切削刀具用硬質合金發展趨勢

隨著難加工材料越來越多以及數控機床的普及和發展，對於切削工具要求也越來越高，尤其是在對切削精度、切削效率、可靠性以及專用化等方面。傳統刀具材料已經難以滿足現代製造業提高效率和降低成本的需要，硬質合金材料因其獨特而優異的性能逐漸在切削領域佔據了主導地位。硬質合金材料主要由硬質相WC以及粘結相Co構成，WC相主要負責貢獻耐磨性，而Co相則承擔則增強韌性的角色。但是，耐磨性與韌性是一對難以協調的矛盾，耐磨性強則相應的韌性變弱，反之亦然。為了平衡這一矛盾，相關研究人員也進行了深入的研究，通過強化粘結相、熱處理、表面塗層以及功能梯度結構等方法製備出多種新型硬質合金，使其同時具備高韌性和高耐磨性。

目前硬質合金切削刀具主要發展趨勢包括功能梯度結構、高鈷細晶結構以及塗層硬質合金三類。功能梯度結構硬質合金是基於FGM（Functionally Graded Materials）原理，改變傳統硬質合金微觀結構的分佈，使成分或組織在一維空間、二維空間甚至於三維空間形成梯度結構。其可顯著提高刀具的切削效率以及延長刀具使用壽命；高鈷細晶硬質合金，顧名思義就是含Co量較高，而晶粒度較細。細晶硬質合金的緻密度、硬度及強度都顯著高於普通晶粒硬質合金，再適當提升Co含量，不但能滿足現代加工業以及特種應用領域對新材料的加工需要，尤其適用于製造高負荷、高應力磨損以及銳利的精密模具和工具；塗層硬質合金則是在原有基體上通過CVD（Chemical Vapor Deposition）、PVD （Physical Vapor Deposition）等方法沉積一層極薄的耐磨層，以提高基體的耐磨性。且該塗層可根據實際工作所要求的性能進行不同元素的組合添加，可以實現單層多元素以及多層塗層。