新型硬質合金

1. 細晶粒和超細晶粒碳化物

硬質合金晶粒細化後，硬質合金相的尺寸變小，黏結相更均勻分佈在硬質合金相周圍，可以提高硬質合金的硬度和耐磨性。但彎曲強度有所下降。適當增加黏結劑中鈷的含量可提高彎曲強度。晶粒尺寸：一般牌號工具合金YT15、YG6等為中等晶粒，平均晶粒尺寸為2～3μm；t細晶粒合金的平均晶粒尺寸為1.5～2μm，微米晶粒碳化物的平均晶粒尺寸為1.0～1.3μm。亞微晶碳化物為0.6～0.9μm；t超細晶碳化物為0.4～0.5μm；奈米系列微晶碳化物為0.1～0.3μm；我國硬質合金刀具已達到細晶粒水平亞細糧食。

2.TiC基硬質合金

以TiC為主體，佔60%～80%以上，以Ni~Mo為結合劑，並添加少量其他碳化物的合金，不含或含少量WC。與WC基合金相比，TiC在碳化物中硬度最高，因此合金硬度高達HRA90～94，也具有較高的耐磨性、抗新月牙磨損能力、耐熱性、抗氧化性和化學穩定性，與工件材料的親和力小，摩擦因數小，抗黏附力強，刀具耐用度比WC高數倍，因此可以加工鋼和鑄鐵。與YT30相比，YN10的硬度接近，焊接性和鋒利性良好，基本上可以取代YT30。但彎曲強度達不到WC，主要用於精加工及半精加工。由於其抗塑性變形及抗落刃能力較差，不宜重切割及斷續切削。

3.加入稀土元素的硬質合金

稀土硬質合金是在各種硬質合金刀具材料中，添加少量稀土元素（化學元素週期表中原子序數為57-71（從La到Lu），加上21和39（Sc和Y）元素，共17種元素），稀土元素存在於（W，Ti）C或（W，Ti，Ta，Nb）C固溶體中。能強化硬質相，抑制WC晶粒的不均勻長大，使其更加均勻，晶粒尺寸減少。少量稀土元素也固溶在結合相Co中，強化了結合相，使組織更加緻密。稀土元素富集在WC/Co界面及(W,Ti)C、(W,Ti)C等界面之間，常與雜質S、O等結合，形成化合物如RE2O2S，提高界面清潔度，增強硬質相和黏結相的潤濕性。從而使稀土硬質合金的衝擊韌性、彎曲強度和抗衝擊性能顯著提升。其室溫和高溫硬度、耐磨性以及刀具表面的抗擴散和抗氧化能力也得到了改善。切削時，稀土硬質合金刀片表層的富鈷現象可以有效降低切屑、工件和刀具之間的摩擦因數，減少切削力。因此，有效提高了機械性能和切削性能。我國稀土元素資源豐富，稀土硬質合金的研發領先其他國家。已開發出添加稀土牌號的 P、M、K 合金。

4.硬質合金塗層

杜e 針對硬質合金的硬度和耐磨性好，韌性差，透過化學氣相沉積（CVD）等方法，在硬質合金表面鍍上一層（5～12μm）硬度好、耐磨性高的材料的物質（TiC、TiN、Al2O3），形成塗層硬質合金，使其既具有高硬度和高耐磨性的表面，又具有堅固的基體；因此，可以提高刀具壽命和加工效率，降低切削力和切削溫度，提高加工表面質量，在相同切削速度下大大提高刀具耐用度。近20年來，塗層硬質合金刀具得到了長足的發展，已佔刀具總量的50%~60%以上。可索引先進工業國家的工具。塗層刀片最適合連續車削，用於各種碳素結構鋼、合金結構鋼（包括正火和回火）、易切削鋼、工具鋼、馬氏體不銹鋼和灰鑄件的精加工、半精加工和輕負荷粗加工鐵。

5. 分級硬質合金

硬質合金在某些情況下，除了要求非常高的表面硬度和耐磨性外，還需要具有良好的衝擊韌性。普通硬質合金的硬度與強度、韌性和耐磨性之間是相互限制的，兩者不能兼得。功能梯度材料解決了硬質合金中存在的上述問題，此類合金在組織中表現出Co的梯度分佈，即合金的最外層低於合金貧鈷層的標稱Co含量，中間層高於合金富鈷層標稱Co含量，核心為WC-Co-η三相顯微組織。由於表面WC含量高，因此硬度高，耐磨性佳；中間層Co含量高，韌性佳。因此，其使用壽命為同類傳統硬質合金的3～5倍，且各層成分可依需求調整。

總結，透過對硬質合金的分類和細化，我們可以看到，新型硬質合金刀具相對於傳統刀具有了很大的改進，一方面採用了細顆粒和超細顆粒的硬質合金材料，硬度與強度的完美結合。此外，壓力燒結等新製程可以進一步提高硬質合金的內在品質。另一方面，採用優質整體硬質合金刀具開發的通用刀具，使得切削速度、切削效率和刀具壽命比高速鋼提高數倍。這些新型刀具的生產將在很大程度上填補硬質合金的缺陷。硬質合金刀具材料的發展，使其從其獨特的性能應用領域拓展到現代刀具材料技術的發展，實現材料優勢互補、材料替代的補充。讓它應用到更高、更廣泛的切割領域。 

希望這篇文章能在一定程度上幫助您更了解硬質合金。除了這個，請閱讀前半部分“硬質合金切削刀具的分類與研究”。如果您對硬質合金產品有任何疑問或需求，請與我們聯絡。