形美观,性价比高。金刚石刀具为什么不适合加工铁基材料用金刚石刀具加工铁系材料,金刚石表面碳元素易与切屑、切割表面发生粘附,导致刀具不锋利,引起加工区域温度升高,温度一高,加之有空气中的氧气,金刚石就容易发元素碳化,宏观表现为金刚石石墨化。刀具材料的种类 :高速钢特别适用于制造结构复杂的成形刀具,孔加工刀具例如各类铣刀、拉刀、齿轮刀具、螺纹刀具等;由于高速钢硬度,耐磨性,耐热性不及硬质合金,因此只适于制造中、低速切削的各种刀具。高速钢按其性能分成两大类:普通高速钢和高性能高速钢。 :硬质合金大量应用在刚性好,刃形简单的高速切削刀具上,随着技术的进步,复杂刀具也在逐步扩大其应用。 :硬质合金或高速钢刀具通过化学或物理方法在其上表面涂覆一层耐磨性好的难熔金属化合物,既能提高刀具材料的耐磨性,而又不降低其韧性。 : 陶瓷刀具:是以氧化铝或以氮化硅为基体,再添加少量金属,在高温下烧结而成的一种刀具材料。人造金刚石:它是碳的同素异形体,是目前最硬的刀具材料,显微硬度达10000HV。影响材料硬度的因素:晶体结构,价键测量刀具材料硬度的两种基本方式:洛氏,维氏。洛氏硬度与维氏硬度区别: 。试验方法是用一个顶角为120度的金刚石圆锥体或直径为9mm/的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕深度求出材料的硬度。根据实验材料硬度的不同,可分为三种不同标度来表示:HRA是采用60Kg载荷和钻石锥压入被测工件测试工件硬度,用于硬度极高的材料,例如:硬质合金;HRB是采用100Kg载荷和直径/淬硬的钢球求得的硬度,用于硬度较低的材料,例如:退火钢、铸铁、各种退火钢、正火钢、软钢、部分不锈钢及较硬的铜合金等;HRC是采用150Kg载荷和钻石锥压入被测工件测试工件的硬度,用于硬度很高的材料,例如:淬火钢、回火钢、调质钢和部分不锈钢等,是金属加工行业应用最多的硬度试验方法。三种标尺的初始压力均为;标尺B使用的是直径为的钢球作为压头,然后加压至,因此标尺B适用于较软的材料检测,标尺C适用于较硬的材料检测。 ,由英国科学家维克斯首先提出,表示为HV。以~的负荷,将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压入器压材料表面,保持规定时间后,用材料压痕凹坑的表面积除以负荷值,即为材料的维氏硬度值。它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度,试验负荷~,它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定;显微维氏硬度,试验负荷(110)>(100) 其他性质:高杨氏模量、低压缩系数、高熔点、高导热率、低比热、低热膨胀系数化学性质:化学稳定性:常温稳定;高温纯氧>600℃反应;高温空气>740℃反应石墨化:真空和惰性气氛>1500℃;有氮气参与~1000℃与过渡金属的化学作用:溶解C:过渡族金属形成强碳化物:W、V、Ti、Ta、Zr等。金刚石合成方法:直接转变、熔媒法、外延生长法。合成压力与温度特点:静态高压高温法、动态高压高温法、动态低压高温法、静压触媒法金刚石合成机理: :2700℃,13GPa。石墨直接转变为金刚石。金属触媒作用石墨转变金刚石 :碳和金属在高压高温条件下所形成的溶液对石墨是不饱和的,对金刚石的过饱和。 -催化说:石墨和触媒在高温高压下作用互相溶解,在碳原子表面形成金属薄膜,碳原子进入金属薄膜,然后在薄膜内触媒作用下,结构逐渐发生重排,以金刚石析出。金刚石合成原料: : ?较高石墨化程