硬质合金的特性

硬质合金是由一般为碳化物的难熔金属硬质化合物（硬质相）和通过粉末冶金法获得的金属结合剂（结合相）制成的。作为切削工具的硬质合金，常用的碳化物有碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）以及碳化钽（TaC）、碳化铌（NbC）等。主要使用的结合剂是Co。硬质合金主要取决于钴的含量。

硬质合金的特性1 硬质合金的特性 2 硬质合金的特性 3 硬质合金的特性 4

由于硬质合金中的碳化物具有高熔点、高硬度（见表1-1）、良好的化学稳定性、良好的热稳定性和大量的高温碳材料，其硬度和耐磨性和耐热性电阻高于高速钢。

硬质合金硬质相的主要成分是WC。 WC具有良好的耐磨性。有些碳化物虽然具有与WC相同的硬度，但不具有可比的耐磨性。此外，WC具有较高的屈服强度（表1-2），因此其抗塑性变形能力较好。 WC具有良好的导热性，这是制造工具材料最理想的特性之一。此外。 WC的热膨胀系数低，约为钢的1/3。WC的弹性模量是钢的三倍，扭转模量是钢的两倍。因此，硬质合金的抗压强度也高于钢。此外，WC在室温下具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性，良好的电阻和较高的抗弯强度。 WC的这些优良性能已通过其主要成分传递给硬质合金。

硬质合金的特性 5

与高速钢相比，硬质合金的硬度为HRA89-94，远高于高速钢（HRC63-70或HRA83-86.6）的硬度。硬质合金允许的最高切削温度可达800-1000℃或更高，可远高于高速钢（550-650℃）。硬质合金的高温硬度在540℃时可达HRA82-87，与高速钢的常温硬度相同。 760°C硬度为HRA 77-85，在1000-1100°C环境下可保持HRA 73-76。此外，硬质合金的耐磨性比最好的高速钢高16-20倍.由于其高温硬度和耐磨性，硬质合金具有比高速钢高得多的切削性能，并且可以将工具的耐用性提高数十倍。加工普通结构钢时，允许的切削速度比高速钢刀具高4-10倍。

硬质合金作为切削刀具材料应用广泛（见表1-3））。在车削过程中，除少数小直径孔和一些有色金属工件外，几乎都可以用硬质合金车刀加工。在钻孔工艺中，除了现有的硬质合金钻头外，硬质合金钻头、深孔钻头、硬质合金注射钻头和可转位硬质合金钻头也已成功用于加工钢材。此外，硬质合金立铣刀也得到广泛应用。其他如铰刀、立铣刀、小模数齿轮滚刀、硬齿面的中、大模数齿轮（如m40滚刀和m12针刀）、拉刀等刀具使用硬质合金的也越来越多。虽然硬质合金在刀具材料中的比例低于高速钢，位居第二，但其切屑比例高达68%。（据1979年美国硬质合金公司教授来华考察，在美国，硬质合金刀具切断80%的切削屑。）。据报道，在一些国家，超过90%的车刀和超过55%的铣刀都采用硬质合金，而且这种趋势还在继续增长。