硬质合金（金属的硬质化合物合金材料）
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更新时间：2023-05-30
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硬质合金是一种由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。它具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金主要用于制造高速切削刀具、精密刀具、钻头、螺旋槽铣刀、拉刀、滚压头、铰刀等各类切削工具。硬质合金
本词条是多义词，共2个义项
金属的硬质化合物合金材料
优点
用途
1923年，德国的施勒特尔往碳化钨粉末中加进10%～20%的钴做粘结剂，发明了碳化钨和钴的新合金，硬度仅次于金刚石，这是世界上人工制成的第一种硬质合金。用这种合金制成的刀具切削钢材时，刀刃会很快磨损，甚至刃口崩裂。1929年美国的施瓦茨科夫在原有成分中加进了一定量的碳化钨和碳化钛的复式碳化物，改善了刀具切削钢材的性能。这是硬质合金发展史上的又一成就。
硬质合金还可用来制作凿岩工具、采掘工具、钻探工具、测量量具、耐磨零件、金属磨具、汽缸衬里、精密轴承、喷嘴、五金模具（如拉丝模具、螺栓模具、螺母模具、以及各种紧固件模具，硬质合金的优良性能逐步替代了以前的钢铁模具）。
近二十年来，涂层硬质合金也问世了。1969年瑞典研制成功了碳化钛涂层刀具，刀具的基体是钨钛钴硬质合金或钨钴硬质合金，表面碳化钛涂层的厚度不过几微米，但是与同牌号的合金刀具相比，使用寿命延长了3倍，切削速度提高25%～50%。20世纪70年代已出现第四代涂层工具，可用来切削很难加工的材料。
硬质合金是怎样烧结而成的？
硬质合金是将这种或多种难熔金属的碳化物和粘接剂金属，用粉末冶金方法制成的金属材料。
性能特点
硬质合金焊接刀片
热硬性好（可达900～1000℃，保持60HRC）；
耐磨性好。
但硬质合金脆性大，不能进行切削加工，难以制成形状复杂的整体刀具，因而常制成不同形状的刀片，采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。
具有很高的强度和弹性模量
其抗压强度达到6000MPa，弹性模量最高可以达到735MPa，这两项指标均高于于高速钢材料。但是，硬质合金的抗弯强度较低，只有1000到3000MPa。
耐蚀性、抗氧化性和耐高温性
硬质合金制作的刀具，通常能够很好地抵抗大气、酸、碱等造成的腐蚀，不容易发生氧化，还可以在900到1000度的高温下保持坚硬。
材料性质
ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属与碳形成的金属型碳化物中，由于碳原子半径小，能填充于金属晶格的空隙中并保留金属原有的晶格形式，形成间隙固溶体。在适当条件下，这类固溶体还能继续溶解它的组成元素，直到达到饱和为止。因此，它们的组成可以在一定范围内变动（例如碳化钛的组成就在TiC0.5～TiC之间变动），化学式不符合化合价规则。当溶解的碳含量超过某个极限时（例如碳化钛中Ti︰C=1︰1），晶格型式将发生变化，使原金属晶格转变成另一种形式的金属晶格，这时的间充固溶体叫做间充化合物。
金属型碳化物，尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属碳化物的熔点都在3273K以上，其中碳化铪、碳化钽分别为4160K和4150K，是当前所知道的物质中熔点最高的。大多数碳化物的硬度很大，它们的显微硬度大于1800kg·mm2（显微硬度是硬度表示方法之一，多用于硬质合金和硬质化合物，显微硬度1800kg·mm2相当于莫氏一金刚石一硬度9）。许多碳化物高温下不易分解，抗氧化能力比其组分金属强。碳化钛在所有碳化物中热稳定性最好，是一种非常重要的金属型碳化物。然而，在氧化气氛中，所有碳化物高温下都容易被氧化，可以说这是碳化物的一大弱点。
硬质合金的基体由两部分组成：一部分是硬化相；另一部分是粘结金属。
硬质合金刀具
硬质合金对碳化钨WC粒度的要求根据不同用途的硬质合金采用不同粒度的WC(碳化钨)。硬质合金切削刀具：比如切脚机刀片、V-CUT刀等精加工合金采用超细、亚细、细颗粒WC，粗加工合金采用中颗粒WC，重力切削和重型切削的合金采用中、粗颗粒WC做原料；矿山工具：岩石硬度高，冲击负荷大，采用粗颗粒WC，岩石冲击小冲击负荷小采用中颗粒WC做原料；耐磨零件：当强调其耐磨性、抗压和表面光洁度时，采用超细、亚细、细、中颗粒WC做原料，耐冲击工具采用中、粗颗粒WC原料为主。
WC理论含碳量为6.128%(原子50%)，当WC含碳量大于理论含碳量，则WC中出现游离碳(WC+C)。游离碳的存在，烧结时使其周围的WC晶粒长大，致使硬质合金晶粒不均匀。碳化钨一般要求化合碳高(≥6.07%)，游离碳(≤0.05%)，总碳则决定于硬质合金的生产工艺和使用范围。
正常情况下，石蜡工艺真空烧结用WC总碳主要决定于烧结前压块内的化合氧含量。含一份氧要增加0.75份碳，即WC总碳=6.13%+含氧量%×0.75(假设烧结炉内为中性气氛，实际上多数真空炉为渗碳气氛，所用WC总碳小于计算值)。
目前我国WC的总碳含量大致分为三种：石蜡工艺真空烧结用WC的总碳约为6.18±0.03%(游离碳将增大)。石蜡工艺氢气烧结用WC的总碳含量为6.13±0.03%。橡胶工艺氢气烧结用WC总碳=5.90±0.03%。上述工艺有时交叉进行，因此确定WC总碳要根据具体情况。
不同使用范围、不同Co(钴)含量、不同晶粒度的合金所用WC总碳可做一些小的调整。低钴合金可选用总碳偏高的碳化钨，高钴合金则可选用总碳偏低的碳化钨。总之，硬质合金的具体使用需求不同对碳化钨粒度的要求也不同。
粘结金属一般是铁族金属，常用的是钴和镍。
合金分类
WC刀具
主要成分是碳化钨（WC）和粘结剂钴（Co）。
其牌号是由“YG”（“硬、钴”两字汉语拼音字首）和平均含钴量的百分数组成。
一般钨钴类合金主要实用于：硬质合金刀具、模具以及地矿类产品。
硬质合金切削刀具
主要成分是碳化钨、碳化钛（TiC）及钴。其牌号由“YT”（“硬、钛”两字汉语拼音字首）和碳化钛平均含量组成。
TIC刀具
其牌号由“YW”（“硬”、“万”两字汉语拼音字首）加顺序号组成，如YW1。
形状分类
球状体
硬质合金球
常用的硬质合金球主要分：YG6硬质合金球.YG6x硬质合金球.YG8硬质合金球.YG13硬质合金球.YG20硬质合金球.YN6硬质合金球.YN9硬质合金球.YN12硬质合金球.YT5硬质合金球.YT15硬质合金球。
棒状体
硬质合金棒主要特点是具有稳定的机械性能，易于焊接，具有高耐磨性和高耐冲击性。
优点：1.耐磨性好；2.良好的耐腐蚀性；3.高韧性；4.挤压法和HIP烧结。
用途：硬质合金棒主要适用于钻头，立铣刀，绞刀。它也可用于切割，冲压和测量工具。它被用于造纸，包装，印刷，有色金属加工行业。此外，它还广泛用于加工高速钢刀具，硬质合金铣刀，硬质合金刀具，NAS的切削刀具，航空刀具，硬质合金钻头，铣刀取芯钻头，高速钢，taperd铣刀，公制铣刀，微型结束铣刀，铰试点，电子刀具，阶梯钻，金属切割锯，双保证金钻，枪杆子，角度铣刀，硬质合金旋转锉等。
硬质合金棒不仅可以用来切割和钻孔工具（如微米，twiste演习，演习垂直采矿刀具指标），也可以作为输入针，各种轧辊磨损的零件和结构材料来使用。此外，它可以广泛应用于许多领域，如机械，化工，石油，冶金，电子和国防工业。
制备
硬质合金的制作是将碳化钨与钴以一定的比例混合，加压成各种形状，然后半烧结。此烧结过程通常是在真空炉里进行。将其置于真空炉里完成烧结，此时之温度大约为摄氏一千三百至一千五百度之间。
异型棒材
硬质合金烧结过程可以分为四个基本阶段：
1：脱除成形剂及预烧阶段，在这个阶段烧结体发生如下变化：
粉末表面氧化物被还原，在烧结温度下，氢可以还原钴和钨的氧化物，若在真空脱除成型剂和烧结时，碳氧反应还不强烈。粉末颗粒间的接触应力逐渐消除，粘结金属粉末开始产生回复和再结晶，表面扩散开始发生，压块强度有所提高。
3：液相烧结阶段（共晶温度--烧结温度）
当烧结体出现液相以后，收缩很快完成，接着产生结晶转变，形成合金的基本组织和结构。
4：冷却阶段（烧结温度--室温）
在这一阶段，合金的组织和相成分随冷却条件的不同而产生某些变化，可以利用这一特点，对硬质合金进行热处理以提高其物理机械性能。
型号
各国硬质合金牌号近似对照
(部分常用牌号，本表格所收录牌号截至到1993年，1993年后牌号并未收录其中）
注：标*者为涂层硬质合金；标+者为TiC基或Ti(C，N)基硬质合金。
国家 | ISO国际标准代号 | ||||||||
P10 | P20 | P30 | M10 | M20 | K10 | K15 | K20 | K30 | |
中国 | YT15 | YT14 | YT5 | YW1 | YW2 | YG6A YG6X | YG6 | YG6 YG8N | YG8 YG8N |
YC10 CN15* YB01* YB02* YB03* YB425* YB120* | YC20.1 CN25* YB01* YB02* YB03* YB435* YB425* YB120* | YC30 YS25 YS30 CN35* SC30 YB01* YB02* YB03* YB435* YB425* | YW3 YW4 YB03* | YW3 YM20 YB03* | YM051 YD15 YD10.1 YD10.2 CA15* CN16* YB03* YB435* YB3015* YL10.1 YC25 | YDS15 SD15 CA15* CN16* YB03* YB435* YB3015* YL10.1 YC25 | YD20 CA25* CN26* YB03* YB435* YB3015* YL10.1 YL10.2 YC25 | YS2 (YG10HT) YL10.2 | |
YT715 YT712 YT707 YT758 ZC01* ZC02* ZC03* ZC04* ZC05* ZC06* YN510* YN510N* ZP01+ | YT715 YT712 YT798 YT758 ZC01* ZC02* ZC03* ZC04* ZC05* ZC06* ZC07* ZC08* YN520N+ | YT535 ZC03* ZC04* ZC07* ZC08* ZP30 | YT712 YT707 YT767 YG643 ZC02* ZC04* ZC05* ZC07* ZM10 | YT758 YT726 YT767 YG813 YG532 ZC02* ZC04* ZC05* ZC07* | YT726 YG813 YG532 YG643 ZC01* ZC02* ZC03* ZC04* ZC06* YN510N+ | YG813 YG532 ZC01* ZC02* ZC03* ZC04* ZC06* ZC08* ZK20 | YG813 YG532 ZC01* ZC02* ZC03* ZC04* ZC06* ZC08* | YG640 YG546 ZC08* ZK30 | |
YD10 | YD15 | YTT YTN |
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硬度检测
工具
硬质合金硬度一般用洛氏硬度计HRA标尺或维氏硬度计来检测，实用中人们主要采用洛氏硬度计测试HRA硬度。PHR系列便携式洛氏硬度计十分适于测试硬质合金的硬度。这种仪器重量只有0.7kg，精度与台式洛氏硬度计相同。在测量硬质合金硬度时，天星公司生产的PHR系列便携式洛氏硬度计可以测试厚度或直径在50mm以下的硬质合金工件，可以测试直径小到2.0mm的硬质合金工件，可以测试内径小于30mm的管状硬质合金工件。还可以在生产现场、销售现场或材料仓库使用。这种仪器用于测试硬质合金工件简便、快速、无损，可对成批的成品或半成品硬质合金工件做逐件的硬度检测。
磁饱和值
影响硬质合金合金相对磁饱和值的因素主要有以下六大因素：
1、硬质合金中的WC总碳超标。
2、混合料（含压块）氧含量超标。
3、氢气脱蜡、预烧中的碳量变化。
4、真空脱蜡、预烧中的碳量变化。
5、氢烧结过程的碳量变化。
6、硬质合金真空烧结过程的碳量变化。
市场概况
据中国钨业协会硬质合金分会提供的数据显示，2011年全国有硬质合金生产企业300余家，拥有专业科研院所30余家，全行业从业人员超过2.5万人。截至2011年，拥有10万t/a的钨精矿产能、18万t/a的钨酸和钨盐的产能、6.2万t/a的碳化钨产能、3.8万t/a的硬质合金产能，以及Co、Ni、Ta、Nb、Ti的配套供应能力。
2011年中国硬质合金产量为2.35万吨，硬质合金行业销售收入209亿元，硬质合金出口近5000吨，出口创汇超过3.6亿美元，硬质合金深加工产品产量达到6600吨，占合金总产量的1/3。所生产的硬质合金产品品种基本齐全，规格型号超过4万个，产量和品种基本能满足中国各经济领域的需求。
我国硬质合金产业存在的主要问题：一是企业规模较小，产业集中度不高。据不完全统计，199家硬质合金企业平均年产能176吨，平均年产量仅86吨，年产量在1000吨以上的企业只有4家。二是科技投入较少，缺乏高端技术人才，技术研发能力较弱。我国硬质合金工业在科技方面的投入不到销售收入的3%，科技研发水平不高，原创性核心技术成果较少。三是产品质量水平较低，产品结构有待调整。我国硬质合金产量占世界总产量的40%以上，但硬质合金销售收入不足全球的20%，主要是由于高性能超细合金、高精度高性能研磨涂层刀片、超硬工具材料、复杂大异制品、精密硬质合金数控刀具等高附加值产品产量较少、深加工配套不足以及品种不全所致。
分析指出，到“十二五”末期，我国硬质合金产量达到3万吨，销售收入达到300亿元，深加工产品产量占硬质合金总量的40%以上。出口相比“十一五”将翻一番，力争超过10亿美元。硬质合金将向精深加工、工具配套方向发展；向超细、超粗及涂层复合结构等方向发展；向循环经济、节能环保方向发展；向精密化、小型化方向发展。
高端市场
中国刀具企业通过不断地学习和战略规划，已经在市场上占据了半壁江山，但是，企业在发展过程中还是凸显出几个致命的问题，比如重视不够、处理不当，这些都将会严重影响到企业的发展。
现阶段，硬质合金刀具在发达国家已占刀具类型的主导地位，比重高达70%。而高速钢刀具却正以每年1%～2%的速度缩减，所占比例已降至30%以下。
同时，硬质合金切削刀具在我国也已经成为加工企业所需的主力刀具，被广泛地应用在汽车及零部件生产、模具制造、航空航天等重工业领域，但我国刀具企业却盲目地、大量地生产高速钢刀以及一些低档标准刀具，完全没有考虑到市场饱和度和企业所需，最终把具有高附加值、高科技含量的中高端刀具市场“拱手相让”给国外企业。
有资料显示，我国刀具的年销售额大约为145亿元，其中硬质合金刀具所占的比重不足25%，但国内制造业所需的硬质合金刀具已经占据刀具的50%以上，这种盲目生产已经严重满足不了国内制造业对硬质合金刀具日益增长的需求，从而形成了中高端市场的真空状态，最终被国外企业所占据。
2007年，我国生产的1.65万吨硬质合金中，有4500吨用于切削刀具生产上，数量上和日本相当。但制成刀具后的价值仅8亿美元，远不及日本的25亿美元，这充分说明国内硬质合金高效刀具的整体生产水平与国外仍有相当大的差距。所以，在国内企业不能满足市场需求的前提下，制造业的需求就不得不依靠大量进口来解决。有资料显示，主要外商在中国中高端刀具市场上的销售年增长率达30%，已超过国产刀具的年均增长水平。
发展趋势
硬质合金铣刀
例子
韩国YesTool公司推出的“KRUZ”硬质合金机夹孔加工刀具，采用了硬质相晶粒分别为0.2+0.5+0.8μm的混合型高钴(13%)超细晶粒度基体，使刀具基体材料的强度和硬度都有较大的提高，配以接近整体型钻头强度的机夹刀片几何结构和夹紧方式以及独创的钻尖设计和高性能的氮化钛(TiN)与氮铝化钛(TiAlN)纳米物理涂层(PVD)，不仅适用于加工软质到硬质工件，甚至对极难加工的特殊材料工件，都能体现出优秀的切削性能。
瑞典山特维克可乐满公司(SandvikCoromant)新推出的钢材车削牌号GC4225、GC4235，采用了超细晶粒的梯度硬质合金基体，配以氮碳化钛中温化学涂层(MT-CVD)和细晶柱状a-Al2O3化学涂层，表面则采用消除表面应力的后处理工艺，即通过喷丸处理去掉前刀面CVD涂层的拉应力表层(TiN)，使露出表面的Al2O3的拉应力下降40%，内层涂层的应力下降20%，显著改善了刀片的抗微崩刃性能和抗剥落能力，在提高刀刃完整性和可靠性的同时还提高了涂层表面的光洁度，降低了刀片与切屑之间的粘结性。GC4225可覆盖从粗加工到精加工80%的应用领域，与一般的P25刀片比较刀具寿命可提高60%，生产效率提高33%，为钢件加工的首选牌号。株洲钻石切削刀具股份有限公司继两年前推出用于铸铁加工的YBD系列黑金刚牌号后，新推出的用于钢材加工的第二代黑金刚系列牌号——YBC152和YBC252也采用了表面富钴的梯度硬质合金基体材料，配以厚层的纤维状TiCN和细晶粒Al2O3的CVD涂层，具有极强的抗塑性变形能力和刃口强度，特别适合钢材的高速加工。新一代黑金刚牌号刀片在相同切削条件下，可提高切削速度25%以上；在同样切削速度下，刀具寿命可提高30%以上。在本次展会上推出表面富钴梯度硬质合金基体材料新牌号的还有：美国Kennametal公司的通用材质牌号KU30T、Valenite公司的加工不锈钢牌号VP5535、以色列ISCAR公司的适用于高速加工的改进型Al2O3MT-CVD复合涂层“a-TEC”系列(如：IC9150、IC9250、IC9350)牌号等。
在硬质合金中添加少量的元素可强化材料的硬质相和粘结相、净化晶界并显著提高材料的抗弯强度和冲击韧性。日本住友电工硬质合金株式会社推出的ACE系列涂层牌号(AC700G、AC2000、AC3000)，采用了加锆(Zr)的硬质合金基体材料，使新牌号基体材料的红硬性大幅度提高。日立工具技术株式会社新推出的HG系列涂层新牌号(HG8010、HG8025)则采用了所谓“三重锆效果”的CVD涂层新技术，其“第一重锆效果”就是在硬质合金基体材质中添加了锆(Zr)元素，以提高基体的抗高温变形能力；“第二重锆效果”则是用细晶柱状的锆(Zr)涂层取代通常的MT-TiCN涂层，从而提高了涂层的抗氧化性；“第三重锆效果”则是在涂层表面涂覆一层白色的锆(Zr)涂层，以提高刀具表面的润滑性、耐热性和抗剥落性。这种新型涂层牌号刀片具有良好的耐热性，特别适用于高效加工，与传统刀片相比，可提高加工效率150%，降低加工成本20～30%。
超细晶粒硬质合金得到了越来越广泛的采用。除上述几家公司的新牌号采用了超细晶粒硬质合金基体外，Kennametal公司推出的新牌号KC5525、KC5510也采用了晶粒细化的高钴硬质合金基体，拥有钴含量达10%的超级细化晶粒的硬质合金基体，配以高铝含量的TiAlNPVD涂层，使刀具在断续切削时具有很高的刃口韧性的同时，又具有极强的抗热变形能力。ISCAR公司推出的用于整体硬质合金立铣刀的“AL-TEC”涂层系列(如：IC900、IC903、IC908、IC910等)牌号，同样采用了超细晶粒硬质合金基体，配以高铝含量TiAlN(PVD)涂层，使其在铣削加工硬度高达60～62HRC的淬硬钢时，与原有的IC903牌号相比，刀具寿命提高150%。Valenite公司的用于铸铁高速车削加工的VP1595牌号，也是在超细晶粒硬质合金基体上，采用MT-CVD涂覆18μm厚的TiCN/Al2O3/TiC涂层，后刀面则涂覆了一层灰色的TiC，以便于观察刀具刃口的磨损情况和刀片转位，该牌号在粗加工球墨铸铁时，加工效率比其它K05～K10牌号提高50%。
演化
从上述新牌号可以看出，伴随着基体材料性能的改进和提高，刀具涂层技术取得了更为迅猛的发展，中温化学涂层、柱状a-Al2O3化学涂层、高性能物理涂层、新型原子涂层、纳米结构涂层、黄色三氧化二铝化学涂层、白色锆涂层、高铝含量TiAlN涂层、TiSiN涂层、CrSiN涂层、AlCrSiN涂层、TiBON涂层等大量新型涂层呈现多样化和系列化的趋势，使硬质合金材料新牌号层出不穷，大大提高了硬质合金刀具的切削加工性能。
瑞典山高(SECO)公司继两年前推出TP1000、TP2000、TP3000三个高性能ISO-P类硬质合金涂层牌号后，新推出了号称“新行业标准”的TP2500通用型ISO-P类硬质合金涂层新牌号，它是在山高公司新一代Triple-Zero基体材质上，采用了被称为DurAtomic的涂层技术而形成的全新的硬质合金涂层牌号。DurAtomic涂层的a-Al2O3由原子长成，与通常的CVD涂层所生成的a-Al2O3相比，DurAtomic涂层具有更高的耐磨性和韧性。TP2500被设计成普通钢件车削(ISOP15～P30)的首选牌号，也可作为ISOM20和ISOK30的补充牌号。据山高公司技术人员介绍，新的TP2500刀片可提高加工效率50%以上，提高刀具寿命300%以上。
德国蓝帜金属加工技术集团倍锐特公司(LMT-BOEHLERIT)利用中温化学涂层技术开发出了“黄色氧化铝复合涂层”技术，结合该公司新开发的Durotec齿状过渡层技术，使黄色氧化铝涂层和过渡层间在具有极好的粘合性的同时，又具有良好的散热性，并推出了SteeltecLC215K和LC225K系列刀片牌号。SteeltecLC215K在切削钢材时可以达到300m/min以上的切削速度，刀片寿命比现有其它刀片提高了30%。而SteeltecLC225K则在LC215K的基础上进一步提高了刀片的韧性，使刀片使用寿命在原有的基础上又延长了30%。
纳米结构涂层(Nanocoating)技术迅速发展的涂层新技术，其涂层材料的晶粒度一般都在100nm以下，具有良好的切削性能。这次展会上，国内、外多家公司都有纳米结构涂层新牌号推出。日本住友电工硬质合金株式会社推出的超级ZX涂层牌号(ACP200、ACP300、ACK300和AC530U)，采用了相互交叠的总层数达1000层的超薄TiAlN与AlCrN纳米级涂层，每层涂层的厚度约为10纳米，大幅度提高了涂层表面的硬度和抗氧化性。与传统的TiAlN涂层相比，超级ZX涂层的硬度提高了40%，开始氧化温度也提升了200℃，从而提高刀具的加工效率1.5倍；在相同切削条件下，提高刀具寿命2倍。推出纳米结构涂层新牌号的还有日本日立株式会社，该公司新推出的纳米涂层ATH、ACS系列牌号与通常的TiAlN(PVD)涂层牌号相比，具有更高的硬度和耐氧化性，其耐氧化温度达到1100℃，显微硬度达到3600HV，可适用于从预硬钢到淬火钢的高速干式切削加工。株洲钻石切削刀具股份有限公司新推出的纳米结构nc-TiAlN涂层新牌号(YBG102、YBG202、YBG302和YBG203)是在超细晶粒硬质合金基体表面涂覆2～4μm的纳米TiAlN，该系列牌号覆盖了钢、不锈钢、铸铁、耐热合金、高温合金、钛合金等大多数材料的车削和铣削加工，具有广泛的适应性。
扩展
在涂层中，通过晶粒细化技术来提高涂层表面光洁度，使涂层表面光滑，以提高涂层刀具抗摩擦、抗粘结的能力也是涂层技术发展的一个方向。日本三菱综合材料株式会社推出的高效加工钢材的专利技术UC6110超级涂层硬质合金牌号，前刀面为由抑制结晶生长的细至纳米级的TiCN与抑制结晶生长的纳米级三氧化二铝构成的纳米结构CVD涂层，具有极高的韧性和超强的耐磨损性，外表面为一层黄色的特殊Ti金属化合物，使涂层表面平滑化。后刀面为黑色的超平滑涂层，以确保刀具磨损的稳定性。住友电工硬质合金株式会社新推出的超级FF涂层牌号(AC410K、AC610M、AC630M、ACP100、ACK200)，是在专用的硬质合金基体上，涂覆超细晶粒的TiCN，提高了涂层与基体的结合力，再在其上涂覆超细超平滑化的FF铝基膜，使表面硬度提高了30%，表面粗糙度降低了50%，与通常的材质相比，可提高加工效率1.5倍，提高刀具寿命2倍以上。
从这次展会所推出的硬质合金刀具材料新牌号可以看出，当前硬质合金刀具材料牌号正向着两个相反的方向发展，一方面，通用型牌号的适用面越来越广，通用性越来越强。另一方面，专用型牌号越来越具有针对性，更加适应被加工材料和切削条件，从而达到提高切削效率的目的。如：美国Kennametal公司推出的新的KU系列(KU10T、KU25T、KU30T)牌号就具有非常广泛的通用性。其中，KU10T和KU25T采用了具有高韧性的和高耐磨性的硬质合金基体，并配以高含铝量的TiN+TiAlN复合PVD涂层；而KU30T则采用了韧性极好的富钴层梯度硬质合金基体，配以TiN+TiCN+TiN复合CVD涂层。新的KU系列牌号可广泛适用于钢、不锈钢、铸铁、非钛合金、高温合金和硬材料的车削、镗孔、切槽、切断和螺纹加工。该公司新推出的KC5510和KC5525则是专为高效率加工高温合金而设计的牌号，晶粒细化的高钴硬质合金基体，配以高性能的TiAlNPVD涂层，使刀片具有极强的抗热变形能力，可以比其它PVD涂层刀具提高两倍以上的切削速度。日本Tungaloy超硬工具株式会社推出的T6000系列牌号(T6020、T6030)，则是专为不锈钢车削加工开发的CVD牌号。ISCAR公司推出的专用于高速铣削加工灰铸铁和球墨铸铁的DO-TEC涂层牌号(DT7150)，采用了Al2O3-MTCVD内涂层加TiAlNPVD外涂层的复合涂层技术，具有极高的耐磨性及抗剥落性。
从本次展会可以看到，金刚石CVD涂层刀具的性能又有了进一步的提高，产品覆盖了可转位刀具和整体硬质合金刀具。厦门金鹭特种材料有限公司展出了新开发的“青霜”系列超细结晶金刚石涂层立铣刀。与通常的金刚石涂层相比，“青霜”系列金刚石涂层为超细结晶，平均粒度<1μm，涂层表面更加光滑，刀具寿命可提高20倍以上。日本OSG公司也展出了适用于石墨电极和铜电极加工的超微粒结晶金刚石涂层铣刀，结晶粒度为1μm，涂层厚度6～20μm，使刀具的刃口更加锋利，减少切削中的粘结，降低了工件表面的粗糙度。美国SGS刀具公司则推出了非晶体的金刚石(AmorphousDiamond)涂层立铣刀，用以加工最具磨损特性的材料。刀具表面是沿着刀具曲面精确形成的晶莹光滑的厚度约为1μm的非晶体金刚石薄膜，其最显著的特点是使刀具在具有金刚石极高的抗磨损能力(表面硬度达60～90GPa)的同时，又具有光滑的刀具表面，降低了刀具表面与工件的摩擦，从而大大降低了切削温度。此外，非晶体金刚石涂层的另一大特点是对刀具基体材质没有特殊要求，可在任何材质的刀具基体表面涂覆，其涂覆温度仅为150℃。据介绍SGS非晶体金刚石刀具可比AlTiN涂层刀具的寿命长6倍。
国家标准
与硬质合金相关的
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GB/T17985.1-2000硬质合金车刀第1部分：代号及标志
GB/T17985.2-2000硬质合金车刀第2部分：外表面车刀
GB/T17985.3-2000硬质合金车刀第3部分：内表面车刀
GB/T18376.2-2001硬质合金牌号第2部分：地质、矿山工具用硬质合金牌号
GB/T18376.3-2001硬质合金牌号第3部分：耐磨零件用硬质合金牌号
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GB/T9217.5-2005硬质合金旋转锉第5部分：椭圆形旋转锉（E型）
GB/T9217.6-2005硬质合金旋转锉第6部分：弧形圆头旋转锉（F型）
GB/T9217.7-2005硬质合金旋转锉第7部分：弧形尖头旋转锉（G型）
GB/T9217.8-2005硬质合金旋转锉第8部分：火炬形旋转锉（H型）
GB/T9217.9-2005硬质合金旋转锉第9部分:60°和90°圆锥形旋转锉（J型和K型）
GB/T9217.10-2005硬质合金旋转锉第10部分：锥形圆头旋转锉（L型）
GB/T9217.11-2005硬质合金旋转锉第11部分：锥形尖头旋转锉（M型）
GB/T9217.12-2005硬质合金旋转锉第12部分：倒锥形旋转锉（N型）
GB/T9217.1-2005硬质合金旋转锉第1部分：通用技术条件
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生产国家
世界上有50多个国家生产硬质合金，总产量可达27000～28000t-，主要生产国有美国、俄罗斯、瑞典、中国、德国、日本、英国、法国等，世界硬质合金市场基本处于饱和状态，市场竞争十分激烈。中国硬质合金工业是50年代末期开始形成的，60～70年代中国硬质合金工业得到了迅速发展，90年代初中国硬质合金总生产能力达6000t，硬质合金总产量达5000t，仅次于俄罗斯和美国，居世界第3位。
参考资料
[1]
北京工业大学高性能硬质合金研发获得新进展 · 中国网[引用日期2017-06-20]
[2]
什么是硬质合金？硬质合金的用途？ · 搜狐[引用日期2021-08-24]
