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刀具中的稀有金属

时间:2014-06-25  数控技术网  http://tech.cncproduct.com
    刀具的常用材料,高速钢或者硬质合金,都使用者大量的稀有金属。    首先是钨。    最传统的高速钢W18Cr4V,含钨量达18%。后来典型的W6Mo5Cr4V2(M2)和W9Mo3Cr4V,含钨也达到6%和9%。硬质合金的含钨量也非常高,钨钴类(加工铸铁及铝合金等常用,如国内典型的YG系列)或钨钴钛类(加工长切屑的钢件常用,如国内典型的YT系列)的碳化钨含量基本上都在80%以上,如YG6的碳化钨含量高达90%以上。    我国世界钨储量第一,占全球供应量的为85%。钨主要用于硬质合金、包括高速钢在内的特种钢等产品,并被广泛用于国防工业、航空航天、信息产业,被称为“工业的牙齿”。钨的耐温性能非常好,因此在武器工业中钨合金被大量用,比如枪、炮的发射管中都会用到钨的合金。军事方面用做穿甲弹的弹丸,都是用比坦克装甲硬得多的高密度合金钢、碳化钨等材料制成的。钨的化学性能非常稳定,在1000℃以上的高温下也不会氧化,硬度也不会明显下降。这点对防破甲弹的高温金属射流十分有利。钨合金的机械性能与贫铀相差无几,却没有贫铀的放射性,有利于环境的保护。钨的硬度极高,主要用于钢铁金属的合金,加入钨后钢的硬度会有极大的提高,在金属加工领域的刀具材料高速钢就是含钨的合金。如果一个国家没有钨的话,在目前技术条件下的金属加工能力就会出现极大的缺失,直接导致机械行业的瘫痪,所以称之为战略金属。此外在照明领域也必须使用钨做为灯丝。    其次应该是钼。    高速钢被分为钨系和钨钼系两个大系,由于钨资源的紧缺性和钨钼系高速钢的工艺性良好,钨钼系高速钢成为高速钢的主流派系。在高速钢中,一份钼对刀具性能的贡献大约相当于两份钨。因此,我们会看到说W6Mo5Cr4V2(M2)的“钨当量”是16%,W9Mo3Cr4V的“钨当量”是15%等等。我国钼储量居世界第二,占全球供应量的24%。钼可以用于炼制各类合金钢、不锈钢、耐热钢、超级合金,在军事工业中应用广泛,也被称作“战争金属”。     此外钛、钴、铬、铌、钽等等也是刀具中常会用到的稀有金属。    是另一类硬质合金钛基硬质合金(国内常常称其为“金属陶瓷”)的主要成分。钛基硬质合金是以TiC或Ti(C,N)为主要成份(占60%~80%以上),Ni-Mo或Ni-Co-Mo作粘结相的硬质合金。钛基硬质合金的性能介于陶瓷和WC基硬质合金之间,可以用比普通钨基硬质合金更高的切削速度切削,加工的工件表面质量好。因此,特别适于钢材和铸件的精加工和半精加工。在国外,TiC基和Ti(C,N)基硬质合金所占比重已达到可转位刀片总需求量的30%以上。近几年来,随着涂层钛基硬质合金(可单涂层,也可用多元复合涂层)、超细晶粒和纳米晶粒以及梯度结构钛基硬质合金的开发,使材料的综合性能大大提高,应用范围更加扩大。    钛还是刀具涂层的最主要的成分之一。TiC、TiN、Ti(CN)、TiAlN等都是我们最常见的涂层品种。    据了解我国的钛资源约占全球钛资源的38%,换算成TiO2总储量达90亿多吨,为世界第一。绝大部分在攀枝花地区。钛具有所有工业金属材料中最高的比强度(抗拉强度和密度之比):钛的密度为4.54克/mm常椅伦刺缕淇估慷任33.6
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