碳化钨(
WC )材料以其优异的高硬度、高耐磨、高化学稳定性、耐高温等
综合性能成为目前应用领域最广、应用量最大的机械加工工具材料,被广泛地应
用于车、刨、铣、铰、镗、钻、磨削工具和各种模具,被誉为 工业牙齿 ”‖,超过
一半的钨产量制造成碳化钨( WC )在切削工具、钻头,模具等广泛应用。在切
削工具和钻头在实际的工作过程中,刀具或钻头由于与加工对象的快速摩擦,从
而导致加工温度急剧升高,(最高温度可达到 1000 以上),从而导致刀具和钻
头的破损和失效,因此在加工过程中,一般需要切削冷却液的辅助。
然而使用切削冷却液面临如下问题:(
1 )冷 却液对环境的污染,以及对工作
人员健康的损害( 2 )对废液处理的费用太大 3 )冷却液的价格呈连年上升的趋
势,已经占据加工成本的很大一部分( 4 )一些特殊工况必须干切削,不能使用
冷却液。
经研究发现,导致加工过程中温度急剧上升的最主要原因是刀具和钻头与加
工对象的摩擦系数太大(碳化钨硬质合金的摩擦系数在 0.5 以上),因此,在不
改变加工速度的情况下,如果能降低摩擦系数,必然会降低加工温度,从而达到
少用甚至不用冷却液的目的。
在不降低硬质合金硬度、强度、韧性等其他性能的前提下,制备了具有较低
摩擦系数、抗氧化 硬质材料。该材 料 与金属件间 的摩擦系数在 0.2 0.35 之间,远
小于碳化钨材料 。磨损率在 10 6 数量级。而微观硬度在 15GPa 以上。 目前该材
料的 切削测试 证明 在 高速切削和干切削工况下 该材料 仍能保持 长时间的持续
加工能力,加工件的表面光洁度能够得到保证 ,且该材料成本远低于 WC 材料 。