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刀具的常用材料

稀有金屬在現代工業中有廣泛的用途,稀有金屬主要用于制造特種鋼、超硬質合金和耐高溫合金。刀具的常用材料,高速鋼或者硬質合金,都使用者大量的稀有金屬。
首先是鎢。
zui傳統的高速鋼w18cr4v,含鎢量達18%。后來典型的w6mo5cr4v2(m2)和w9mo3cr4v,含鎢也達到6%和9%。硬質合金的含鎢量也非常高,鎢鈷類(加工鑄鐵及鋁合金等常用,如國內典型的yg系列)或鎢鈷鈦類(加工長切屑的鋼件常用,如國內典型的yt系列)的碳化鎢含量基本上都在80%以上,如yg6的碳化鎢含量高達90%以上。
我國世界鎢儲量*,占供應量的為85%。鎢主要用于硬質合金、包括高速鋼在內的特種鋼等產品,并被廣泛用于國防工業、航空航天、信息產業,被稱為“工業的牙齒”。鎢的耐溫性能非常好,因此在武器工業中鎢合金被大量用,比如槍、炮的發射管中都會用到鎢的合金。軍事方面用做穿甲彈的彈丸,都是用比坦克裝甲硬得多的高密度合金鋼、碳化鎢等材料制成的。鎢的化學性能非常穩定,在1000℃以上的高溫下也不會氧化,硬度也不會明顯下降。這點對防破甲彈的高溫金屬射流十分有利。鎢合金的機械性能與貧鈾相差無幾,卻沒有貧鈾的放射性,有利于環境的保護。鎢的硬度*,主要用于鋼鐵金屬的合金,加入鎢后鋼的硬度會有*的提高,在金屬加工領域的刀具材料高速鋼就是含鎢的合金。如果一個國家沒有鎢的話,在目前技術條件下的金屬加工能力就會出現*的缺失,直接導致機械行業的癱瘓,所以稱之為戰略金屬。此外在照明領域也必須使用鎢做為燈絲。
其次應該是鉬。
高速鋼被分為鎢系和鎢鉬系兩個大系,由于鎢資源的緊缺性和鎢鉬系高速鋼的工藝性良好,鎢鉬系高速鋼成為高速鋼的主流派系。在高速鋼中,一份鉬對刀具性能的貢獻大約相當于兩份鎢。因此,我們會看到說w6mo5cr4v2(m2)的“鎢當量”是16%,w9mo3cr4v的“鎢當量”是15%等等。我國鉬儲量居*二,占供應量的24%。鉬可以用于煉制各類合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼、超級合金,在軍事工業中應用廣泛,也被稱作“戰爭金屬”。
此外鈦、鈷、鉻、鈮、鉭等等也是刀具中常會用到的稀有金屬。
鈦是另一類硬質合金鈦基硬質合金(國內常常稱其為“金屬陶瓷”)的主要成分。鈦基硬質合金是以tic或ti(c,n)為主要成份(占60%~80%以上),ni-mo或ni-co-mo作粘結相的硬質合金。鈦基硬質合金的性能介于陶瓷和wc基硬質合金之間,可以用比普通鎢基硬質合金更高的切削速度切削,加工的工件表面質量好。因此,特別適于鋼材和鑄件的精加工和半精加工。在國外,tic基和ti(c,n)基硬質合金所占比重已達到可轉位刀片總需求量的30%以上。近幾年來,隨著涂層鈦基硬質合金(可單涂層,也可用多元復合涂層)、超細晶粒和納米晶粒以及梯度結構鈦基硬質合金的開發,使材料的綜合性能大大提高,應用范圍更加擴大。

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