【摘要】在钨钴类和钨钛钴类的硬质合金中添加微量的稀土元素可使硬质合金的抗弯强度、韧性、耐磨性、抗冲击性及红硬性均有大的提高,对合金刀具的使用寿命提高显著。综观稀土硬质合金产品在制造和使用过程中的效果,对其进行分析。
　　【关键词】稀土 硬质合金 物理力学性能
　　
　　综述
　　稀土元素在冶金、机械、石油化工、能源、轻工、环境保护、农业和电子行业应用十分广泛,其作用倍受关注,普遍认为其为“未来的元素”。在金属材料方面,稀土一直是人们寄以希望的提高其性能的改性强化材料。国内外对稀土的研究很早就进行了,国内已成功地应用在钢铁制造业,取得了良好的效果。在硬质合金中的应用也取得了很大的成效,这方面的报道也很多。
　　稀土元素是元素周期表中第三族第六周期的镧系元素以及它们相似的钇和钪共十七个元素。稀土元素化学性能很活泼,与氧、硫的亲和力很强,其化合物也十分稳定。椐资料报道,在硬质合金中添加微量的稀土氧化物,即使没有使硬质合金的强度和硬度下降,但却导致硬质合金的切削性能的下降,如其分布在机体内不均匀,有偏聚,也可成为氧化物夹杂,故稀土氧化物在硬质合金基本上没有的到应用。可见,添加方式和混合效果直接关系到硬质合金物理力学性能的好坏,通常添加微量元素有以单质、氧化物和固溶体(中间合金)形式加入,中间合金形式加入方法广泛应用在黑色和有色金属合金冶炼方面,而硬质合金通常是以稀土金属和氧化物形式加入。氧化物形式加入不可取,而稀土金属在粉末状态加入,制取和添加工艺难度较大,从而一定程度上限制了应用。目前常用的是稀土钴的混合粉作为添加剂,应用效果良好。
　　
　　1 实验过程及应用效果
　　(1)混合粉配比:YT5Re(细颗粒WC、TiC-WC饱和固溶体和Co以及稀土钴添加剂,Ce加入量为钴含量的0.5%),配制成WC-5TiC-10Co-Re硬质合金的实验料粉。
　　(2)球磨:经湿磨(乙醇介质,球料比3:1),真空干燥。
　　(3)其它;加入成型剂压制成形。A标5mm×5mm×30mm抗弯试样和粗加工刀片。然后经(1470-1530)℃40min真空烧结。
　　(4)测试结果:
　　Ts℃ 1420℃1450℃1470℃
　　HRA89.589.9 89.7
　　бbb(Mpa)168019101850
　　ρ13.013.0 13.1
　　(5)使用对比结果(98W-Fe-Ni-Co棒材切削):
　　与常规YT5比较:耐磨性提高3倍,崩刃下降2倍,寿命3.2倍。(测试期间生产统计数)