碳化鎢(WC)材料以其優(yōu)異的高硬度、高耐磨、高化學(xué)穩(wěn)定性、耐高溫等綜合性能成為目前應(yīng)用領(lǐng)域最廣、應(yīng)用量最大的機(jī)械加工工具材料,被廣泛地應(yīng)用于車、刨、銑、鉸、鏜、鉆、磨削工具和各種模具,被譽(yù)為“工業(yè)牙齒”,超過一半的鎢產(chǎn)量制造成碳化鎢(WC)在切削工具、鉆頭,模具等廣泛應(yīng)用。在切削工具和鉆頭在實(shí)際的工作過程中,刀具或鉆頭由于與加工對象的快速摩擦,從而導(dǎo)致加工溫度急劇升高,(最高溫度可達(dá)到1000°C以上),從而導(dǎo)致刀具和鉆頭的破損和失效,因此在加工過程中,一般需要切削冷卻液的輔助。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致加工過程中溫度急劇上升的最主要原因是刀具和鉆頭與加工對象的摩擦系數(shù)太大(碳化鎢硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)在0.5以上),因此在不改變加工速度的情況下,如果能降低摩擦系數(shù)必然會降低加工溫度,從而達(dá)到少用甚至不用冷卻液的目的。
在不降低硬質(zhì)合金硬度、強(qiáng)度、韌性等其他性能的前提下,制備了具有較低摩擦系數(shù)、抗氧化硬質(zhì)材料。該材料與金屬件間的摩擦系數(shù)在0.2-0.35之間,遠(yuǎn)小于碳化鎢材料。磨損率在10-6數(shù)量級。而微觀硬度在15GPa以上。目前該材料的切削測試證明,在高速切削和干切削工況下,該材料仍能保持長時間的持續(xù)加工能力,加工件的表面光潔度能夠得到保證,且該材料成本遠(yuǎn)低于WC材料。