钢结硬质合金简介

从狭义上说，我们通常所指的硬质合金是由硬质相碳化钨WC和粘结相钴Co所组成的。而在广义上，硬质合金就是指难熔金属硬质化合物与粘结金属所组成的材料，通过配料、压制成型、烧结等一系列工艺所制造的合金。难熔金属碳化物一般指的是化学元素周期表中第IV、V、VI族的W、Ti、Ta、V、Hf等元素的碳化物，其中以WC、TiC、TaC的使用最广。由于硬质合金有较高的硬度、强度、红硬性好、化学稳定性高、耐磨耐蚀性优良等众多优点，其用途也相当广泛，如切削工具、地质矿山工具、模具、结构零件、耐磨零件、耐高温高压型腔等。

钢结硬质合金是硬质合金中的一种，除此之外，还有常见的碳化钨基硬质合金（WC-Co、WC-TaC-Co、WC-TiC-Co、WC-TiC-TaC-Co、WC-Ti-TaC-NbC-Co）、碳化钛基或碳氮化钛基硬质合金（通常以TiC或Ti（C，N）为基体，Ni-Mo为粘结剂）、碳化铬基硬质合金（通常以Cr3C2为基体，Ni或Ni-W为粘结剂）、涂层硬质合金（通常指在碳化钨基硬质合金上利用PVD或CVD沉积几微米厚的硬质化合物）。钢结硬质合金则是以TiC或WC为基体，钢作为粘结剂所组成的一种硬质合金。其通常使用粉末冶金的制备方法，经过机加工和热处理后性质介于传统硬质合金与合金钢之间，是一种新型的工程材料。此外，根据粘结相的最终组织结构，钢结硬质合金还可细分为马氏体基、奥氏体基以及铁素体基钢结硬质合金。常见的钢结合金牌号和使用范围如下图所示：

钢结硬质合金具有众多优势，与传统钢材相比，它拥有极高的硬度、耐磨性以及淬透性（淬火时获取淬硬层深度的能力）；而与硬质合金相比，它却具有可机械加工性（车、铣、刨、磨等）、可热处理以及可焊接的优点，还能通过锻造改变其外形尺寸及内部组织结构，从而改善使用性能，这是一般硬质合金所不具备的。通过电焊、镶焊、堆焊、真空焊等焊接方法与钢结硬质合金进行焊接还能满足各种不同的应用需要。钢结硬质合金还具有较小的比重、较高的比强度、良好的自润滑性、高阻尼特性以及固有频率，具有显著的减震效果。其中圆形的TiC晶粒在工作时与工件表面形成滚动摩擦，从而有效避免的粘附磨损和擦伤磨损。综合了传统钢材与硬质合金各自的优点，钢结硬质合金的适用范围十分广泛，在军工材料、航海、航空航天材料、耐高温及耐腐蚀零部件、耐磨减震零件、模具材料、破碎挖掘工具、测量仪器等对材料比重以及综合性能有着特殊要求的领域都有着广阔的应用前景。

对于钢结硬质合金的机加工原则是低切削速度、较大的吃刀深度、走刀量控制精确、不添加冷却液（除磨削加工外），违背这些原则将使得钢结合金加工表面发生硬化，使得机加工过程难以进行。在铣刨加工中所采用的刀具材质通常为高速钢和硬质合金；钻加工时应保证不添加冷却液且钻头无油迹，采用中压进刀并及时排屑，以防止碎屑对钻头的磨损；磨削采用硬度高、自锐性好的120#金刚石砂轮，同时应注意冷却液的添加量；电加工后的钢结硬质合金工件进行淬火时易产生裂纹，为了防止裂纹的产生应延长退火时间待应力消除后，在采用空气淬火或等温分级淬火处理。

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