炭化タングステン・コバルト

炭化タングステン コバルト超硬合金は、炭化タングステンを硬質相とし、コバルトを結合相とする複合材料である。コバルト含有量により、高コバルト(20%-30%)、中コバルト(10%-15%)、低コバルト(3%-8%)の3種類に分類される。中国で生産される代表的なグレードにはYG2、YG3、YG3Xがある、, YG6, YG8, YG “は ”WC-Co “を表し、末尾の数字はコバルトの含有率を、”X “は細粒組織を、”C “は粗粒組織を表す。この材料は高い硬度と曲げ強度を持ち、切削工具、金型、コバルト工具、耐摩耗部品の製造に広く使用されている。軍事、航空宇宙、機械加工、冶金、石油掘削、採鉱工具、電子通信、建設などの分野に広く応用されている。川下産業の発展に伴い、超硬合金の市場需要は増加の一途をたどっている。さらに、ハイテク兵器や装備品製造の今後の発展、最先端科学技術の進歩、原子力の急速な発展は、ハイテクで高品質の安定した超硬製品への需要を大幅に増加させるであろう。.

I.炭化コバルトタングステンの紹介：

YG “は ”WC-Co “を、”G “の後の数字はコバルト含有量を、”X “は細粒組織を、”C “は粗粒組織を示す。この種のサーメットの曲げ強さと破壊靭性は、一般にコバルト含有量の増加に伴って増加するが、硬度は低下する。タングステン-コバルト合金は弾性率が高く、熱膨張係数が小さいため、超硬合金の中で最も広く使用されている。.

1.硬度試験方法：

タングステン-コバルト合金の硬度は、主にHRA硬度値を測定し、ロックウェル硬度計を使用してテストされます。PHRシリーズのポータブルロックウェル硬さ試験機は、タングステン-コバルト合金の硬さをテストするために非常に適しています。卓上型ロックウェル硬度計と同等の重量と精度を持ち、使用や持ち運びが非常に便利です。.
タングステン-コバルト合金は金属であり、硬さ試験は、異なる化学組成、微細構造、および熱処理プロセスの下でタングステン-コバルト合金材料の機械的性質の違いを反映することができます。したがって、硬さ試験は、タングステン-コバルト合金の特性の検査、熱処理プロセスの正しさの監督、および新素材の研究に広く使用されています。.

2.アプリケーション

タングステンコバルト合金は、鋳鉄、非鉄金属、非金属材料、耐熱合金、チタン合金、ステンレス鋼などの切削工具として使用されます。また、絞り金型、耐摩耗部品、プレス金型、ドリルビットなどにも使用される。.
タングステンとコバルトを主成分とするこの合金は、鉱業用ドリル・ビットの製造に広く使用されている。[1] コバルト含有量は通常3%から25%の間である。コバルト含有量が高いほど合金の靭性は向上するが、硬度と耐摩耗性はそれに応じて低下する。逆に、コバルト含有量が低いと硬度が高くなり、脆性が大きくなる。逆にコバルト含有量が少ないと硬度が高くなり、脆性が高くなる。実際の用途では、作業条件に基づいてバランスを取る必要がある。例えば、衝撃に耐える粗加工には高コバルト材種が好まれ、表面品質と寸法精度を確保する仕上げ加工には低コバルト、高硬度材種が好まれる。.

II.炭化タングステンコバルトの物理的性質：

タングステンカーバイトコバルト合金は、一般的に使用される超硬合金のグレードの1つとして、以下の主な物理的特性を有する：

1.強制力

について 保磁力 炭化タングステンコバルト合金の保磁力は、超硬合金の結合相が強磁性体であるため、合金に一定の磁性を与えることによる。保磁力は、合金の微細構造を制御するために使用することができ、タングステン鋼メーカーの内部制御指標である。炭化タングステンコバルト合金の保磁力は、主にコバルト含有量とその分散に関連しています。それは、コバルト含有量が減少すると増加します。コバルト含有量が一定の場合、炭化タングステン結晶粒の微細化に伴いコバルト相の分散度が増加するため、保磁力も増加します。逆に保磁力は減少する。したがって、同じ条件下では、保磁力は、合金中の炭化タングステン粒の大きさを測定する間接的なパラメータとして使用することができます：通常の微細構造を持つ合金では、炭素含有量が減少すると、コバルト相中のタングステン含有量が増加し、コバルト相が強化され、それに応じて保磁力が増加します。したがって、焼結時の冷却速度が速いほど、保磁力は大きくなる。.

2.磁気飽和

磁場中では、印加磁場が増加すると、合金の磁気誘導強度も増加します。磁場の強さがある値に達すると、磁気誘導強度はもはや増加しなくなり、合金が磁気飽和に達したことを意味する。合金の磁気飽和値は合金のコバルト含有量にのみ関係し、合金中の炭化タングステン相の粒径には関係しません。従って、磁気飽和は合金の非破壊組成検査に、あるいは既知の組成の合金中の非磁性ηl相の存在を同定するために使用することができる。.

3.弾性係数

炭化タングステンの弾性率が高いため、炭化タングステンコバルト合金も高い弾性率を持つ。弾性率は合金中のコバルト含有量の増加とともに減少し、合金中の炭化タングステンの粒径は弾性率に大きな影響を与えない。合金の弾性率は、使用温度の上昇とともに低下する。.

4.熱伝導率

使用中の過熱による工具の損傷を防ぐために、合金は一般的に高い熱伝導率を持つことが望ましい。WC-Co合金は、約0.14～0.21cal/cm・℃・sの高い熱伝導率を有する。熱伝導率は一般に合金のコバルト含有量にのみ関係し、コバルト含有量が減少するにつれて増加する。.

5.熱膨張係数

炭化タングステン・コバルト合金の線膨張係数は、コバルト含有量の増加に伴って増加する。しかし、合金の膨張係数は鋼の膨張係数よりはるかに低いため、合金工具のろう付け時に大きな溶接応力が発生する。徐冷対策を講じないと、しばしば合金割れにつながる。これは、低強度合金ではさらに顕著である。.

6.硬度

硬度は超硬合金の主要な機械的特性の指標である。合金中のコバルト含有量が増加したり、超硬合金の粒径が大きくなると、合金の硬度は低下する。例えば、工業用WC-CO合金のコバルト含有量が2%から25%に増加すると、合金の硬度HRAは93から約86に減少する。コバルトが3%増加するごとに、合金の硬度は約1度低下します。炭化タングステンの粒径を微細化することで、合金の硬度を効果的に向上させることができます。.

7.曲げ強度

硬度と同様、曲げ強さも超硬合金の主要な特性である。合金の曲げ強さに影響を与える要因は多数あり、複雑である。合金の組成、構造、試料の状態に影響する全ての要因が、曲げ強さの値の変化につながる可能性がある。一般に、合金の曲げ強さはコバルト含有量の増加とともに増加する。しかし、コバルト含有量が25%を超えると、コバルト含有量の増加とともに曲げ強さは低下する。工業的に生産されるWC-Co合金の場合、コバルト含有量が0～25%の範囲では、合金の曲げ強さは常にコバルト含有量の増加とともに増加する。圧縮

8.強度

超硬合金の圧縮強度は、圧縮荷重に耐える能力を示す。WC-Co合金の圧縮強度は、コバルト含有量の増加とともに低下し、炭化タングステンの粒径が細かくなるにつれて増加する。従って、コバルト含有量の少ない細粒合金は圧縮強度が高い。.

9.衝撃靭性

衝撃靭性は鉱業用合金の重要な技術的指標であり、要求の厳しい断続切削条件で使用される切削工具にとっても実用上重要である。WC-Co合金の衝撃靭性は、コバルト含有量の増加および炭化タングステン粒径の増加に伴って増加する。したがって、ほとんどの鉱業用合金は、YG11C、YG8Cなどのコバルト含有量の高い粗粒合金である。.
もちろん、超硬合金の物理的特性は、これらの側面に限定されるものではない。.

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