硬質合金的發展歷程

19世紀末葉，人們為了尋找新的材料來取代高速鋼，以進一步提高金屬切削速度，降低加工成本和解決燈泡鎢絲的拉拔問題，開始了對硬質合金的研究。早期的工作主要是集中在碳化鎢的研究。從1893年來，德國科學家用三氧化鎢和糖高溫加熱制取了碳化鎢，但因其脆性大，易開裂和韌性低等原因，一直未能得到工業應用。

20世紀20年代，德國科學家施律太兒（Schroeter）研究發現純碳化鎢只有加入了低熔點的金屬才能使毛坯具有一定的韌性。他於1923年首先提出了用粉末冶金的方法，即將碳化鎢與少量的鐵族金屬（鐵、鎳、鈷）混合，然後壓制成型並在高於1300°C溫度下於氫氣中燒結來生產硬質合金的專利。從此硬質合金生產技術迅速發展。其工藝實質上就是目前仍有廠家在採用的WC-Co硬質合金生產工藝。

但是WC-Co硬質合金在加工鋼材時很容易因磨損而損壞，1929年德國科學家發現用兩種以上的碳化物組成的固溶體比用單一的碳化物作為硬質合金基體更為優越，並提出了有關固溶體應用的專利。同年德國公司開始生產WC-TiC-Co的合金。不久科學家又研究出WC-TiC-TaC-Co合金，從而使鋼材加工問題得到妥善解決。

二戰以後，開始研究可轉位硬質合金刀具，這種刀具無需焊接，可隨時調換刀頭，刀杆可長期使用，經濟效應顯著。1953年可轉位刀片問世，是硬質合金工業的重大進展之一。

20世界60年代，德國公司成功研製了塗層硬質合金，是生產技術的有一大重大進展。其採用氣相沉積的方法，在普通合金刀片表面塗上薄薄的一層硬質化合物（如TiC，TiN等）而得到塗層刀片，比無此類塗層的硬質合金刀片壽命增加好幾倍，而且切削速度提高25-30%左右。目前世界上所出售的可轉位刀具中有一大半是塗層硬質合金。

隨後，人們除在硬質合金領域開展基礎研究外，更多集中在生產技術和工藝設備的改進創新上。60年代末研究開發並引入硬質合金生產領域中的熱等壓技術，是一重大成果。這種方法生產的合金，孔隙度極地，斷裂韌性和抗衝擊性均有很大提高。70年代移入噴霧乾燥技術，從而獲得品質穩定、流動性好、壓制性能優良的粉末粒料，加上不斷提升性能的自動壓力機，使混合粒製備到壓坯成型，流程縮短，產品精度提高，並可實現連續化、自動化生產，提高了可轉刀片的高品質生產。

20年代80年代以來，硬質合金工業發展特點：1.塗層硬質合金發展迅速，產量大幅增加，應用領域不斷擴大。2.塗層技術方面也較大發展，除了改進和完善高溫化學氣相沉積法外，還研製和推廣了中溫化學氣相沉積法和各種物理氣相沉積法，以及等離子體化學氣相沉積方法等。3.硬質合金塗層基體方面，出現各種加工用的塗層專用基體，而且開發出帶富鈷層或脫β的塗層基體，明顯提高了合金強度。4.70年代初出現超細合金，並在80年代迅速發展。首先是美國的R19,然後是1984年日本的雙高AF1合金，硬度RA93.0，強度5000MPa，為當時世界之最。其他國家也相續開發了性能越來越好的硬質合金。

20世紀80年代研製和普及了低壓熱等靜壓技術是硬質合金領域的突破型技術進展，使得低成本生產十分接近理論緻密度的硬質合金成為現實。從1989年美國第一台低壓熱等靜壓設備以來，該設備遍及世界，我國也開始普遍使用。

20世紀80年代，硬質合金工業另一個特點是硬質合金製品向精密化小型化發展，出現了微型麻花鑽頭、點陣列印針、精密工模具等高新產品。切削工具尺寸精度越來越高，有的先進廠家已經淘汰U級硬質合金刀片精度，進而達到微米級、超微米級。加之設備和生產線的自動化、智慧化，推動硬質合金工業向更高端發展。

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