切削刀具用硬质合金发展趋势

随着难加工材料越来越多以及数控机床的普及和发展，对于切削工具要求也越来越高，尤其是在对切削精度、切削效率、可靠性以及专用化等方面。传统刀具材料已经难以满足现代制造业提高效率和降低成本的需要，硬质合金材料因其独特而优异的性能逐渐在切削领域占据了主导地位。硬质合金材料主要由硬质相WC以及粘结相Co构成，WC相主要负责贡献耐磨性，而Co相则承担则增强韧性的角色。但是，耐磨性与韧性是一对难以协调的矛盾，耐磨性强则相应的韧性变弱，反之亦然。为了平衡这一矛盾，相关研究人员也进行了深入的研究，通过强化粘结相、热处理、表面涂层以及功能梯度结构等方法制备出多种新型硬质合金，使其同时具备高韧性和高耐磨性。

目前硬质合金切削刀具主要发展趋势包括功能梯度结构、高钴细晶结构以及涂层硬质合金三类。功能梯度结构硬质合金是基于FGM（Functionally Graded Materials）原理，改变传统硬质合金微观结构的分布，使成分或组织在一维空间、二维空间甚至于三维空间形成梯度结构。其可显著提高刀具的切削效率以及延长刀具使用寿命；高钴细晶硬质合金，顾名思义就是含Co量较高，而晶粒度较细。细晶硬质合金的致密度、硬度及强度都显著高于普通晶粒硬质合金，再适当提升Co含量，不但能满足现代加工业以及特种应用领域对新材料的加工需要，尤其适用于制造高负荷、高应力磨损以及锐利的精密模具和工具；涂层硬质合金则是在原有基体上通过CVD（Chemical Vapor Deposition）、PVD （Physical Vapor Deposition）等方法沉积一层极薄的耐磨层，以提高基体的耐磨性。且该涂层可根据实际工作所要求的性能进行不同元素的组合添加，可以实现单层多元素以及多层涂层。

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