超硬工具材料的分类

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《工模具材料应用手册》第57页（2067字）

目前(1980年)，在硬质合金和其他超硬工具材料方面，还没有一个被普遍承认的分类体系。生产和使用者双方最常采用的描述超硬工具材料的体系将在下一节中讨论。在描述具体某种材料时，这些体系中的每一个都有其长处和弱点。因此，最有效的办法是使用者和生产者双方在选择品种时要密切地配合，尤其是在原使用者经验不足的情况下，更须如此。

SAE分类法 SAE在推荐实行的J1072中，规定了一个对陶瓷、硬质合金和其他金属陶瓷产品进行识别和分类的体系。这一体系使用了字母和数字混合编排的名称，包括以下：

·SAE标准号(如果本体系可用的话)；

·标出陶瓷或金属陶瓷的类型的基本类别；

·一个或更多个的后缀，表明材料的特性。

表15归纳了在字母数字混合编排的名称中使用的代码，基本类别用一个五位数字表示。第一位数字表明化合物的类型；第二位数为粘结剂；第三位数为化合物中主要的金属元素。第四和第五位数为化合物中其他元素。每一个后缀由一个字母和随后一或三个数字组成，这些数字表示该项特性的定量指标(见表15，其中列出了各后缀系列)。举例说明SAE分类体系如下：材料名称23200A060C920D150E123F322G230，是一种钨碳化物硬质合金，以钴作粘结剂，含钴量6%，并具有如下特性：硬度HRA92．0；比重15．0；颗粒直径，大部分为1μ，最少80%颗粒小于3μ；孔隙度，按SAEJ439所规定的形貌类别，A－3、B－2、C－2；横向抗断强度230ksi(1585MPa)。此为本文有关硬质合金性能的表22中第三横列所示的材料。

表15 超硬工具材料分类的SAEJ1072体系

很明显，SAE体系使得有可能对所要求的技术条件规定的十分精确。然而，即使将命名简化为只包括成分和颗粒尺寸，为标出某种材料，12个数字和字母的组合是必需的。

C－分类体系 某些美国的生产和使用者采用一种着重于应用的分类体系以助于选择合适的硬质合金。这种分类在商业名称中不列入技术条件。C－分类法的名称标记(见表16)并不能真正满足选购时的需要，因为它不能充分反映一些对选择硬质合金品种有重要作用的特性。在按切削条件分类时，虽然标明了被加工材料，但并不精确，用途栏内所用技术名词也不完全和习惯用词相符。

表16 硬质合金的C－分类体系

ISO分类法 国际标准组织已颁布了名为“切削加工用硬质合金的应用”的ISO建议书R513。表17归纳了ISO对硬质合金按用途分类的基本内容。

表17 硬质合金按切削加工用途的ISOR513分类法

注：(a)每一字母下面的数字中，牌号数字小的用于高速度和小进给，数字较高的用于较低速度及(或)大进给。同样，数字的增高表明冲击韧性提高耐磨性降低。

(b)恶劣的切削条件包括：形状难以加工；加工件带有铸或锻的外皮；加工件硬度不均：切削时发生吃刀深度的变化、断续切削或有中等程度到强烈的振动。

在ISO体系中，P类用于切削长切屑的黑色金属；M类推荐切削长切屑或短切屑的黑色金属和某些有色金属；K类更适于切削短切屑黑色金属、大多数有色金属及非金属材料。每类中，数字小的用于高速、小进给切削，大数字的用于低速、大进给。牌号中数字的增加表明韧性的上升和耐磨性下降。

BHMA体系 本体系用三位数字命名。每位数字从0到9。第一位对应着硬度级别，表明耐磨性；第二位对应横向抗断强度；第三位对应钛和钽碳化物数量范围，表明对月牙洼(凹坑)形成的抗力。BHMA体系各数字所对应的特性值如表18所示。

这一体系的优点是简练。然而，一般认为相同的名称应当具有相同的使用效果，但BHMA命名体系却做不到这点，这是它的主要问题。

表18 英国硬质合金协会对切削用硬质合金的分类

注：(a)⁽¹⁾表中数值是%T1C+0．4(%TaC)，余为WC。

(b)⁽²⁾TaC最高30%。