金属切削刀具是现代生产制造业必不可少加工利器，以硬质合金刀具、硬质合金刀片为主的超硬刀具更是对切削市场其着重要的推动作用。

伴随经济社会的发展和生产制造业的具体使用情况，硬质合金刀具的服务要求越来越明显，与机床设备相似，客户购买切削刀具，并不只是需要刀具本身，更需要达 到完美切削的要求，尤其是以硬质合金刀具为主的高端切削刀具市场。因此，对于像我们这样的株洲硬质合金刀具制造企业而言，销售刀具就不能只是描述简单刀具 本身的性能指标和物理参数，更需要研究客户要加工工件的材质，结合其生产成本，提出一个系统的解决方案。
      
以目前的经济形式而言，刀具使用客户要求成本要有一定比例的下降，但对于服务的要求却总是在提高。而对于硬质合金刀具生产企业而言，材料成本的增加和人力 成本的上升迫切需要提升价格来维持运作，这就是很矛盾的事情。硬质合金刀具的服务要求也是发展的主流要求。
      
随着新型制造行业的产生以及客户对生产效率越来越高的要求，国际刀具制造企业都在细分自己的技术团队。从研发到技术服务团队，已经拥有了模具工业组、汽车 工业组、航空工业组、MTB组，还有新增加的能源工业组、医疗产业组等。我国“十二五”规划发展要求也是刀具市场的机遇和挑战。金属切削刀具属于消费类工业品，价格就是竞争市场的武器。对于生产企业来说，规模化销售摊平成本，做专做精都是企业获得相应利润的重要途径。


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按照合金牌号设计的要求，选取相应的原料并按一定的比例称取原料配合在一起的过程，称为硬质合金球磨配料。

硬质合金生产过程中，影响碳量的因素较多，使得碳量不易控制，给精确配碳造成困难。实际生产中，影响碳的因素主要有：原料（如WC、Co等）的含碳量，氧含量，工艺过程中的各种增氧（如环境、成形剂的吸湿性等）因素等。配料时，通常需要再计算的基础上根据经验确定实际配碳量。

提高混合料碳量的措施一般有：
（1）采用高含碳量的WC；
（2）直接添加炭黑。

降低碳量的措施有：
（1）采用低碳WC；
（2）添加细钨粉。

这些措施中，采用高碳或低碳WC方式较好。配料时，原料力度一般通过试验确定。


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（1）密度测定原理
硬质合金密度测定通常采用排水法进行测定，根据阿基米德原理，合金在水中所受的福利等与合金试样排开同体积水的质量。
（2）硬质合金试样的准备
试样表面必须用金刚石砂轮充分打磨光滑，以减少误差，使测定的数据准确。试样体积不得小于0.5cm3，若需测试样体积小于0.5cm3，可将几个试样合在一起，但每个试样的体积不得小于0.05cm3。
（3）测定步骤
将只好的硬质合金试样放在分析天平上，先测出合金在空气中的质量（P1），然后再将试样放在水中测出质量（P2），按下式计算合金的密度D（g/cm3）：D=P1·d/(P1-P2)，式中：P1——合金试样在空气中的质量，g；P2——合金试样在水中的质量，g；d——测定时水的密度，g/cm3。

用作密度测定的合金试样必须清洁，不允许有油污、填料等，否则会影响测定数据的准确性，水的密度通常取1.0000g/cm3，它随温度变化，必要时应予以修正。

注意：
（1）即使是相同组成的合金，但只要含碳量有微笑变动，密度也会发生变化，一般情况下，高碳合金的密度低一些。
（2）在测定过程中应考虑水质、水温以及所用固定合金的细丝与水的润湿性（张力）；此外还须注意测定操作过程的具体细节，最大限度地减小操作误差。


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硬质合金刀片刃磨注意事项:
1.刃磨前应检查刀片的定位面是否平整，并根据刀片的大小、形状及刃磨部位来选择刃磨夹具及砂轮。
2.按技术要求调整夹具。
3.检查刃磨机器的精度。
4.金刚石砂轮安装后，必须进行仔细的定心调整，砂轮调整后，不应轻易拆卸。
5.金刚石砂轮与普通砂轮不同，不需要经常修正。刀片刃磨后，刃口锋利，不得碰撞。

刀片的刃磨顺序为：
1.首先研磨底面，以底面作为基准面，安装在夹具上，再刃磨其他各面。
2.刃磨周边。注意底面与周边垂直及相关的几何精度。
3.开前角，刃磨卷屑槽。
4.刃磨副后角。倒棱，使刃口无缺陷。
5.刃磨刀尖角，包括刀尖圆弧、过度刃及修光刃等。


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硬质合金的性能受硬质相和粘结相成分与结构的影响。一般而言，硬质相含量较高且晶粒较细时，合金的硬度高，耐磨性好，抗冲击性较差。合金中缺碳时，出现脱碳相，合金性能变脆，碳化钛或碳化钽含量较高时，合金的红硬性提高，抗月牙洼磨损能力增强，但抗冲击性能降低。

粘结相的成分与结构也对硬质合金的性能产生重要影响。在硬质合金生产中，Co是一种良好的粘结金属，与Ni、Fe比较，Co与硬质相的润湿性好，所粘结的硬质合金性能通常比Ni、Fe粘结的高。由于Ni的磁性低，耐腐蚀性好，使WC-Ni作为无磁合金或耐腐蚀合金，在性能上优于WC-Co合金。

碳与铁生成稳定的Fe3C，它妨碍硬质合金的粘结与烧结，且铁易与碳化物形成脆性的三元化合物，使合金的脆性增加，铁粘结的硬质合金硬度虽然不低，但强度与钴粘结的合金差距较大。

为强化粘结相，改善硬质合金的性能，人们研究出不同成分与结构的新粘结相。如利用W和C使Co合金化，制成具有共晶成分的钴合金，其理论共熔温度为1280℃，熔点低，有利于烧结坯在低温下完成致密化。

通过调整粘结相的成分改善硬质合金的红硬性和抗蠕变能力，取得了良好效果。如采用Co-Ni-Cr-Mo-Al高温合金替代传统的Co粘结相，所粘结的硬质合金刀刃比Co粘结的具有更长的使用寿命，抗切削变形性能更好。


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在硬质合金表面通过物理、化学、等离子体气相沉积等方法涂覆单层或多层碳化物、氮化物、氧化物等难容硬质合金化合物，可大幅度提高硬质合金工具的性能和使用寿命。涂层硬质合金具有很高的室温和高温硬度、良好的抗氧化性、抗月牙洼磨损性能、较小的摩擦系数、被加工件表面粗糙度低、工具使用寿命长等一系列优点。因此，这类合金发展极其迅速，合金品种、产量不断增加，应用范围不断扩大。

涂层硬质合金具有下述优点：

涂层的硬度高（TiC-2800HV30, TiN-2100HV30）,耐磨性好，能减少刀具前刀面上的月牙洼磨损和后刀面磨损，提高刀具耐用度。
涂层刀片比非涂层刀片的切削速度提高25%-30%，在相同切削速度下，刀片寿命可延长1-3倍。
可减少黏刀现象，不易生成积屑瘤。
刀片与工件之间的摩擦系数小，可降低切削力10%-15%。
同一涂层刀片可同时用于精车和半精车，能代替两种不同牌号的非涂层刀片。


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钨极氩弧焊时常被称为TIG焊，是一种在非消耗性电极和工作物之间产生热量的电弧焊接方式；电极棒、溶池、电弧和工作物临近受热区域都是由气体状态的保护隔绝大气混入，此保护是由气体或混合气体流供应，通常是惰性气体，必须是能提供全保护，因为甚至很微量的空气混入也会污染焊道。

钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，焊接时氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的，从而获得优质的焊缝。焊接过程中根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝。

这种焊接方法由于电弧是在氩气中进行燃烧，因此具有以下优缺点：

1） 氩气具有极好的保护作用，能有效的隔绝周围空气；它本身既不与金属起化学反应，也不溶于金属，使得焊接过程中的冶金反应简单易控制，因此获得较高质量的焊缝提供良好条件。

2）钨极电弧非常稳定，即使在很小电流情况下（<10A）仍可稳定燃烧，特别适用于薄板材料焊接。

3）热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调整所以这种焊接方法可进行全方位焊接，也是实现单面焊双面成型的理想方法。

4）由于填充焊丝不通过电流，故不产生飞溅，焊缝成型美观。

5)交流氩弧焊在焊接过程中能够自动清除焊件表面的氧化膜作用，因此，可成功地焊接一些化学活泼性强的有色金属，如铝、镁及合金。

6）钨极承载电流能力较差，过大的电流会引起钨极的熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池而引起夹钨。因此，熔敷速度小、熔深浅、生产率低。

7）采用氩气较贵，熔敷率低，且氩弧焊机有较复杂，和其他焊接方法（如焊条电弧焊、埋弧焊、CO2&shy;气体保护焊）比较，生产成本较高。

8）氩弧周围受气流影响较大，不易室外工作。


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因为环境的要求，美国政府选择粉末钨合金复合材料，如钨-锡和钨-聚合物复合材料取代铅，用于军事打靶的小型武装弹药等目的。

粉末钨合金子弹的弹芯用机械压制，再装入铜制的金属套中，最后旋锻成最终形状。压制的全过程给于弹芯足够的强度，无需烧结，而粉末钨合金子弹的所有生产步骤与生产铅制弹药几乎一致。

据称，粉末钨合金子弹与铅子弹大同小异，粉末钨合金子弹比铅子弹更容易炸裂。所有的研究表明，钨还可以回收，有利于环境。2005年后美国陆军每年使用钨弹芯150万磅。

据美国有关学者唐纳德﹒华特报道，钨聚合物复合材料和钨-锡弹芯还可作为警察和民间用小型武装弹药。粉末钨合金复合材料弹芯可以满足11.3g/cm3密度的要求。粉末钨合金子弹的发射性能和铅子弹的一样好，且用粉末钨合金子弹的寿命周期更有优越性。同时考虑把钨作为铅的一种替代品用于辐射屏蔽，比如X-光管套、同位素和中子的屏蔽，还可以作为渔锤等。


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穿甲弹用钨合金心的研制是从上世纪五十年代开始的，上世纪七十年代开始，英国、美国、西德等国用液相烧结高比重钨合金(W-Ni-Fe和W-Ni-Cu)做大口经脱壳穿甲弹芯及枪榴弹（穿甲弹）弹头，从而大大提高了弹心的韧性，增加了穿甲威力。国外穿甲弹用钨钨合金心如下表所示。

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钨电极是氩弧焊、等离子体焊接和切割技术中的关键材料，目前使用较多的钨电极是钍钨电极和铈钨电极，由于钍钨电极的放射性污染，国内已限制了钍钨电极的生产。铈钨电极是为了取代放射性钍钨电极材料而发展起来的，1973年上海灯泡厂王菊珍研制成功铈钨电极,获得了推广使用，已被国际标准化组织（ISO）引入非熔化电极标准中，在小规格焊接用钨电极方面成功地取代了钍钨。但由于铈钨电极还存在引弧较差，使用寿命短，不适合大电流﹑交流焊接等问题。随着现代工业的进步和发展，焊接、切割母材的品种、规格及形状日趋繁多，在钨极惰性气体保护焊和等离子自动焊、等离子喷射、切割，高精度焊接等一系列新技术、新工艺中，要求电极材料具有突出的可靠性和稳定性，同时与现代人类文明发展相适应，关于电极材料的生产、使用对环境的影响也有了更高、更为苛刻的要求。

为此，各国材料工作者正致力于开发、研究各种新型电极材料，例如，最近几年，北京工业大学系统研究了稀土元素La、Y对钨电极材料热电子发射能力和稳定性的影响。对它们分别进行了引弧、烧损等焊接性能研究，并与钍钨电极进行了对比，分析了稀土元素在钨电极热发射过程中的行为和作用机制。研究表明，La-W电极具有优良的起弧性能；Y-W电极在大功率使用下稳定性较好，为此学者们考虑用几种稀土元素的复合添加，以全面提高其性能的可能。


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