钢结硬质合金样本无图.docx
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钢结硬质合金样本无图
钢结硬质合金样本——2010
1前言
株洲硬质合金集团有限公司是1954年筹建的国家“一五”期间，56项重点工程之一，是中国最大的硬质合金生产、科研、经营和出口基地，也是行业大型骨干企业。
主要产品有“钻石牌”硬质合金、钨钼制品、钽铌制品等三大系列。
广泛应用于冶金、机械、矿山、石化、电子、轻纺、军工及家具制造等行业，产品畅销74个国家和地区。
集团公司建立了规范的现代化管理体系：
1996年通过了IS09001质量管理体系认证，2004年通过了IS环境体系认证和OHSAS18001职业健康安全管理体系认证。
公司“钻石牌”商标1999年被认定为中国驰名商标.并先后在美国、加拿大、德国和日本等47个国家和地区注册，受“马德里协定”保护。
“钻石牌”硬质合金2004年被评为“中国名牌”。
2目录
钢结合金介绍………………………………………………………3
钢结合金按用途分类………………………………………………4
钢结合金牌号介绍…………………………………………………4
钢结合金的供货……………………………………………………5
钢结合金的加工……………………………………………………10
钢结硬质合金产品的应用…………………………………………11
3钢结合金介绍
钢结硬质合金顾名思义就是以钢为粘结相，以难熔金属碳化物（主要是碳化钦、碳化钨）作为硬质相，用粉末冶金方法制备的一种组合材料，其主要性能介于钢和硬质合金之间，它兼有两种材料的特点与长处，是填补了它们之间空白的一种新兴工程材料。
钢结硬质合金的性能特点如下:
3.1具有良好的机械加工性。
能用普通的机械加工设备和工具进行车、铣、刨、钻、磨削等各种方式加工。
3.2高硬度高耐磨性。
钢结硬质合金中弥散状分布着大量的难熔金属碳化物，具有很高的硬度，大大地提高了产品的耐磨性。
3.3可锻性。
能通过锻造改变其外型和尺寸，改善材料内部的纽织结构，从而提高其使用性能。
3.4比重小。
钢结硬质合金的密度低，与钨钴硬质合金相比有很好的性价比优势
3.5另外钢结硬质合金可以进行热处理，提高物理机械性能，同时还具有一定的焊接性、良好的自润滑性、低的摩擦系数、低热处理变形率等。
钢结硬质合金综合了钢和硬质合金各自的特点，构成了自己独特的综合性能优势。
这种优异的综合性能，使得它在工模具材料、耐磨及减震零件、耐高温及耐腐蚀构件、冲击及破碎工具、刃具、量卡具等测量仪器、以及国防军工材料、航海、航空航天材料等对材料比重和综合性能有特殊要求的领域有着广阔的应用前景。
4钢结合金按用途分类
用途
适用牌号
使用说明
工、模具类
GT35
有很好的耐磨性及较高的硬度，但是不耐温与腐蚀，适合制作各种冷作工模具，冷镦、冷拉、冷剪、冷挤、冷压等模具，如耐材模等。
GW1
有较好的综合机械性能，耐磨性与硬度比GT35稍低，但韧性比GT35要好，适合制作各种冷作工模具，同时具有很好刃口效果，可以制作各种柔性材料剪切模具。
R5
有很好的耐磨性及较高的硬度，具有明显的回火硬化与抗氧化性，同时具有一定的抗腐蚀性，适合制作中温热作模具以及要求抗氧化、抗腐蚀的工件与工作环境比较恶劣的工件，如密封环等。
耐磨零件类
GT35、GW1、R5
适用于各种耐磨零件，如导线轮、螺纹套、轧辊等简单或复杂工件。
矿用工具与
锤头合金类
TM52
高锰钢基合金，具有高硬度及较好的耐磨性、有明显的加工硬化，可以进行浇铸或是电弧焊，具有无磁性，但不能进行机械加工，适用于制作凿岩工具、锤头合金以及无磁模具等
TM60
高锰钢基合金，具有较高硬度及好的耐磨性、有明显的加工硬化，可以进行浇铸或是电弧焊，具有无磁性，但不能进行机械加工，硬度比TM52低，但是冲击韧性比TM52好，适用于制作凿岩工具、锤头合金以及无磁模具等
GB10
高锰钢基合金，具有较高硬度及很好的耐磨性、有明显的加工硬化，可以进行浇铸或是电弧焊，具有无磁性，但不能进行机械加工，适用于制作凿岩工具、锤头合金、球齿与钻齿以及无磁模具等
5钢结合金牌号介绍
钢结硬质合金的物理机械性能及金相组织
牌号
密度
g/cm3
硬度
抗弯强度
Mpa
孔隙度
耐磨试验
机械加工
退火
HRC
淬火
HRA
GT35
6.42～6.55
≤48
≥86
≥1400
A04B00
-
可
R5
6.32～6.45
≤48
≥86
≥1200
A04B00
-
可
TM52
6.12～6.25
烧结态；HRC≥60
≥1500
A04B00
7.2
不可
TM60
6.32～6.45
烧结态；HRC≥56
A04B00
-
不可
GB10
5.80～6.20
烧结态；HRC≥65
A04B00
9.2
不可
GW1
10.45～10.65
≤48
≥83
≥1650
A04B00
-
可
注1：
以上性能指标为日常生产检测值
注2耐磨性试验是采用B611，试验条件为：
试验力：
100N；转速：
100rpm；砂浆比例：
4：
1；转数500。
牌号
弹性模量
×102kg/cm2
比电阻
Ωmm2/m
矫顽力
奥斯特
冲击韧性
J/cm2
热膨胀系数
×10-6/℃
退火
淬火
退火
温度
a
GT35
306
298
0.812
≥3.5
68
≥3.5
20～200
20～700
8.43
11.83
R5
321
313
0.784
≥3.0
90
≥3.0
20～200
20～700
9.16
11.13
TM52
353
水韧化
≥6.0
水韧化
≥6.0
20～200
20～700
11.75
15.30
TM60
20～200
20～700
11.20
14.35
GB10
GW1
未锻≥6
已锻≥8
未锻≥6
已锻≥8
以上均为典型值，供参考。
6钢结硬质合金的供货
6.1钢结硬质合金毛坯产品供货态
钢结硬质合金毛坯产品的供货态：
GT35、GW1、R5牌号为退火态；TM52、TM60、GB10为烧结态。
6.2钢结硬质合金供货型号与规格
钢结硬质合金毛坯产品供货的型号可分为标准型与异型为，标准型主要为圆柱状、圆环状、板材；异型是指形状较为复杂或实体尺寸较大的产品。
同时也可以根据用户的需求精加工成品或半成品（主要是可机械加工类钢结合金产品）。
钢结硬质合金毛坯产品常用型号具体如下。
6.2.1圆柱产品
h
Φ
钢结硬质合金圆柱毛坯产品常用（标准型号）供货规格
mm
产品尺寸
高度（h）
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
直
径
Φ
20
●
●
●
●
●
25
●
●
●
30
●
●
●
●
●
●
●
35
●
●
●
●
●
●
40
●
●
●
●
●
●
●
45
●
●
●
●
●
●
●
50
●
●
●
●
●
●
●
55
●
●
●
●
●
●
●
60
●
●
●
●
●
●
●
65
●
●
●
●
●
●
●
70
●
●
●
●
●
●
75
●
●
●
●
●
●
80
●
●
●
●
●
●
85
●
●
●
●
●
●
90
●
●
●
●
●
●
95
●
●
●
●
●
●
●
●
●
100
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
105
●
●
●
●
●
110
●
●
●
●
●
115
●
●
●
●
●
120
●
●
●
●
●
●
●
●
●
125
●
●
●
●
●
130
●
●
●
●
●
135
●
●
●
●
●
●
●
●
●
140
●
●
●
●
●
150
●
●
●
●
●
160
●
●
●
●
●
●
●
170
●
●
●
●
●
●
180
●
●
●
●
●
●
●
●
●
190
●
●
●
●
●
●
200
●
●
●
●
●
●
●
●
●
210
●
●
●
●
●
6.2.2圆环产品
钢结硬质合金圆环毛坯产品常用（标准型号）供货规格
mm
产品
尺寸
内径d
高度h
15
22
40
45
50
55
60
70
80
90
105
115
120
30
40
50
60
65
70
90
95
外
径
Φ
30
●
●
64
●
●
●
●
75
●
●
●
●
●
80
●
●
●
●
●
●
●
●
85
●
●
●
●
●
●
●
90
●
●
●
●
●
105
●
●
●
●
●
●
110
●
●
●
●
●
●
●
●
●
115
●
●
●
●
●
120
●
●
●
●
●
130
●
●
●
●
●
●
●
145
●
●
●
●
●
●
●
●
●
160
●
●
●
●
●
●
●
●
170
●
●
●
●
●
●
●
175
●
●
●
180
●
●
●
●
●
●
●
●
190
●
●
●
●
●
●
●
●
210
●
●
●
●
●
6.2.3板材
C
LB
钢结硬质合金板材毛坯产品常用（标准型号）供货规格
mm
产品
尺寸
宽度C
长度L
15
20
25
30
40
50
60
70
80
110
130
150
160
80
130
160
170
210
260
高
度
B
30
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
64
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
75
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
80
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
85
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
90
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
105
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
110
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
115
120
130
145
6.2.4异型产品
异型是指形状较为复杂或实体尺寸较大的产品，TM52、TM60、GB10产品单件重量大于等于1.0kg均为异型产品，示例如下。
6.2.5精加工产品
精加工产品是指根据用户的产品实际图纸加工的产品，示例如下。
7钢结硬质合金的加工
7.1钢结硬质合金的车加工工艺参数
工序内容
切削速度
米/分
进给量
毫米/转
切削深度
mm
刀具材料及几何形状
冷却方式
备注
粗车
7～10
0.3～0.5
2～4
采用YW的合金为最佳，采用0°及（1～2）°的前角加工
干态
开始加工时的硬壳层需大进刀车去，方可进行后续加工。
精车
9～13
0.2～0.4
0.1～0.3
7.2钢结硬质合金的铣、刨加工工艺参
工序内容
切削速度
（米/分）
进给量
（毫米/转）
切削深度
Mm
刀具材料及几何形状
冷却方式
备注
立铣
7～15
粗：
0.1～0.3
精：
0.05～0.2
1～1.5
三刃及四刃YG8合金和高速钢铣刀
干态
尽可能用逆铣法
刨削
7～14
0.2～0.4（毫米/来回行程）
粗：
1～3
精：
0.4～1
YG8刀具，负前角（1～2）°后角（6～7）°主扁角15°
注意出刀时崩块。
7.3钢结硬质合金的攻丝工艺：
1.采用三刃高碳钢丝锥，机攻或手攻（干态）.
2.底孔要适当放大（见表）。
3.攻丝过程中，注意经常退刀排屑，以免丝锥卡死或折断。
丝锥尺寸（mm）
合金底孔（mm）
丝锥尺寸（mm）
合金底孔（mm）
M3
Φ2.5
M8
Φ6.9
M4
Φ3.4～3.5
M10
Φ8.8
M5
Φ4.3～4.4
M12
Φ10.8
M6
Φ5.2
M14
Φ12.2
7.4钢结硬质合金的热处理工艺参数
牌号
淬火温度
保温
冷却介质
回火温度
热透率
（分钟/mm）
保温时间
（分钟）
GT35
980～1020
2.5～3.0
工件的有效尺寸×热透率
20#机油
150～200
R5
1050
2.5～3.0
20#机油
150～200
TM52
1050
2.5～3.0
流动的水
不回火
TM60
1050
2.5～3.0
流动的水
不回火
GW1
1050
2.5～3.0
20#机油
150～200
注1：
工件的有效尺寸×2.5按mm计算。
注2：
试样在淬火升温与保温过程中应用石墨粒子覆盖。
7.5钢结硬质合金的磨加工工艺参数
工序内容
磨削速度
米/秒
磨削深度
毫米
进给量
毫米/行程
砂轮
名称
牌号型号
磨削加工
15～25
0.01～0.02
0.01
金刚石
75%，120目～200目
8钢结硬质合金产品的应用
8.1使用寿命情况
使用类
名称
加工
材质
工具材质
使用寿命
使用单位或
使用地点
备注
模具
耐火
砖模
高镁质
A3钢表面氮化
1.5～2.0万次/付
湖南冷水江
耐火材料厂
钢结合金模具是指单次修模的寿命
GT35
是A3钢10～15倍
M3-M6
冷镦模
不锈钢
9CrSi
0.2～0.3万次
江苏某仪器厂
GT35
为9CrSi的5～10倍
耐磨
零件
螺纹套
硅性材料
化工原料
T10钢
3付/1月
新加坡
GT35
1付/2.5月
导轮
T10钢
3付/1月
韩国
GT35
1付/3月
密封环
乙内酰胺
不锈钢
1件/1月
湖南某石
油化工厂
R5
1件/15月
矿用
工具
破碎
锤头
水泥熟料
Mn13
3万吨/付
某水泥厂
TM52
是Mn13的2到3倍
工具
滚剪刀
柔性纸
与布
高速钢
2000万次/付
江苏某卫
生巾厂
GW1
是高速钢的5到8倍
8.2应用实例
8.2.1耐材模
材质选用：
GT35，理由：
GT35钢结合金具有高硬度、高耐磨性。
结构设计：
镶嵌式结构，理由：
GT35钢结合金虽然具有高硬度、高耐磨性，但是其韧性较差、抗冲击性能不够。
因此合金板模壁的最薄尺寸不小于20mm，镶嵌与钢件接触面要平整，不允许悬空。
模具设计实例如下。
模具名称：
滑板模
具体设计：
基板采用20Cr，工作部位采用GT35钢结硬质合金，采用镶嵌式结构，镶嵌合金的边板与堵板圆弧中心厚度的最薄处尺寸为20mm，最后采用拼缝对接组合使用，合金镶嵌结构应设计为可以拆卸互换、重复修整，模具的使用寿命达到最佳，也减少了厚薄不均所产生的应力集中，同时也避免了合金在制作与压制过程中断裂掉块。
合金高度为100mm，可以保证上下抽动副板，提高模具使用寿命，产品实物照片如下。
使用寿命对比情况
名称
加工材质
工具材质
使用寿命
使用单位或
使用地点
备注
耐材模
镁铝碳质
工具钢
800～1000次
河南某耐
火材料厂
钢结合金模具是指单次修模的寿命
GT35
是工具钢5～8倍
另外在耐材模上钢结硬质合金还制作了平板模、水口模，使用效果很好。
8.2.2耐磨零件
钢结硬质合金由于同时具有高硬度高耐磨性与良好的进行加工性，因此在制作耐磨零件方面已经得到了很好地应用，广泛用于各个行业，极大地提高了产品的使用寿命以及生产效率，如下是几个典型耐磨零件图。
图1螺纹套
图2导轮（又称导位轮或导线轮）
图3花键套（捏合件）
以上3图按原样本采用
使用寿命对比如下表
名称
加工材质
工具材质
使用寿命
使用单位或
使用地点
备注
螺纹套
硅性材料
化工原料
T10钢
3付/1月
新加坡
GT35
1付/3月
8.2.3矿用工具与锤头合金类
矿用工具与锤头合金钢结硬质合金主要牌号为TM52、TM60,其为高锰钢基合金，具有高硬度、高耐磨性，有明显的加工硬化，但不可机械加工，其连接方式一般为焊接与浇铸，主要用于矿山机械、工程机械以及破碎锤头行业，使用效果很好。
8.2.3.1滚刀
图4焊齿破岩滚刀
属工程机械，用于桥梁建筑中打桥墩以及钻井等，其合金产品图如下
图5合金钎片（刀片）
8.2.3.2牙轮
主要用于钻井、桥梁建设等行业，其合金图如下。
使用寿命情况
Ø山西高平6.3*800米天然气井：
工作75米时提钻照片
Ø鸭绿江大桥桥墩孔：
井径2.5米、井深70时提钻的照片
8.2.3.3锤头
主要用于水泥熟料破碎以及矿石破碎等，其合金产品图如下
使用寿命对比如下表
使用类
名称
加工
材质
工具材质
使用寿命
使用单位或
使用地点
备注
矿用
工具
破碎
锤头
水泥熟料
Mn13
3万吨/付
某水泥厂
TM52
是Mn13的2到3倍
GB10
是Mn13的3到5倍
升级会员 