1.2　硬質(zhì)合金刀具材料

1.2.1　硬質(zhì)合金的分類和性能特點(diǎn)

（1）硬質(zhì)合金的分類

我國(guó)常用硬質(zhì)合金可分為以下7大類。

①鎢鈷（WC+Co）類硬質(zhì)合金。它的硬質(zhì)相是WC，黏結(jié)相是Co，其代號(hào)為YG，相當(dāng)于ISO標(biāo)準(zhǔn)的K類。

②鎢鈦鈷（WC+TiC+Co）類硬質(zhì)合金。它的硬質(zhì)相是WC和TiC，粘結(jié)相是Co，其代號(hào)為YT，相當(dāng)于ISO標(biāo)準(zhǔn)的P類。

③鎢鈦鉭（鈮）鈷［WC+TiC+TaC（NbC）+Co］類硬質(zhì)合金。它是在YT或YG類硬質(zhì)合金成分中添加TaC或NbC而成的，其代號(hào)為YW，相當(dāng)于ISO標(biāo)準(zhǔn)的M類。

④碳化鈦（TiC）基硬質(zhì)合金。它是以TiC為硬質(zhì)相，以鎳（Ni）和鉬（Mo）為黏結(jié)相的硬質(zhì)合金，其代號(hào)為YN。這種硬質(zhì)合金也稱為金屬陶瓷。

⑤超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金。這類硬質(zhì)合金的WC粉末粒徑在0.5μm以下。超細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)過(guò)去多用于YG（K）類硬質(zhì)合金，現(xiàn)在也用于YT（P）類和YW（M）類硬質(zhì)合金，其代號(hào)為YS和YD。

⑥表面涂層硬質(zhì)合金。它是在韌性較高的硬質(zhì)合金刀片（具）上，采用PVD或CVD工藝，在刀片（具）表面上沉積一層幾個(gè)微米厚的硬度高、耐磨性好的金屬與非金屬化合物（如TiC、TiN、TiAlN、TiAlSi、Al₂O₃、金剛石等），以提高刀具的使用性能，可以代替P、M、K類硬質(zhì)合金。

⑦鋼結(jié)硬質(zhì)合金。它的硬質(zhì)相是WC和TiC，黏結(jié)相是高速鋼，其代號(hào)為YE。它是介于硬質(zhì)合金和高速鋼之間的一種硬質(zhì)合金。

（2）硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)

硬質(zhì)合金是由難熔金屬硬質(zhì)化合物（WC、TiC、TaC、NbC）為硬質(zhì)相和金屬鈷為黏結(jié)相，通過(guò)粉末冶金而制成的一類刀具材料。由于硬質(zhì)合金中的碳化物熔點(diǎn)高（2400～3140℃）、硬度高（1800～3200°HV）、彈性模量高（420～630GMa）、化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱穩(wěn)定性好，其硬度、耐磨性和耐熱性都遠(yuǎn)高于高速鋼。

硬質(zhì)合金的硬度為89～93HRA（74～83HRC），大大高于高速鋼的硬度（62～70HRC）。它的耐熱性為800～1000℃，遠(yuǎn)高于高速鋼的耐熱性600～650℃，在1000～1100℃時(shí)，還保持73～76HRA。由于硬質(zhì)合金的常溫和高溫硬度高，它的耐磨性和切削速度分別比高速鋼高15～20倍和4～10倍。硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度σ_bb一般為900～2200MPa。由于科技的不斷進(jìn)步，有的硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度σ_bb可達(dá)3500～4000MPa，高于高速鋼的抗彎強(qiáng)度（2300～3800MPa），用于制造小直徑的鉆頭、立銑刀、鍵槽銑刀、絲錐和薄鋸片銑刀等。用硬質(zhì)合金刀具逐步取代高速鋼刀具，是切削刀具的發(fā)展趨勢(shì)，也是數(shù)控機(jī)床廣泛應(yīng)用的結(jié)果。據(jù)有關(guān)資料介紹，硬質(zhì)合金刀具占切削刀具的80%以上，可見(jiàn)它的性能優(yōu)良而得到廣泛的應(yīng)用。