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硬質(zhì)合金牌號(hào)

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發(fā)布時(shí)間：2025-04-16 10:31:47 更新時(shí)間：2025-04-15 10:33:07

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

一、化學(xué)成分分析

主成分檢測(cè)
- 碳化鎢（WC）含量：占比通常為60%-97%，直接影響硬度和耐磨性。
- 鈷（Co）含量：黏結(jié)相占比3%-30%，決定韌性和抗沖擊性。
- 其他添加劑：如碳化鈦（TiC）、碳化鉭（TaC）等，用于提升高溫性能或耐腐蝕性。方法：X射線熒光光譜（XRF）、電感耦合等離子體光譜（ICP）。
雜質(zhì)元素控制
- 檢測(cè)氧、氮、硫等雜質(zhì)含量（需符合ISO 4499標(biāo)準(zhǔn)），避免導(dǎo)致材料脆化或孔隙缺陷。

二、物理性能檢測(cè)

密度
- 檢測(cè)意義：密度與合金致密度直接相關(guān)，理論密度與實(shí)際密度的比值（相對(duì)密度）需≥99.5%。
- 方法：阿基米德排水法（GB/T 3848）。
硬度
- 維氏硬度（HV30）：常規(guī)牌號(hào)硬度范圍1300-2000 HV，超細(xì)晶粒牌號(hào)可達(dá)2200 HV以上。
- 洛氏硬度（HRA）：適用于高鈷含量牌號(hào)（如HRA 85-93）。
磁性能
- 磁飽和強(qiáng)度：檢測(cè)鈷含量均勻性，偏差需＜0.5%。
- 矯頑磁力：間接反映碳化鎢晶粒尺寸（細(xì)晶粒牌號(hào)矯頑力更高）。

三、力學(xué)性能測(cè)試

抗彎強(qiáng)度（TRS）
- 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：ISO 3327，典型值1500-4000 MPa。高鈷牌號(hào)側(cè)重韌性，低鈷牌號(hào)側(cè)重強(qiáng)度。
- 試樣要求：3×4×35 mm無缺口試樣，三點(diǎn)彎曲法測(cè)試。
斷裂韌性（KIC）
- 應(yīng)用場(chǎng)景：礦山工具、沖壓模具等承受沖擊載荷的牌號(hào)需重點(diǎn)檢測(cè)。
- 方法：壓痕法或單邊缺口梁法（SENB）。
壓縮強(qiáng)度
- 適用于耐高壓環(huán)境牌號(hào)（如YG15），檢測(cè)軸向載荷下的變形抗力。

四、微觀結(jié)構(gòu)分析

金相組織
- WC晶粒度：晶粒尺寸范圍0.2-10 μm，超細(xì)晶粒（＜0.5 μm）需通過SEM/TEM觀察。
- 孔隙度：按ISO 4505分為A00（無孔隙）至A06等級(jí)，影響疲勞壽命。
鈷相分布
- 鈷層均勻性檢測(cè)，避免局部富集導(dǎo)致應(yīng)力集中。
缺陷檢測(cè)
- 使用金相顯微鏡或超聲波探傷，排查裂紋、夾雜等缺陷。

五、表面與尺寸精度檢測(cè)

表面粗糙度
- 切削工具刃口Ra值需≤0.4 μm，拋光牌號(hào)Ra≤0.1 μm。
幾何尺寸公差
- 按ISO 286標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)長(zhǎng)度、直徑、角度等參數(shù)，精密刀具公差需≤±0.005 mm。
涂層結(jié)合力（如TiN、Al2O3涂層）
- 劃痕試驗(yàn)法評(píng)估涂層附著力，臨界載荷值≥50 N。

六、特殊性能檢測(cè)

高溫性能
- 紅硬性測(cè)試：加熱至800-1000℃保溫后檢測(cè)硬度保留率。
耐腐蝕性
- 酸性/堿性環(huán)境浸泡試驗(yàn)（如H2SO4溶液），評(píng)估腐蝕失重率。
耐磨性
- 模擬工況磨損試驗(yàn)（如Taber磨耗），對(duì)比體積磨損量。

七、應(yīng)用性能驗(yàn)證

切削工具：進(jìn)行實(shí)際切削測(cè)試，監(jiān)測(cè)刀具壽命、崩刃率。
模具材料：測(cè)試抗熱疲勞性和抗黏著磨損能力。
礦山工具：沖擊功測(cè)試（如JB/T 7985標(biāo)準(zhǔn)）。

總結(jié)

硬質(zhì)合金牌號(hào)的檢測(cè)需結(jié)合材料設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝及終端應(yīng)用，通過多維度數(shù)據(jù)驗(yàn)證其性能。例如，切削工具牌號(hào)（如YG8、YT15）需側(cè)重硬度與紅硬性，而模具牌號(hào)（如YN10）則需高韌性和抗疲勞性。嚴(yán)格的檢測(cè)流程可有效避免因成分偏差或微觀缺陷導(dǎo)致的早期失效，保障工業(yè)應(yīng)用的安全性與經(jīng)濟(jì)性。