硬质合金刀具

硬质合金刀具材料性能和特点

曾家杰

（浙江大学城市学院 机自0905 30903165）

【摘 要】 本课题主要研究硬质合金刀具材料的性能和特点，分析硬质材料的来源，种

类，发展，选用等各种注意问题以及探讨了硬质材料以后发展的方向。

【关键词】 硬质，机械，刀具，合金

1 引言

科学技术的进步、新材料的开发以及高精度机械的发展，对刀具的性能提出了更高的要求。特别是随着木材及建材加工的进一步高速化和高功效化，要求刀具具有更高的耐用度，否则经常更换刀具会影响机器和设备的生产效率。因此，一般的刀具难以符合机器和设备的高生产效率，因而，研究硬质合金刀具成为了必不可少的一环。 2 硬质合金的介绍 (1)硬质合金刀具的种类

按晶粒大小区分，硬质合金可分为普通硬质合金、细晶粒硬质合金和超细晶粒硬质合金。按主要化学成分区分，硬质合金可分为碳化钨基硬质合金和碳化钛基硬质合金。碳化钨基硬质合金包括钨钴类（YG）、钨钴钛类（YT）和添加稀有碳化类（YW）三类，它们各有优缺点，主要成分为碳化钨（WC）、碳化钛（Tic）、碳化铌（NbC）等常用的金属粘接相是Co

硬质合金钻头规格 硬质合金钻头种类

内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数 字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展

硬质合金钻头规格 硬质合金钻头种类

硬质合金钻头可分为整体硬质合金钻头、焊接式硬质合金钻头、硬质可换刀片式钻头、硬质可换齿冠钻头

整体式硬质合金钻头一般即麻花钻头，不过整个钻头材质为硬质合金材料，这种钻头精度较高，可带内冷却孔，钻头直径一般在20mm以内，在进口钻头品牌中很常见。

焊接式硬质合金钻头，钻头头部为硬质合金材料，通过焊接方式与钻体连接起来，采用内冷却方式，加工精度及光洁度较高，一般应用在模具加工行业，例如枪钻。

硬质合金可换刀片式钻头，这种钻头头部呈错位形式安装2片或4片刀片，可换刀片来延长钻头使用寿命，钻孔效率特别高，加工孔径较广，也是采用内冷却方式，简称“U钻”、“浅孔钻”，在机械加工行业应用较广泛。

硬质可换齿冠钻头属于一种新型钻头，钻头头部切削部分安装一片可换硬质合金刀片，市场用这种钻头较小，刀片通用性不高，价格较贵。

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硬质合金钻头规格 硬质合金钻头种类

硬质合金钻头可分为整体硬质合金钻头、焊接式硬质合金钻头、硬质可换刀片式钻头、硬质可换齿冠钻头

整体式硬质合金钻头一般即麻花钻头，不过整个钻头材质为硬质合金材料，这种钻头精度较高，可带内冷却孔，钻头直径一般在20mm以内，在进口钻头品牌中很常见。

焊接式硬质合金钻头，钻头头部为硬质合金材料，通过焊接方式与钻体连接起来，采用内冷却方式，加工精度及光洁度较高，一般应用在模具加工行业，例如枪钻。

硬质合金可换刀片式钻头，这种钻头头部呈错位形式安装2片或4片刀片，可换刀片来延长钻头使用寿命，钻孔效率特别高，加工孔径较广，也是采用内冷却方式，简称“U钻”、“浅孔钻”，在机械加工行业应用较广泛。

硬质可换齿冠钻头属于一种新型钻头，钻头头部切削部分安装一片可换硬质合金刀片，市场用这种钻头较小，刀片通用性不高，价格较贵。

机械方面的资料

硬质合金和钢结硬质合金

一、硬质合全

1.硬质合金的种类及性能：目前常用的硬质合金分为两大类：一类是钨钴系，它是以碳化钨为基，用钴作粘结剂，经压制、烧结而成的。我国的牌号用“YG”表示；另一类是钨钛钴系和钨钛锡钴系，它们分别以碳化物一碳化钛和碳化钨一碳化钛一碳化铌为基，用钴作粘结剂，经压制、烧结而成。前者用“YT”表示，后者用“YW”表示。钨钴系硬质合金除了具有很高的硬度和强度外，还有较好的韧性，适合于作冷挤压模具材料。我国常用的有YG15、YG20、YG25、YG30四种，其化学成分和性能如表8-16所示。表8-17、表8-18、表8-19分别列出我国、日本、美国和德国模具用的硬质合金牌号及性能，供参考。

表8-14 W6Mo5Cr4V2，高碳W6Mo5CrV2不同淬火温度的机械性能

抗弯强度 挠度 硬度 φ10×15试样硬度2

回火次数 冲击值 （J/cm）

（℃） （℃） （MPa） （mm） （HRC） （HRC） 1150 1150

210 500

2 3 各1 2 3 3 2 3 3

2800 2650 2810 2350 2300 2420 2600 2340 2190

3.11 3.12 3.12 2.5 2.48 2.

（2013届） 本科毕业设计资料

题 目 名 称： 年产300吨硬质合金氢气烧结车间设计 学 院（部）： 冶 金 工 程 学 院 专 业： 金属材料工程 学 生 姓 名： 郑吉祥 班 级： 金属材料092 学号： 09405700926 指导教师姓名： 郭峰 职称： 副教授 最终评定成绩：

湖南工业大学教务处

2013届

本科毕业设计资料

第一部分 毕业设计说明书

（2013届） 本科毕业设计

题 目 名 称： 年产300吨硬质合金氢气烧结车间设计 学 院（部）： 冶 金 工 程 学 院 专 业： 金属材料工程 学 生 姓 名： 郑吉祥 班 级： 金属材料09

九江金鹭硬质合金有限公司

年产3000吨超细钨粉及2000吨硬质合金项目 卫生防护距离测量报告

委托单位：九江金鹭硬质合金有限公司 测绘单位：江西省合众勘测规划有限公司 测绘资质：测绘乙级（乙测字3610648） 江西省合众勘测规划有限公司编制 二零一六年四月

九江金鹭硬质合金有限公司

3000吨超细钨粉及2000吨硬质合金项目 卫生防护距离测量报告

受九江金鹭硬质合金有限公司委托，我公司测绘人员于2016年4月19～20日对九江金鹭硬质合金有限公司年产3000吨超细钨粉及2000吨硬质合金项目（以下简称“项目”）厂区及周边环境敏感点分布及环境防护距离进行测量，该项目位于九江市城西港区修水九江工业园内（中心坐标：东经115°51′26.4″、北纬29°43′58.4″），滨江村十一组以东，北抵长江大堤，南齐春江路，东邻九江翰衡机电沙滩摩托车项目，占地面积约312亩。现将测量情况报告如下： 一、成图方法

用全站仪、GPS-RTK全野外地形数据采集，室内用南方CASS9.0制图软件编辑而成。 二、执行技术标准 《工程测量规范》（GB50026-2007）、《1:500/1:1000/1:2000地形图图式》（GB/ T20257.1-2007）、

硬质合金刀片几何角度选择原则

硬质合金刀片作为切削加工工具广泛应用于现代生产制造业，作为财富切削利器，株洲三鑫硬质合金生产有限公司荣誉出品硬质合金刀片几何角度的选择以满足最佳使用要求作为原则，主要体现在以下方面。 1.前角

前脚大，切削层的塑性变形小，刀-屑摩擦阻力小，切削力和切削热可降低，但前角过大，则切削刃和合金刀头强度降低，散热条件恶化，刀具寿命下降，前角较小，切屑变形增大，断屑容易，前角的大小与其他集合参数一样，应依加工要求合理选择，其选择原则是：

a.工件材料的强度、硬度越低，塑性越好，应取较大的前角；加工脆性材料(如铸铁)或刀-屑接触长度短的材料(如钛合金)时，应取较小的前角；加工特硬材料(如淬硬钢、冷硬铸铁)甚至可取负的前角。 b.刀具材料的抗弯强度及韧性越高，可取较大的前角。

c.断续加工或粗加工有硬皮的锻、铸件时，应适当减小前角，但如果此时有较大的负刃倾角配合，可取较大前角，以减小径向切削力。

d.高速切削时，前角对切屑变形及切削力的影响较小，可取较小前角。 e.成形硬质合金刀具的前角，应根据具体加工要求选择。

2.后角/副后角

减小刀具的后刀面或副后刀面与工件

四、硬质合金可转位车刀设计

［原始条件］

加工连杆体工序7中车大头孔，工件材料为QT450-10，铸件。表面粗糙度要求达到Ra6.3，需采用粗车，使用机床为CA6140普通车床。

试设计一把硬质合金可转位外圆车刀。

设计步骤为：

（1）选择刀片夹固结构。考虑到加工在CA6140普通车床上进行，且属于连续切削，参照表2.1典型刀片夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。

（2）选择刀片材料（硬质合金牌号）。由原始条件给定：被加工工件材料为QT450-10，连续切削，完成粗车工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YG8。

（3）选择车刀合理角度。根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度：①前角γo= 15°；②后角 o = 5°；③主偏角kr = 75°；④刃倾角λs= -6°。

后角 o的实际数值以及副后角 o 和副偏角k rg 在计算刀槽角度时，经校验后确定。

（4）选择切削用量。根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量。 粗车时：切削深度ap=2mm，进给量f= 0.5mm/r，切削速度v= 128m/min ；

（5）选择刀片型号和尺寸：

①选

硬质合金粉末模盒压机安全自动控制系统

设计方案

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。

粉末首先要成型为所需形状的坯块。成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中应用最多的是模压成型。

本方案是为一台60吨液压成型机设计的安全自动控制系统。应用户的要求系统采用继电器控制电路，采用安全光栅保护。

1. 设计思路

本方案是基于提高生产效率，增强安全防护性能的思路进行的设计。

1.1操作流程

压机采用单循环操作。模盒放入工位后，按下启动按钮（AN1）压机开始自动运行。上油缸缓慢下压至下限位（）将模盒压紧，振动

气缸进行振动3~5秒，振

GB/T 7997-201X《硬质合金维氏硬度试验方法》

国家标准编制说明

一、工作简况 1 任务来源

根据国家标准委《关于下达2010年国家标准修订计划的通知》（国标委综合［2010］87号）文及全国有色金属标准化技术委员会《关于转发2010年有色金属国家标准制（修）订项目计划的通知》（有色标委［2011］4号）文的要求，由国家钨材料工程技术研究中心、厦门金鹭特种合金有限公司负责修订草国家标准《硬质合金 维氏硬度试验方法》。该项目计划编号为20102204-T-610。按计划要求，本标准应于2012年完成。 1.2承担单位情况

国家钨材料工程技术研究中心（以下简称“工程中心”）是以厦门钨业股份有限公司为依托单位，以厦门钨业国家级企业技术中心和厦门市钨材料工程技术研究中心为基础，于2007年4月经国家科技部批准组建的大型工程技术研究和开发平台，并于2010年通过国家科技部组织的中心组建验收。工程中心拥有一个中心本部以及4个成果转化及产业化实施基地。中心本部位于厦门市湖里区高新技术园区，现拥有各类技术研究开发和管理人员156人，拥有资产21374万元。

工程中心围绕钨产业链的采矿、选矿、钨冶炼、钨材料深加工（硬质合金及其刀具制造）和钨钼丝材加