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当硬质合金中含有铁磁性物质时,这些物质在磁场中产生磁化现象,并使硬质合金显示出磁性能。通过一些比较简便的磁性测试,能够使硬质合金中某些不易检测的组织与性能定量化,有利于硬质合金性能的控制。
硬质合金中比较常见的磁性能测试为矫顽磁力及磁饱和值,矫顽磁力是硬质合金质量控制十分重要的指标。以钴为黏结相的硬质合金矫顽磁力主要受合金Co(钴)含量、碳化物晶粒度(Co相平均自由程)的影响。
当Co含量小于10%时,随Co含量增加,合金的矫顽磁力急剧下降;当Co含量大于10%时,随Co含量增加,合金的矫顽磁力缓慢降低。Co含量相同,细晶粒合金的矫顽磁力大于粗晶粒合金的矫顽磁力。硬质合金晶粒度相同时,Co含量越高,黏结相的平均自由程越大(Co层厚度越大),硬质合金的矫顽磁力越小,反之Co含量越低,矫顽磁力越大。
在WC-TiC-Co合金中,矫顽磁力值由钴含量和钛相的晶粒度决定,与含钴量及碳化物相晶粒度相同的WC-Co合金比较,由于碳化钛密度小,钴所占的体积分数比较小,分散程度高,因而其矫顽磁力也较高,例如,YT30的合金矫顽磁力比YG4合金高.
实际生产中,影响晶粒度的因素都会使矫顽磁力发生变化。如WC的原始晶粒度,湿磨时间和工艺,烧结温度与时间,合金中的含碳量,添加元素及杂质含量等。为了使同牌号硬质合金的矫顽磁力控制在小的波动范围内,通常是固定WC的总碳和烧结工艺条件,对每批WC做湿磨时间与矫顽磁力关系曲线,根据相关牌号的矫顽磁力标准中心值,在曲线上找到适宜的湿磨时间。
硬质合金的饱和磁化强度,有的称为钴磁,其测量结果直接反映硬质合金中黏结相的磁性大小,间接反映合金中碳含量的高低。
不同用途的硬质合金,要求具有不同的组织结构和性能。在Co含量及WC晶粒度相同时,要求具备不同的碳含量或者说要求不同的相对磁饱和值,如YG8硬质合金用于地矿工具时,要求碳含量高一些,用做切削硬质合金刀具时,碳含量可稍微低一点。
矫顽磁力及磁性能作为硬质合金质量方面的一个重要因素,也是硬质合金产品重要的衡量标准之一。
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