硬質(zhì)合金已經(jīng)使用了近一個世紀(jì)。在此期間,它們已成為制造工具和要求高硬度和一定韌性的所有應(yīng)用的常用材料。由于彈性和強(qiáng)度通常使用不同的名稱,因此他們的用戶有時會誤認(rèn)為彼此。這證明人們通常缺乏足夠的硬質(zhì)合金知識。
TRS——橫向斷裂強(qiáng)度
硬質(zhì)合金的橫向斷裂強(qiáng)度的測定:ISO 3327
硬質(zhì)合金的強(qiáng)度通過TRS測量,這是一個簡單的三點彎曲測試。 TRS值代表工具的相對強(qiáng)度。 TRS測試也是產(chǎn)品質(zhì)量水平的指標(biāo)。硬質(zhì)合金是一種較脆的材料,其強(qiáng)度受固有缺陷和缺陷的影響很大。因此,TRS平均值和TRS值的標(biāo)準(zhǔn)偏差CA也可以用作硬質(zhì)合金的質(zhì)量和性能指標(biāo)。硬質(zhì)合金的TRS值可以通過增加粘合劑含量和使用較小的晶粒尺寸來提高
根據(jù)經(jīng)驗,WC的拉伸強(qiáng)度約為橫向斷裂強(qiáng)度的一半。
在不同供應(yīng)商的性能表中出現(xiàn)的硬質(zhì)合金牌號的橫向斷裂強(qiáng)度值是基于上述標(biāo)準(zhǔn)測試的,因此僅反映了樣本量的機(jī)械強(qiáng)度。許多應(yīng)用工程師通常將TRS值用作某個級別的設(shè)計強(qiáng)度值,并使用它來指定某個級別在特定應(yīng)用程序中應(yīng)發(fā)揮作用,并期望該值是正確的。實際上,這些值隨著零件尺寸的增加而減小,并且較大零件的設(shè)計強(qiáng)度值必須基于尺寸效果。因此,斷裂韌性是評價立銑刀性能的良好指標(biāo)。
斷裂韌性強(qiáng)度
找到影響問題的確切解決方案可能非常復(fù)雜。沖擊應(yīng)力公式表明,應(yīng)力直接隨彈性模量變化,因此具有高彈性模量的硬質(zhì)合金并不適合所有沖擊應(yīng)用。但是,考慮到硬質(zhì)合金的硬度,特別是與25%鈷粘合劑的粘結(jié)等級更高和晶粒結(jié)構(gòu)較粗,它顯示出令人驚訝的高沖擊強(qiáng)度。
橫向斷裂強(qiáng)度(TRS)通常被誤認(rèn)為是評估硬質(zhì)合金抗沖擊性的指標(biāo)。實際上,斷裂韌性是評價硬質(zhì)合金抗沖擊性的較好指標(biāo)。如圖所示,斷裂韌性隨晶粒尺寸和粘合劑含量而變化。有關(guān)更多信息,請參見下面的palmqvist縮進(jìn)測試。

粘接強(qiáng)度
大多數(shù)碳化鎢品牌的粘合劑是鈷。在旋轉(zhuǎn)工具中,粘合劑以重量百分比添加,從3%到15%不等。粘合劑的量是決定每個牌號性能的一個非常重要的因素。根據(jù)經(jīng)驗,鈷含量越低,材料越硬。但是,粒徑和添加劑的變化會破壞該規(guī)則。
需要注意的關(guān)鍵點是鈷的百分比是“按重量計”。如果您一只手拿著鈷立銑刀,另一只手拿著硬質(zhì)合金立銑刀,您會感覺到重量的不同。當(dāng)我們說它是 10% 或 12% 重量的鈷時,實際上它的體積更大。按重量計算,12% 的鈷可以換算成超過 20% 的體積。鈷含量的增加通常會增加微型立銑刀所需的橫向斷裂強(qiáng)度和“韌性”,但會犧牲一些“硬度”
黏合劑強(qiáng)度
壓痕是確定硬質(zhì)合金韌性的常用方法。材料的斷裂韌性由臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子K1C表征。韌性測試結(jié)果表明,材料的斷裂韌性隨鈷含量和碳化鎢晶粒尺寸的增加而增加。
抗壓強(qiáng)度
該性質(zhì)也是硬質(zhì)合金最重要的性質(zhì)之一。韌性材料將在壓縮載荷下膨脹或膨脹而不會破裂,但脆性材料將失效,這主要是由于剪切斷裂而不是真正的壓縮。與大多數(shù)其他材料相比,硬質(zhì)合金具有較高的抗壓強(qiáng)度,并且其值隨著粘合劑含量和晶粒尺寸的減小而增加。根據(jù)晶粒尺寸和粘合劑含量,硬質(zhì)合金的值通常在400k-900kpsi(7kn / m2)之間
抗彎強(qiáng)度

材料的抗彎強(qiáng)度是指其在負(fù)載下抵抗變形的能力。對于具有明顯變形但無斷裂的材料,屈服載荷(通常在5%變形/外表面應(yīng)變下測得)以彎曲強(qiáng)度或彎曲屈服強(qiáng)度報告。