刀具中的稀有金属（一）

HEATS

　　刀具的常用材料，高速钢或者硬质合金，都使用者大量的稀有金属。

( \8 b6 z3 ]2 h9 a3 k* a7 L

　　首先是钨。

. H: T Q% K: g5 d& Z) o

　　最传统的高速钢W18Cr4V，含钨量达18%。后来典型的W6Mo5Cr4V2(M2)和W9Mo3Cr4V，含钨也达到6%和9%。硬质合金的含钨量也非常高，钨钴类(加工铸铁及铝合金等常用，如国内典型的YG系列)或钨钴钛类(加工长切屑的钢件常用，如国内典型的YT系列)的碳化钨含量基本上都在80%以上，如YG6的碳化钨含量高达90%以上。

7 m& ^, b8 W- d [+ `" {( ?

　　我国世界钨储量第一，占全球供应量的为85%。钨主要用于硬质合金、包括高速钢在内的特种钢等产品，并被广泛用于国防工业、航空航天、信息产业，被称为“工业的牙齿”。钨的耐温性能非常好，因此在武器工业中钨合金被大量用，比如枪、炮的发射管中都会用到钨的合金。军事方面用做穿甲弹的弹丸，都是用比坦克装甲硬得多的高密度合金钢、碳化钨等材料制成的。钨的化学性能非常稳定，在1000℃以上的高温下也不会氧化，硬度也不会明显下降。这点对防破甲弹的高温金属射流十分有利。钨合金的机械性能与贫铀相差无几，却没有贫铀的放射性，有利于环境的保护。钨的硬度极高，主要用于钢铁金属的合金，加入钨后钢的硬度会有极大的提高，在金属加工领域的刀具材料高速钢就是含钨的合金。如果一个国家没有钨的话，在目前技术条件下的金属加工能力就会出现极大的缺失，直接导致机械行业的瘫痪，所以称之为战略金属。此外在照明领域也必须使用钨做为灯丝。

6 {8 E1 \; g: X6 m( c" ~7 q ( O! a: O d2 z4 I$ q6 s

　　其次应该是钼。

　　高速钢被分为钨系和钨钼系两个大系，由于钨资源的紧缺性和钨钼系高速钢的工艺性良好，钨钼系高速钢成为高速钢的主流派系。在高速钢中，一份钼对刀具性能的贡献大约相当于两份钨。因此，我们会看到说W6Mo5Cr4V2(M2)的“钨当量”是16%，W9Mo3Cr4V的“钨当量”是15%等等。我国钼储量居世界第二，占全球供应量的24%。钼可以用于炼制各类合金钢、不锈钢、耐热钢、超级合金，在军事工业中应用广泛，也被称作“战争金属”。

6 U! h) R' \$ p: j9 n6 u* Z2 m

　　此外钛、钴、铬、铌、钽等等也是刀具中常会用到的稀有金属。

. C/ k1 K& U5 o( _

　　钛是另一类硬质合金钛基硬质合金(国内常常称其为“金属陶瓷”)的主要成分。钛基硬质合金是以TiC或Ti(C,N)为主要成份(占60%～80%以上)，Ni-Mo或Ni-Co-Mo作粘结相的硬质合金。钛基硬质合金的性能介于陶瓷和WC基硬质合金之间，可以用比普通钨基硬质合金更高的切削速度切削，加工的工件表面质量好。因此，特别适于钢材和铸件的精加工和半精加工。在国外，TiC基和Ti(C,N)基硬质合金所占比重已达到可转位刀片总需求量的30%以上。近几年来，随着涂层钛基硬质合金(可单涂层，也可用多元复合涂层)、超细晶粒和纳米晶粒以及梯度结构钛基硬质合金的开发，使材料的综合性能大大提高，应用范围更加扩大。

$ {- C2 v" u( a) X h" L

　　钛还是刀具涂层的最主要的成分之一。TiC、TiN、Ti(CN)、TiAlN等都是我们最常见的涂层品种。

　　据了解我国的钛资源约占全球钛资源的38%，换算成TiO2总储量达90亿多吨，为世界第一。绝大部分在攀枝花地区。钛具有所有工业金属材料中最高的比强度(抗拉强度和密度之比)：钛的密度为4.54克/mm常椅伦刺缕淇估慷任33.6—67.2千克/mm(纯钛抗拉强度最高可达180千克/mm)，挤压强度为40%～55%，整体强度是铝的2倍，比强度是铝的1.3倍；

, q" Y) o t. G M( P5 I. G% N* i 4 `. l, r4 s/ s% ^7 G k7 }9 w