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石工钻、石材钻与SDS钻头的硬质合金粉末冶金

作者 中环工程团队
发布日期 2026-08-24
阅读时间 15分钟阅读

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石工钻、石材钻与SDS钻头的硬质合金粉末冶金
图 1.0: 石工钻、石材钻与SDS钻头的硬质合金粉末冶金 概览

关键规格 / 要点

  • 01. 硬质合金镶片石工钻由WC-Co复合刀头和钢制钻体组成:WC晶粒提供硬度与耐磨性,Co结合相提供韧性。
  • 02. CERATIZIT牌号CTM17-BC对应其目录ISO code BC20,国内常用对标方向为YG8C;CTF12-BC对应ISO code BC05,国内常用对标方向为YG6。这里的对标用于采购定位,不代表两套牌号可在材质证明中直接画等号。
  • 03. CERATIZIT目录给出的CTM17-BC / BC20为8.5% Co、中晶、1420 HV10、TRS 2800-2900 MPa;CTF12-BC / BC05为6% Co、细晶、1640 HV10、TRS 2200 MPa。
  • 04. 硬度越高不代表SDS钻头越好。石工钻和石材钻更重耐磨;SDS-Plus、SDS-Max和钢筋工况更重断裂韧性与刀头支撑。
  • 05. 合金牌号只是系统的一部分,粉末一致性、压制烧结、刀头几何、钎焊或焊接、排屑槽、钢材和跳动共同决定成品表现。
硬质合金代码解码

CERATIZIT牌号 → ISO code → 国产对标方向

CTM17-BC → BC20 → YG8C

CTM17-BC是CERATIZIT牌号,BC20是其目录列出的ISO code;国内常用对标方向为冲击钻削用YG8C。

CTF12-BC → BC05 → YG6

CTF12-BC是CERATIZIT牌号,BC05是其目录列出的ISO code;国内常用对标方向为低钴、耐磨取向的YG6。

“对标方向”不等于自动等同:最终规格仍以具名生产商的晶粒、硬度、TRS和材质证明为准。

masonry drill bit(石工钻)、stone drill bit(石材钻)和SDS drill bit(SDS钻头)都不是一整根同材质工具。钻体是合金钢,切削区是硬质合金复合材料。真正该问的不是包装上有没有写tungsten carbide,而是WC粉末、钴结合相、晶粒度、压制、烧结和最终几何是否匹配实际冲击与磨损。

从APT粉末到硬质合金刀头

CERATIZIT将粉末冶金过程概括为粉末制备、成型、烧结和精加工。上游从仲钨酸铵APT开始,经煅烧形成氧化钨,在氢气中还原为钨粉,再与碳混合、在惰性气氛中碳化形成WC。前段参数会影响最终烧结合金中的WC晶粒。

CERATIZIT资料展示APT、氧化钨、钨粉与碳化钨粉末的生产链
资料摘图:CERATIZIT,《Solutions for stone working》(2022),第7页。用于带出处的技术解读。
01 · 混料

WC粉、钴结合相、晶粒抑制剂与成型助剂湿磨为均匀悬浮液。

02 · 制粒

喷雾干燥形成流动性稳定的颗粒,为重复成型提供基础。

03 · 成型

刀片常用单向模压;等静压、挤压和MIM分别适合块材、棒材和复杂形状。

04 · 烧结

约1300-1500°C液相烧结,部分过程可至100 bar;生坯体积最多可收缩约50%。

烧结后的毛坯还要精磨,才能形成中心尖、切削刃、前角、后角和保护倒角。之后钻头工厂再通过钎焊,或在部分全合金头产品上采用受控焊接,把合金接到钢制钻体。

WC硬质相与Co结合相:真正的硬度-韧性跷跷板

硬质合金是两相复合材料。WC硬质相负责硬度与抗磨粒磨损;相对较软的Co结合相填充晶粒间隙,提供韧性。高硬度有利于磨蚀性混凝土和石材,但在冲击刀头中如果韧性不足,就更容易崩刃。

CERATIZIT图示WC硬质相与Co结合相
资料摘图:CERATIZIT,《Solutions for stone working》(2022),第13页。

晶粒度是第二条控制轴。CERATIZIT把平均WC晶粒分为nano、ultrafine、submicron、fine、medium、coarse和extra-coarse。一般而言,细晶和低钴推动硬度与耐磨性;粗晶和更高钴推动断裂韧性。TRS由成分与微结构共同决定,而不是单纯跟随硬度。

CERATIZIT晶粒显微图及钴含量与硬度TRS韧性关系图
资料摘图:CERATIZIT,《Solutions for stone working》(2022),第14页。

CERATIZIT牌号代码、ISO Code与公开性能

CERATIZIT牌号表中的CTM17-BC BC20与CTF12-BC BC05
资料摘图:CERATIZIT,《Solutions for stone working》(2022),第22页。
目录用途CERATIZIT牌号ISO code晶粒CoHV10TRS
小直径hammer tipCTM17-BCBC20M,1.3-<2.5 µm8.5%14202900 MPa
大直径hammer tipCTM17-BCBC20M,1.3-<2.5 µm8.5%14202800 MPa
masonry tipCTF12-BCBC05F,0.8-<1.3 µm6.0%16402200 MPa

这也说明为什么BC20不能直接写成YG8C的同义词。CTM17-BC是供应商牌号,BC20是目录列出的ISO code。买家真正指定CERATIZIT材料时,应写完整供应商牌号,而不是只留一个分类代码。

国产YG6、YG8、YG8C与YG11C:有用的标签,但不是统一配方

牌号族典型方向适配钻头工况重要边界
YG6约6% Co,晶粒按生产商确认耐磨取向的石工钻与石材钻CTF12-BC / BC05最接近的国产对标方向,不代表自动等同
YG8约8% Co,名称不锁定晶粒以磨损为主的普通硬质合金石工钻和石材钻不同厂家YG8的晶粒、HRA、TRS、纯度和孔隙可能不同
YG8C约8% Co,粗晶方向平衡型SDS-Plus两刃、四刃和普通混凝土冲击钻孔不能自动等同CTM17-BC / BC20
YG11C约11% Co,粗晶、韧性优先更大SDS-Max头、长钻、硬骨料和更高冲击/钢筋风险钴提高会牺牲部分硬度;这份PDF没有给出直接一对一CERATIZIT对应牌号

中环按应用和订单规格选择合金。报价与样品确认时,应把牌号、几何、直径范围和材质证明一起确认。我们不会把国产标签包装成CERATIZIT牌号的保证复制品。

应用矩阵:masonry、stone、SDS-Plus与SDS-Max

磨损主导

石工钻与石材钻

砖、砌块、砂岩及旋转/中等冲击工况通常更重锋利和硬度。CTF12-BC / BC05代表细晶低钴基准方向;国内最接近的常用对标方向为YG6,最终以具名合金厂材质证明为准。

冲击主导

SDS-Plus与SDS-Max钻头

旋转锤冲击、硬骨料和钢筋接触需要更高抗裂性。CTM17-BC / BC20是CERATIZIT公开的hammer-tip基准;YG8C和YG11C则是按冲击等级与刀头支撑选择的国产方向。

选完牌号以后,为什么刀头几何仍然重要

粉末冶金决定合金能承受什么,几何决定载荷怎样传进合金。中环实际的11384级标准两刃屋脊头采用对称130°顶角、8°平面前角,α按直径变化:Ø4-12 mm为20°,Ø13-52 mm为30°。这是一套能与中环实际产品和报价范围对应的几何。

中环IR两刃钻头产品总览
中环IR 2-Cutter产品总览。使用客户确认的原始产品图,不改动图内内容;下方11384图承担尺寸与角度参考。
中环11384级标准两刃130度屋脊合金头及D W T尺寸图
中环11384级几何参考,参数对照CERATIZIT《Solutions for stone working》(2022)第30页。成品使用PGM标志仍须位于认证制造商的有效范围内。

高规格合金无法挽救缺乏支撑的刃口、过大跳动或薄弱钎缝;反过来,一套正确支撑的YG8C几何,也可能胜过被用在错误头型上的更硬高价材料。

OEM规格清单

  • 产品:masonry drill bit、stone drill bit、SDS-Plus或SDS-Max钻头。
  • 基材:砖、砌块、砂岩、硬石、普通混凝土或钢筋混凝土。
  • 合金体系:国产YG牌号加合金厂性能,或完整CERATIZIT牌号加ISO code。
  • 性能:Co%、WC晶粒分类、硬度标尺、TRS方法、密度与必要时的孔隙。
  • 几何:刃数、中心尖、顶角、前角、后角、保护倒角与保径宽度。
  • 连接:钎焊或焊接路线、接头验收标准和样品破坏性检查。
  • 成品检查:柄部配合、跳动、切削直径、孔径结果和目标材料试钻。

不要只写“carbide”,把合金体系写清楚。

提供钻头类型、基材、直径段、头部几何、目标牌号和数量,中环将给出材料变量明确的样品与报价路径。

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