1.2　硬质合金刀具材料

1.2.1　硬质合金的分类和性能特点

（1）硬质合金的分类

我国常用硬质合金可分为以下7大类。

①钨钴（WC+Co）类硬质合金。它的硬质相是WC，黏结相是Co，其代号为YG，相当于ISO标准的K类。

②钨钛钴（WC+TiC+Co）类硬质合金。它的硬质相是WC和TiC，粘结相是Co，其代号为YT，相当于ISO标准的P类。

③钨钛钽（铌）钴［WC+TiC+TaC（NbC）+Co］类硬质合金。它是在YT或YG类硬质合金成分中添加TaC或NbC而成的，其代号为YW，相当于ISO标准的M类。

④碳化钛（TiC）基硬质合金。它是以TiC为硬质相，以镍（Ni）和钼（Mo）为黏结相的硬质合金，其代号为YN。这种硬质合金也称为金属陶瓷。

⑤超细晶粒硬质合金。这类硬质合金的WC粉末粒径在0.5μm以下。超细晶粒结构过去多用于YG（K）类硬质合金，现在也用于YT（P）类和YW（M）类硬质合金，其代号为YS和YD。

⑥表面涂层硬质合金。它是在韧性较高的硬质合金刀片（具）上，采用PVD或CVD工艺，在刀片（具）表面上沉积一层几个微米厚的硬度高、耐磨性好的金属与非金属化合物（如TiC、TiN、TiAlN、TiAlSi、Al₂O₃、金刚石等），以提高刀具的使用性能，可以代替P、M、K类硬质合金。

⑦钢结硬质合金。它的硬质相是WC和TiC，黏结相是高速钢，其代号为YE。它是介于硬质合金和高速钢之间的一种硬质合金。

（2）硬质合金的性能特点

硬质合金是由难熔金属硬质化合物（WC、TiC、TaC、NbC）为硬质相和金属钴为黏结相，通过粉末冶金而制成的一类刀具材料。由于硬质合金中的碳化物熔点高（2400～3140℃）、硬度高（1800～3200°HV）、弹性模量高（420～630GMa）、化学稳定性和耐热稳定性好，其硬度、耐磨性和耐热性都远高于高速钢。

硬质合金的硬度为89～93HRA（74～83HRC），大大高于高速钢的硬度（62～70HRC）。它的耐热性为800～1000℃，远高于高速钢的耐热性600～650℃，在1000～1100℃时，还保持73～76HRA。由于硬质合金的常温和高温硬度高，它的耐磨性和切削速度分别比高速钢高15～20倍和4～10倍。硬质合金的抗弯强度σ_bb一般为900～2200MPa。由于科技的不断进步，有的硬质合金的抗弯强度σ_bb可达3500～4000MPa，高于高速钢的抗弯强度（2300～3800MPa），用于制造小直径的钻头、立铣刀、键槽铣刀、丝锥和薄锯片铣刀等。用硬质合金刀具逐步取代高速钢刀具，是切削刀具的发展趋势，也是数控机床广泛应用的结果。据有关资料介绍，硬质合金刀具占切削刀具的80%以上，可见它的性能优良而得到广泛的应用。