梯度结构涂层硬质合金刀片

传统硬质合金虽然组织成分均匀一致，且各项综合性能相比于其他材料都具有一定的优势，但是其存在一个不可避免的矛盾，即硬度与韧性之间的平衡问题。这也是一直限制传统硬质合金材料应用的一个重要因素。而采用新型的制备技术，使传统硬质合金材料在结构上呈现梯度变化，可以有效调和这一组内部矛盾。梯度结构硬质合金通过组织成分呈梯度分布而实现良好的性能，尤其是在高性能硬质合金切削工具方面具有极大的优势。经梯度处理后，合金在表面区域形成缺立方相氮化物和碳氮化物的韧性区域，相应的粘结剂含量高于基体名义粘结剂的含量。在此基础上，采用CVD或PVD的方法在硬质合金基体上沉积涂层，得到涂层梯度硬质合金。当涂层中形成的裂纹扩展到梯度韧性区域时，由于其良好的塑性和韧性，可以有效吸收裂纹扩展时的能量，从而有效地阻止裂纹向合金内部扩展并提高硬质合金切削工具的使用性能。

通过实验发现，随着合金中Co含量的增多，梯度结构合金强度与磁饱和度得到提高，硬度、磁力、密度减小，合金成分梯度结构愈明显，梯度层也越厚；而随着合金中的Ti（CN）含量的增多，梯度结构合金硬度提高，磁力增大，强度和密度发生减小，合金梯度层厚度变薄；在基体和涂层成分相同的情况下，有梯度结构的涂层硬质合金刀片的切削性能与无梯度结构涂层硬质合金刀片的切削性能更为优良（在同一磨损高度的条件下，切削刀具的使用寿命提高了近一倍）。此外，Co含量较高的梯度涂层硬质合金刀片的切削性能普遍优于Co含量较低的梯度涂层刀片的切削性能。

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