为了解决某些特殊材料的加工，在硬质合金钨钢研究和生产中，经常使用TaC、NbC、Cr3C2、VC、ZrC、HfC、Mo2C等碳化物，它们通常采用金属氧化物在氢气保护下直接碳化来制取，即MeO+2C→MeC+CO，其生产流程和制造设备大致与TiC-WC固溶体制取相同。就要求钨钢式作者必须掌握其它碳化物的特性和制取工艺。

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钨极的电流承载能力除了与它们的化学成分有关外，还受到许多其他因素的影响，如焊枪的形式、电极夹头的极性、电极直径、电源种类、电极从焊枪中伸出的长度、焊接位置、保护气体的性质等。

在工艺条件相同的情况下，用直流电焊接对各种类型电极的载流能力的影响没有很大的差别。钨极的载流能力大都与其极性有关，大约2/3的热量产生在阳极上，1/3的热量产生在阴极上。因此，在不过热条件下，电极接负极（正接法）时可以承载的电流比电极接正极（反接法）时大得多（约10倍）；同样，直流电源情况下电极接负极时的载流能力比交流电情况下的载流能力大。

交流电时，纯钨极的载流能力低于其他钨极，而各类电极在对称波形交流电情况下的电流承载能力要比在非对称形交流电时的电流承载能力小。

纯钨极价格不太昂贵,一般用于对焊接质量要求不太严格的情况下，不过用交流电进行焊接时，纯钨极的载流能力较低且抗污染性能差。钍钨极载流能力较好，寿命比较长，抗污染性能较好，易引弧，电弧燃烧较稳定。手工钨极氩弧焊时，钍钨极的消耗量只有纯钨极的10%～20%。等离子弧焊时，国内主要采用钍钨或铈钨电极。

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有害因素的防护措施：
（一） 焊接烟尘和有毒气体的保护
1．通风技术措施 通风技术是消除焊接尘毒危害，改善劳动条件的有效措施。它的作用是把新鲜空气送到作业地点，并及时排出有害物质和被污染的空气，使作业环境符合劳动卫生的要求。
焊接所采用的通风措施为机械排风，并以局部机械排风最为普遍。 
2.   焊接通风技术措施的设计要求
1） 在车间内施焊时，必须保证及时排出焊接过程中产生的有害烟尘、毒气，达到劳动卫生的要求。
2） 有害气体、烟尘等抽排到室外大气中之前，应经过净化处理，防止污染大气。
3） 采用通风措施，必须保证冬季室温在规定范围内。
4） 要根据现场和工艺条件设计，不得影响正常施焊。
5） 应便于安装和拆卸，便于清理和修配。
6） 局部排气装置 焊接过程中，局部排气效果最好，它方便灵活，设备费用少，在焊接作业中得到广泛应用。

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目前，由超硬制品带来高精度、高效率磨削效果已被广泛认可，成为磨削加工中主流产品。磨料磨具行业是一个基础行业，在机械加工始终占据着极其重要地位。就磨料磨具而言，有三方面改进与突破意义非凡。

第一，磨具物理结构改进，如使单位时间内作用工件磨粒数增多、使磨削平均长度增长、使磨削接触面增大，这些都改变了单位时间磨除量，有效提升了效率；第二，超硬磨具应用，主要指以金属粉末、金属氧化物或CBN等超硬材料作为填充物，以树脂、陶瓷或金属结合剂制成磨具应用。

第三，新型磨料磨具出现，如微米级多晶组成陶瓷微晶磨料、含微细金刚石磨粒球壳磨料、超精抛光用聚酯薄膜带等。这些新型磨料磨具所具有特点，使其在磨削加工优势得到淋漓尽致展现。

纵观磨削领域发展，未来磨削加工将对磨料磨具提出更高要求，从目前现状来判断，超硬制品恰恰满足这些新磨削需要。如CBN磨料具有良好热稳定性、硬度高、耐磨性好等特性，故其磨具在磨削加工时线速度高、磨削效率高、磨具寿命也高，特别适宜加工高速钢、轴承钢、不锈钢、冷激铸铁等黑色金属材料。此外，满足各种需要陶瓷结合剂砂轮、大气孔高速砂轮以及不同加工面不同磨粒砂轮、金刚石锯片等都将随着技术进步而扩大应用范围，成为磨削加工主流产品。


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硬质合金丝锥的特点为强化刀尖和提高耐磨性，在采用特殊沟槽和切削角度的同时，增加了沟槽数量以减小每齿切削量；为提高耐磨性和抗粘刀性能，采用了耐热性和化学稳定性优良的TiAlN表面涂层处理。

材质：考虑耐磨性和抗冲击性的前提下，采用超细颗粒硬质合金。   

形状：为提高刚性，采用无颈部的强化丝锥柄型。  

沟槽：为获得良好切屑和提高耐磨性，采用与此相匹配的沟槽数和沟槽形状。  

切削角度：为增加刚性和防止崩刃，采用特殊前角。  

精度：考虑到内螺纹的收缩性，采用适度加大尺寸。  

切入长度：考虑到稳定性和寿命，将切入部分长度限定在5牙。  

尖端直径：为确保实际切入长度，采用大的丝锥尖端直径。


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在近年来的硬质合金回收利用实践过程中，由于对环境保护的要求日益严格，一些回收工艺由于会带来污染而停止使用。目前应用比较广泛的是机械破碎法、锌熔法和电化学选择性电溶法。硬质合金的硬质相碳化钨与粘结相钴在一定的温度下进行烧结形成了粉末冶金的组织结构。如何使致密而坚硬的合金组织得以分解，重新使这些硬质相与粘结金属分离开来是回收利用工艺所要解决的第一步也是关键的一步。

1.高温处理法。硬质合金是在一定的温度下经过保护性气体进行烧结制成的。如果在高出烧结温度下而置于保护性气氛对合金进行加热，硬质合金的体积将发生膨胀，作为粘结金属的钴等将液化沸腾，合金的体积就将变得疏松而多孔坚硬的合金就变得极易破碎加工，经过破碎和研磨，就可以得到与原来的硬质合金相同的碳化钨和粘结金属混合物。高温处理法的原理就在于利用特制的高温炉，在远大于硬质合金的烧结温度(1800℃)使站结金属从合金结构得以解体。这种工艺处理得到的硬质合金再生原料由于得到了高温处理，原先所含的微量其他金属和非金属杂质以及有害气体被清除出去。

2.破碎法。对于一些含钴量不高的硬质合金来说由于硬度相对较低，可以用手工或机械的办法破碎到一定细度后装入湿磨机中研磨一段时间，达到一定的粒度用于再制硬质合金。这种方法工艺简单、流程短、能耗低、不污染环境，但往往在硬质合金手工破碎时，会由于工具的金属材料碎屑带入破碎料中产生污染，此外，由于含钴量较高的硬质合金不易破碎，机械破碎法受到很大限制；成分复杂的硬质合金混合料用此法也很难保证再生产品的质量。

3.锌熔法。锌熔法处理硬质合金的机理是基于锌与硬质合金中的粘结相金属(钴、镍)可以形成低熔点合金，使粘结金属从硬质合金中分离出来，与锌形成锌—钴固溶体合金液，从而破坏了硬质合金的结构，致密合金变成松散状态的硬质相骨架。由于锌不会与各种难熔合金金属的碳化物发生化学反应，再利用在一定的温度下锌的蒸气压远远大于钴的蒸气压，使锌蒸发出来予以回收再利用。因此，锌熔法获得的碳化物粉末较好地保持了原有特性。

4.选择性电化学溶解法。废旧硬质合金的选择性电溶法是以废旧合金作为阳极，置于电介质——盐酸溶液中．在一定的选择极间电压下，通入直流电，废旧硬质合金碎料在直流电场的作用下，其中的粘结相金属钴在阳极上氧化成为二价阳离子进入溶液与氮离子结合生成氮化钴溶液，合金中的碳化钨逐步从合金主体中脱离下来以固体颗粒或片状物形式留存于阳极槽或沉入电介液底部。通过回收电介质中的钴和固相中的碳化钨，进行硬质合金的再制。


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1.在使用时，必须先选择尺寸适合的导套，导套与硬质合金枪钻头部的间隙保持在0.003mm--0.008mm之内，使用枪钻的机床主轴必须有较高的轴向和径向刚性，导套和主轴要有较高的同轴度。在钻孔过程中，被加工材料（特别是铸件）钻孔位置应没有断裂、气孔及其他杂质，否则会造成崩刃，甚至掉头。使用时应正确选取切削用量。一般情况下，切削速度：V=1.1-1.65 米/秒，进给量：s=0.015-0.03 毫米/转，油压：P=2.5-6.0Mpa，流量：Q=0.2-0.65 升/秒。 

2.硬质合金枪钻使用的切削液比较讲究,它直接影响到被加工孔的精度。一定要选择专用的枪钻油。一般枪钻用切削液应有极压添加剂,以保证在高压下形成油膜,防止产生干磨。切削液的粘度与钻孔直径有关,直径越小,粘度越低。送往枪钻切削区的切削油和一般机械加工相比具有压力大、流量大、过滤精度高的特点。流量应随孔深的增大而增大,以保证切削油有更大的流速,达到通畅排屑的目的。


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硬质合金枪钻也叫深孔钻，代表着先进、高效的孔加工技术。它不但可用来加工深孔（径长比1：250），而且也可用来加工浅孔（径长比1：1）。它由钻柄、钻杆、钻头三部分焊接在一起，中间有一通孔，适用于钻削铸铁、碳钢、铜、铝合金、合金钢等。枪钻将钻孔、镗孔、铰孔一次完成，一次走刀便可加工出高精度（IT6-8级）、精直线度（0.16-0.33mm/1000mm）、低粗糙度（Ra3.2-Ra0.1）孔。其钻削速度达到30-100米/分以上。目前国内外在造船、汽车、发动机、机车、化工机械、油嘴油泵、矿山机械及液压件等行业得到广泛应用。 

枪钻磨损后，需及时正确的刃磨，刃磨时必须在万能刃具磨床或专用刃磨机床上将枪钻装在专用夹具上进行刃磨，可选用粒度120左右的树脂金刚石砂轮进行刃磨，每次刃磨只修磨内外角的后刃面。必须保证正确的几何角度和刃尖位置。


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要获得性能良好的涂层梯度硬质合金产品，涂层基体的制备是一个非常关键的问题。涂层必须与合适的基体结合才能达到预期的性能。具有梯度结构的表面富钴合金基体则使涂层切削刃强度更高，提高了涂层抗裂纹扩展能力，提高了基体与涂层的结合强度以及刀具的抗弯强度。硬质合金刀片划痕强度实验表明：基体成分相同情况下，梯度结构涂层刀片的基体与涂层结合强度比无梯度结构涂层刀片的基体与涂层结合强度大。硬质合金刀片的切削实验也表明：基体和涂层成分相同的情况下，有梯度结构涂层硬质合金刀片的切削性能比无梯度结构涂层硬质合金刀片的切削性能优良。

梯度硬质合金基体可通过分段烧结工艺制备。第一阶段预烧结，将试样在氮气保护下升温(升温速度为5℃/ｍｉｎ)，升温到400℃时保温1ｈ脱蜡；温度到1380℃时，保温1ｈ使合金致密化后，冷却至室温。第二阶段梯度烧结，在真空状态下，将预烧结后试样由室温升至烧结温度并保温2ｈ后随炉冷却至室温。

含氮硬质合金梯度烧结是在真空气氛中进行的，合金内部的氮活度大于表面氮活度，内部的氮原子向表面进行扩散。而Ｎ原子与Ｔｉ原子之间存在很强的热力学耦合，所以，在液相烧结温度下，合金内部氮原子通过液相粘结剂向表面扩散的同时，表面的Ｔｉ原子也通过液相粘结剂向内部扩散，扩散将会导致合金表面的ＴｉＣ、ＴｉＮ、(Ｔｉ，Ｗ)(Ｃ，Ｎ)等立方相碳化物、氮化物以及碳氮化物发生分解。向合金内部扩散的金属原子与内部的碳，氮等原子发生反应生成一些硬质相碳化物、氮化物以及碳氮化物。由于金属原子向合金内部扩散导致在合金的表层形成体积空位，从而，液相粘结剂流向合金的表层，在合金的表层形成具有梯度结构的表层韧性区域，这样制备出梯度硬质合金基体。


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近年来，随着功能梯度材料概念的提出，功能梯度硬质合金正在发展成为当前硬质合金领域的重要研究内容之一。为了提高硬质合金切削工具的切削性能和使用寿命，可在合金的表面涂上薄层高硬度耐磨材料。由于不同材料的热膨胀系数不同，涂层材料在冷却过程中可能因热应力而产生裂纹。由于涂层材料的脆性通常裂纹更容易在涂层表面产生并向基体中扩展。为了尽可能防止由于裂纹扩展而导致的材料失效，并有利于获得高性能的硬质合金切削工具材料，可对基体进行梯度处理，使在基体表面区域形成缺立方相碳化物和碳氮化物的韧性区域，此区域的粘结剂含量高于基体的名义粘结剂含量。当涂层中形成的裂纹扩展到该区域时，由于其良好的韧性，可以吸收裂纹扩展的能量，因而能有效地阻止裂纹向合金内部扩展，提高硬质合金切削工具的使用性能。

涂层梯度硬质合金刀具具有优异的使用性能，应用领域大，前景十分广阔。要获得性能良好的涂层梯度硬质合金产品，除选好涂层材料和控制好涂层工艺外，梯度合金基体的制备是一个非常关键的问题。目前国内外研究者对梯度硬质合金涂层基体制备过程的热力学和梯度形成机理进行了一些有益的研究和探索，但这些研究还只是初步的，尚存在一定的局限性，有待进一步深入研究。


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1.PCD刀具刃磨机床
该刃磨机床可利用陶瓷结合剂金刚石砂轮的锋利性和一定的磨削压力实现对PCD、PCBN及天然金刚石刀具的刃磨，其特点是机床刚性好，带有投影测量装置，是目前国外应用最广泛的超硬刀具专用刃磨设备。目前，PCD刀具刃磨技术不断改进，如将以弹簧产生的恒压力改为气动压力，并可在0～300N范围内调整，以适应不同的磨削对象。为便于控制磨削尺寸，刃磨机上的刻度均带有数显装置。

2.数控电火花PCB刀具成形机床
该机床采用电火花线切割加工PCD、PCBN刀具，由于采用了先进的数控系统，加工出的多刃刀具的跳动可控制在 0.001mm，刀具表面粗糙度可达Ra0.4µm。该机床有六个数控轴、两个手动轴，特别适合带柄阶梯钻、铣刀、锯片等多刃刀具的加工，一次输入程序即可切割出阶梯刀具、曲线刀具的刃、背、内折线等几何形状，自动化程度及加工精度均很高。不足之处是切割表面粗糙度稍逊于磨削表面，此外机床价格较为昂贵。

3.超精金刚石刀具研磨机
该设备可对航空航天、军工等行业用的超精加工直线刃金刚石刀具进行研磨，刀具表面粗糙度Ra≤0.01µm, 刀具刃口半径r≤0.1µm。该设备采用空气静压主轴，精度0.1～0.2µm，研磨盘端面跳动0.1～0.2µm/ø300mm。


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