硬质合金的发展历程

19世纪末叶，人们为了寻找新的材料来取代高速钢，以进一步提高金属切削速度，降低加工成本和解决灯泡钨丝的拉拔问题，开始了对硬质合金的研究。早期的工作主要是集中在碳化钨的研究。从1893年来，德国科学家用三氧化钨和糖高温加热制取了碳化钨，但因其脆性大，易开裂和韧性低等原因，一直未能得到工业应用。

20世纪20年代，德国科学家施律太儿（Schroeter）研究发现纯碳化钨只有加入了低熔点的金属才能使毛坯具有一定的韧性。他于1923年首先提出了用粉末冶金的方法，即将碳化钨与少量的铁族金属（铁、镍、钴）混合，然后压制成型并在高于1300°C温度下于氢气中烧结来生产硬质合金的专利。从此硬质合金生产技术迅速发展。其工艺实质上就是目前仍有厂家在采用的WC-Co硬质合金生产工艺。

但是WC-Co硬质合金在加工钢材时很容易因磨损而损坏，1929年德国科学家发现用两种以上的碳化物组成的固溶体比用单一的碳化物作为硬质合金基体更为优越，并提出了有关固溶体应用的专利。同年德国公司开始生产WC-TiC-Co的合金。不久科学家又研究出WC-TiC-TaC-Co合金，从而使钢材加工问题得到妥善解决。

二战以后，开始研究可转位硬质合金刀具，这种刀具无需焊接，可随时调换刀头，刀杆可长期使用，经济效应显著。1953年可转位刀片问世，是硬质合金工业的重大进展之一。

20世界60年代，德国公司成功研制了涂层硬质合金，是生产技术的有一大重大进展。其采用气相沉积的方法，在普通合金刀片表面涂上薄薄的一层硬质化合物（如TiC，TiN等）而得到涂层刀片，比无此类涂层的硬质合金刀片寿命增加好几倍，而且切削速度提高25-30%左右。目前世界上所出售的可转位刀具中有一大半是涂层硬质合金。

随后，人们除在硬质合金领域开展基础研究外，更多集中在生产技术和工艺设备的改进创新上。60年代末研究开发并引入硬质合金生产领域中的热等压技术，是一重大成果。这种方法生产的合金，孔隙度极地，断裂韧性和抗冲击性均有很大提高。70年代移入喷雾干燥技术，从而获得质量稳定、流动性好、压制性能优良的粉末粒料，加上不断提升性能的自动压力机，使混合粒制备到压坯成型，流程缩短，产品精度提高，并可实现连续化、自动化生产，提高了可转刀片的高质量生产。

20年代80年代以来，硬质合金工业发展特点：1.涂层硬质合金发展迅速，产量大幅增加，应用领域不断扩大。2.涂层技术方面也较大发展，除了改进和完善高温化学气相沉积法外，还研制和推广了中温化学气相沉积法和各种物理气相沉积法，以及等离子体化学气相沉积方法等。3.硬质合金涂层基体方面，出现各种加工用的涂层专用基体，而且开发出带富钴层或脱β的涂层基体，明显提高了合金强度。4.70年代初出现超细合金，并在80年代迅速发展。首先是美国的R19,然后是1984年日本的双高AF1合金，硬度RA93.0，强度5000MPa，为当时世界之最。其他国家也相续开发了性能越来越好的硬质合金。

20世纪80年代研制和普及了低压热等静压技术是硬质合金领域的突破型技术进展，使得低成本生产十分接近理论致密度的硬质合金成为现实。从1989年美国第一台低压热等静压设备以来，该设备遍及世界，我国也开始普遍使用。

20世纪80年代，硬质合金工业另一个特点是硬质合金制品向精密化小型化发展，出现了微型麻花钻头、点阵打印针、精密工模具等高新产品。切削工具尺寸精度越来越高，有的先进厂家已经淘汰U级硬质合金刀片精度，进而达到微米级、超微米级。加之设备和生产线的自动化、智能化，推动硬质合金工业向更高端发展。

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