硬质合金是由高硬度、难熔金属化合物粉末(如WC、TiC、TaC、NbC等高温碳硬质合金刀具材料的种类、性能和特点化物)和金属粘结剂(Co、Mo、Ni等)烧结而成的粉末冶金制品。由于硬质合金成分中含有大量熔点高、硬度高、化学稳定性好的碳化物,因此,硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都很高。硬质合金的常温硬度一般为89~93HRA,相当于78~82HRC,允许的切削温度高达800℃~1000℃,即使在540℃时其硬度仍保持在77~85HRA,相当于高速钢的常温硬度。因此,硬质合金的切削性能比高速钢高得多,在相同耐用度情况下,硬质合金允许的切削速度比高速钢高4倍~10倍,切削速度可达100m/min以上,可以切削高速钢刀具切削不了的各类难加工材料如淬硬钢。但由于其抗弯强度较低(约为高速钢的1/2~1/4)、冲击韧性(约为高速钢的(1/8~1/30)和工艺性差,因此,目前硬质合金材料主要用于刃形简单、无冲击性的非断续切削加工硬质合硬质合金刀具材料的种类、性能和特点金刀具材料的种类、性能和特点刀具制作中。当硬质合金中碳化物含量较高时,硬度硬质合金刀具材料的种类、性能和特点就高,但抗弯强度就相对较低;当粘结剂含量较高时,则抗弯强度较高,硬度较低。ISO将硬质合金分为P、K和M三大类,该三大类硬质合金的主要成分都是WC,故又统称为WC基硬质合金。 硬质合金刀具(特别是可转位硬质合金刀具)是数控加工刀具的主导产品,有的国家有90%以上的车刀,55%以上的铣刀都采用了硬质合金制造,而且这种趋势还在增加。20世纪80年代以来,工具行业不硬质合金刀具材料的种类、性能和特点断扩大各种整体式和可转位式硬质合金刀具或刀片的生产,其品种已经扩展到各种切削刀具领域,其中可转位硬质合金刀具由简单的车刀、面铣刀扩大到各种精密、复杂、成形刀具领域。硬质合金还是制造钻头、面铣刀等通用刀具的常用材料。同时,铰刀、立铣刀、加工硬齿面的中、大模数齿轮刀具、拉刀等复杂刀具使用硬质合金的也日益增多。目前,硬质合金刀具和刀片的年产值已占切削刀具总产值的30%以上。 硬质合金刀具的种类: 按晶粒大小区分,硬质合金可分为普通硬质合金、细晶粒硬质合金和超细晶粒硬质合金。按主要化学成分区分,硬质合金可分为碳化钨基硬质合金和碳化钛基硬质合金,如图3-19所示。碳化钨基硬质合金包括钨钴类(YG)、钨钴钛类(YT)和添加稀有碳化类(YW)三类,它们各有优缺点,主要成分为碳化钨(WC)、碳化钛(Tic)、碳化铌(NbC)等常用的金属粘接相是Co。碳化钛基硬质合金是以Tic为主要成分的硬质合金,常用的金属粘接相Mo和Ni。长度分为标准的和加长的。一般同一直径的加长刀要比标准长度的要贵。