硬質合金球齒-1
硬質合金球齒-2
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硬質合金球齒物理性能

硬質合金球齒具有硬度高(86~93HRA,相當於69~81HRC)、熱硬性好(可達900~1000℃,保持60HRC)、耐磨性好等優良性能。它是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)微米級粉末為主要成分,以鈷(Co)或鎳(Ni)、鉬(Mo)為粘結劑,在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的粉末冶金製品。ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬的碳化物、氮化物、硼化物等,由於硬度和熔點特別高,統稱為硬質合金。

ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬與碳形成的金屬型碳化物中,由於碳原子半徑小,能填充於金屬晶格的空隙中並保留金屬原有的晶格形式,形成間隙固溶體。在適當條件下,這類固溶體還能繼續溶解它的組成元素,直到達到飽和為止。當溶解的碳含量超過某個極限時(例如碳化鈦中Ti︰C=1︰1),晶格型式將發生變化,使原金屬晶格轉變成另一種形式的金屬晶格,這時的間充固溶體叫做間充化合物。

金屬型碳化物,尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬碳化物的熔點都在3273K以上。大多數碳化物的硬度很大,它們的顯微硬度大於1800kg/mm2(顯微硬度是硬度表示方法之一,相當於莫氏一金剛石一硬度9)。許多碳化物高溫下不易分解,抗氧化能力比其組分金屬強。然而,在氧化氣氛中,所有碳化物高溫下都容易被氧化,可以說這是碳化物的一大弱點。

除碳原子外,氮原子、硼原子也能進入金屬晶格的空隙中,形成間隙固溶體。它們與間隙型碳化物的性質相似,能導電、導熱、熔點高、硬度大,同時脆性也大。硬質合金噴嘴的基體由兩部分組成:一部分是硬化相;另一部分是粘結金屬。硬化相是元素週期表中過渡金屬的碳化物,如碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭,它們的硬度很高,熔點都在2000℃以上,有的甚至超過4000℃。另外,過渡金屬的氮化物、硼化物、矽化物也有類似的特性,也可以充當硬質合金中的硬化相。硬化相的存在決定了合金具有極高硬度和耐磨性。

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