在磨削加工過程中, 影響硬質合金刀具表面狀態的有兩個主要因素:施加的力和局部溫度。
施加的力對硬質合金刀具表面的作用會引起不可恢復的塑性變形、結構的變化和相變並伴隨著單位體積的增大, 從而導致形成殘餘壓應力, 提高抗彎強度、疲勞強度、衝擊韌性、硬度、耐磨性和使用壽命等, 亦即發生強化過程;

局部溫度對硬質合金刀具表面的作用會在表面層中產生不均勻的熱塑性變形、結構和相的變化並伴隨著單位體積的減小, 從而導致形成殘餘拉應力、降低抗彎強度、疲勞強度、衝擊韌性、硬度、耐磨性和使用壽命等, 亦即發生弱化過程。因此, 硬質合金刀具表面狀態是被強化還是被弱化, 是殘餘壓應力為主, 還是殘餘拉應力為主, 則取決於在磨削過程中對其表面的作用是以力為主還是以溫度為主。
 

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硬質合金刀具的離子注入是一種新型的硬質合金刀具表面加工技術。硬質合金刀具的離子注入是指在離子注入機中將離子加速成高能高速的離子束，注入到固體材料的表面內，獲得高硬度的硬化層。

近年來，研究人員開始使用離子注入作為改良硬質合金刀具性能的手段，並發現經過離子注入後硬質合金刀具的耐磨性和使用壽命都得到提高，而且大幅度提高耐用度（50 %到4倍）。
離子注入技術相對于塗層技術有獨特的優越性，它使材料表層區域的化學組成和微觀結構發生變化，離子轟擊的多種強化作用使材料內部產生晶格缺陷，從而提高表面的機械性能。同時克服了塗層和基體的結合問題。硬質合金刀具的離子注入以N、C最具有代表性，目前，已經有研究人員在開發雙離子注入技術。
 

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硬質合金刀具深冷處理是一種新型的硬質合金刀具表面加工技術。硬質合金刀具深冷處理是指將硬質合金刀具放置在-130 ℃以下的可控環境中進行保溫以提高或改善其性能的一種工藝。

硬質合金刀具深冷處理不僅能顯著提高材料的機械性能和穩定性，而且操作簡單、成本低廉、無污染，具有可觀的經濟效益和市場前景。雖然深冷處理在提高硬質合金刀具耐磨性和使用壽命上的作用已經得到廣泛認可，但在硬質合金刀具界還沒有推廣使用，主要原因是深冷處理的機理還在研究過程中。深冷處理發展空間非常廣闊，已經受到越來越多研究人員的重視。

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超細晶粒硬質合金刀具由超細晶粒硬質合金加工而成的，超細晶粒硬質合金是一種高硬度、高強度和高耐磨性兼備的硬質合金。

超細晶粒硬質合金適合於在高速鋼刀具耐磨性不夠及由於振動引起傳統的硬質合金磨損或因切削速度過低而不宜使用傳統硬質合金的情況下使用。對於一些塗層刀片不能發揮其優越性的情況下，這種材料更能顯示其獨特的效果。超細硬質合金刀具不僅可以加工有色金屬、黑色金屬，還可以加工淬硬的鋼材、耐熱耐蝕不銹鋼、宇航用高溫合金、木製品、玻璃纖維等，而且可以製成切削刀片和整體硬質合金刀具，進行高效精密加工。在先進刀具材料中，它已經佔據主導地位。由於超細硬質合金刀具晶粒極細，可以磨得非常鋒利、光潔，可以用於製造各種精密刀具和用於數控車床。


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硬質合金刀具的放電等離子燒結（SPS）是一種新型硬質合金刀具的燒結技術，它通過直接在顆粒之間通入脈衝電流進行加熱燒結。在放電等離子燒結（SPS）的燒結過程中，電極通入直流脈衝電流時瞬間產生的放電等離子體，使燒結體內部各個顆粒均勻地自身產生焦耳熱並使顆粒表面活化，利用顆粒內部自身發熱進行燒結。這種放電直接加熱法，熱效率極高，放電點的彌散分佈能夠實現均勻加熱，因而容易製備出均質、緻密、高品質的燒結體。由於升溫速率快，直接跳過了表面擴散過程，有效的控制晶粒尺寸。


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硬質合金刀具的微波燒結是近十幾年來發展起來的一種新型硬質合金刀具的燒結技術，它與常規加熱方法有顯著的不同。微波燒結通過微波與燒結材料的相互作用使燒結材料內部的原子、分子或離子的動能增加，故材料的燒結活化能降低，擴散係數提高，可實現低溫快速燒結，即細粉來不及長大就已被燒結，是製造細晶材料的有效手段。

微波燒結力學性能明顯優於傳統燒結。微波燒結有以下幾個優點：顯著降低了燒結溫度，最高可達500 ℃；降低能耗；縮短燒結時間，提高緻密度，細化晶粒。但是微波燒結過程中容易出現熱失控效應，對燒結體加熱不均勻，從而影響產品性能。另外適合工業生產的大功率微波爐在製造上有很大困難，微波燒結還不能大規模用於生產。


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硬質合金刀具磨損主要有磨料磨損、粘結磨損、擴散磨損和化學磨損者四類，各類硬質合金刀具磨損的原因如下：

1.磨料磨損。切削時，在切屑、被加工工件材料中含有的一些碳化物、氧化物等硬質點以及積屑瘤碎片等，能夠劃傷硬質合金刀具表面，這就是磨料磨損（也叫硬質點磨損）。

2.粘結磨損。存在於硬質合金刀具表面上的微粒在與切屑或工件的相對運動中被帶走，刀具就會發生黏結磨損。

3.擴散磨損。在切削高溫下，硬質合金刀具表面與工件、切屑所形成的新鮮表面時時接觸，刀具中的化學元素與工件、切屑中的化學元素會發生相互擴散的現象，使硬質合金刀具材料的性能下降，加速刀具磨損。

4. 化學磨損。當溫度條件符合時硬質合金刀具能夠與某些周圍介質發生化學反應，在加工環境中如果存在某種腐蝕性介質，會對刀具產生腐蝕，對刀具形成磨損。

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採用YG8 、YT15和YW2三種牌號的硬質合金刀具進行幹切削Ti6Al4V時，低速切削和高速切削對硬質合金刀具的牌號選擇不同。
1.低速切削時三類硬質合金刀具均以黏結磨損為主，黏結相Co的品質分數較低會導致刀具快速磨損。

2.高速切削時YG8 刀具仍以黏結磨損為主；YT15 刀具在主要發生黏結磨損的同時會產生一定程度的擴散磨損、氧化磨損；黏結磨損、擴散磨損和氧化磨損在YW2刀具的磨損中佔據同樣地位。高溫導致的Co黏結相失效是三類刀具磨損的主要原因。

3.進一步研發用於高速切削鈦合金的塗層硬質合金、細晶硬質合金刀具時，基體宜選用 YW 類硬質合金刀具。

從經濟性出發，在低速切削鈦合金時可優先選用YG 類硬質合金刀具，高速切削時選用YW類硬質合金刀具比較適合。


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硬質合金刀具磨損形態主要表現為前刀面磨損、後刀面磨損及邊界磨損，由於切削過程比較複雜，多種磨損形態可能同時出現。

切削Ti6Al4V時，在硬質合金刀具磨損形態中，硬質合金刀具的副後刀面磨損通常比主後刀面磨損更為嚴重。原因在於，鈦合金是一種難加工材料，在切削過程中，硬質合金刀具前刀面與切屑、主後刀面與加工表面發生劇烈的摩擦，產生很高的接觸壓力和溫度，在硬質合金刀具的前、主後刀面及邊界都會產生磨損。同時，鈦合金材料的彈性模量小，切削時已加工表面回彈大，副後刀面與工件已加工表面的實際接觸面積會有較大增加，從而導致硬質合金刀具的副後刀面磨損通常比主後刀面磨損更為嚴重。


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硬質合金刀具滾削實際應用於切削性能差的齒輪材料，應首先查明不發生崩刃的安全區，並在該範圍內選擇切削速度。由於多數生產商為達到強力切削狀態，提高生產效率多通過增加硬質合金滾刀的頭數。需注意的事用多頭硬質合金滾刀高速切削性能差的齒輪材料，熱烈擴展引發的崩刃便容易發生。所以根據不發生初期崩刃的安全區放慢切削速度。當切削刃加上負前角後，刃口的強度提高，加之初期宏觀崩刃不易發生的緣故，初期宏觀崩刃的危險區域從切削速度高的方向縮小，安全區擴大。同時倒角量越大，各邊界線的影線側為安全區，發生初期宏觀崩刃的危險區從切削高的區域縮小越明顯。無前角和無側角，個邊界線的影線側為安全區。進給量越大，不發生初期宏觀崩刃的安全區從切削速度高的區域擴大越明顯。這是偶遇作用於切削刃面的力，即作用局部的主切削分力方向的力遠離刃口的緣故。由於硬質合金種類不同，主要發生初期宏觀崩刃的安全區從切削速度高的區域開始出現的差異更為明顯，硬質合金刀具材料種類的改良也是防止硬質合金崩刃的對策之一。


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