硬質(zhì)合金是應(yīng)用最廣泛的高速加工 (HSM) 刀具材料。這類材料采用粉末冶金工藝生產(chǎn)，由硬質(zhì)合金（通常為碳化鎢WC）顆粒和軟金屬結(jié)合劑組成。目前，WC基硬質(zhì)合金有數(shù)百種不同的成分，其中大部分使用鈷（CO）作為結(jié)合劑，鎳（Ni）和鉻（CR）也是常用的結(jié)合元素，此外，還有一些其他合金元素可以被添加。

簡單硬質(zhì)合金的牌號

這些用于金屬切削的牌號通常含有 3% – 12% 鈷（重量比）。 WC晶粒的尺寸范圍通常為1-8μM。與其他牌號一樣，WC的硬度和橫向斷裂強(qiáng)度（TRS）可以通過減小其粒徑來提高，但會(huì)降低其韌性。單一牌號的硬度通常在89-93.5hra之間，橫向斷裂強(qiáng)度通常在1.2-2.4mpa（175-350ksi）之間。這個(gè)牌子的粉中可能有大量的回收原料。

純品牌可分為C品牌體系中的C1-C4和ISO品牌體系中的K、N、s、H品牌系列。具有中間特性的簡單牌號可歸類為通用牌號（如C2或K20），可用于車、銑、刨、炒；晶粒較小或鈷含量較低、硬度較高的牌號可歸為精整牌號（如C4或K01）；晶粒較大或含鈷量較高、韌性較好的牌號可歸為粗加工牌號（如C1或K30）。

純型刀具可用于切削鑄鐵、200和300系列不銹鋼、鋁等有色金屬、高溫合金和淬硬鋼。這些牌號也可用于非金屬切削領(lǐng)域（如巖石和地質(zhì)鉆具）。這些牌號的晶粒尺寸范圍從1.5到10μm（或更大），鈷含量為6% – 16%。純硬質(zhì)合金牌號的另一種非金屬切削用途是制造模具和沖頭。這些牌號通常具有中等晶粒尺寸，鈷含量為 16% – 30%。

微晶硬質(zhì)合金的牌號

這些品牌通常含有 6% – 15% 鈷。在液相燒結(jié)過程中，加入VCC和/或碳化鉻可以控制晶粒長大，獲得晶粒尺寸小于1μm的細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)。這種細(xì)晶粒牌號具有非常高的硬度和橫向斷裂強(qiáng)度高于 3.45mpa (500ksi)。高強(qiáng)度和足夠韌性的結(jié)合使得這種刀具可以采用更大的正前角，從而減少切削力，通過切削而不是推動(dòng)金屬材料產(chǎn)生更薄的切屑。

通過在生產(chǎn)等級硬質(zhì)合金粉末時(shí)對各種原材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量鑒定，以及對燒結(jié)工藝條件的嚴(yán)格控制，防止材料微觀結(jié)構(gòu)中形成異常大晶粒，從而獲得合適的材料性能。為了保持細(xì)而均勻的粒度，只有在原料和回收過程能夠完全控制并且可以進(jìn)行廣泛的質(zhì)量檢查時(shí)，才能使用回收粉末。

微晶品牌可根據(jù)ISO品牌體系中的m品牌系列進(jìn)行分類。此外，C品牌體系和ISO品牌體系中的其他分類方法與純品牌相同。微晶級可用于制造切削較軟工件材料的刀具，因?yàn)榇祟惖毒叩谋砻婵梢约庸さ梅浅９饣?，并且可以保持極其鋒利的切削刃。

微晶刀具也可用于加工鎳基高溫合金，因?yàn)樗鼈兛梢猿惺芨哌_(dá) 1200 ℃ 的切削溫度。對于高溫合金等特殊材料的加工，使用微晶級刀具和含釕純級刀具，可以同時(shí)提高其耐磨性、抗變形性和韌性。微晶等級用于制造會(huì)產(chǎn)生剪切應(yīng)力的旋轉(zhuǎn)工具（例如鉆頭）。一種鉆頭由復(fù)合級硬質(zhì)合金制成。同一鉆頭的特定部位材料中的鈷含量不同，因此根據(jù)加工需要優(yōu)化鉆頭的硬度和韌性。

硬質(zhì)合金的牌號

這些牌號主要用于切削鋼件，鈷含量為 5% - 10%，晶粒尺寸為 0.8-2 μ M。通過添加 4% ~ 25% 碳化鈦（TIC），WC 擴(kuò)散到鋼屑表面的趨勢可以得到改善。減少。通過添加不超過25%的碳化鉭（TAC）和卡賓（NBC），可以提高刀具的強(qiáng)度、耐磨性和抗沖擊性。添加這種立方碳化物還可以提高刀具的紅硬性，有助于避免刀具在重負(fù)荷切削或其他切削刃會(huì)產(chǎn)生高溫的過程中發(fā)生熱變形。此外，碳化鈦可以提供形核位置，提高立方碳化物在工件中的分布均勻性。

一般來說，合金型硬質(zhì)合金的硬度范圍為91～94HRA，橫向斷裂強(qiáng)度為1～2KPa（150～300ksi）。與純型相比，合金型的耐磨性較差，強(qiáng)度較低，但粘著耐磨性較好。合金牌號可分為C級體系中的C5-C8和ISO級體系中的P和M級。具有中等性能的合金型牌號可歸為通用牌號（如C6或P30），可用于車、攻、刨和銑。最高硬度等級可分為精加工等級（如C8和P01），用于精加工和鍵控。這些牌號通常具有較小的晶粒尺寸和較低的鈷含量，以獲得所需的硬度和耐磨性。但是，通過添加更多的立方碳化物可以獲得類似的材料性能。韌性最好的牌號可歸為粗加工牌號（如C5或P50）。這些牌號通常具有中等粒度和高鈷含量，立方碳化物的添加量較少，以通過抑制裂紋擴(kuò)展來獲得所需的韌性。在斷續(xù)車削中，采用刀具表面含鈷量高的富鈷牌號可進(jìn)一步提高切削性能。

碳化鈦含量低的合金牌號用于切削不銹鋼和可鍛鑄鐵，也用于加工有色金屬（如鎳基高溫合金）。這些牌號的晶粒尺寸通常小于1微米，鈷含量為8%-12%。硬度較高的牌號（如M10）可用于車削可鍛鑄鐵，而韌性較好的牌號（如M40）可用于銑削和刨削鋼件，或車削不銹鋼或超合金。

合金型硬質(zhì)合金牌號也可用于非金屬切削用途，主要用于制造耐磨零件。這些牌號的晶粒尺寸通常為1.2-2μm，鈷含量為7%-10%。在這些品牌的生產(chǎn)中，通常會(huì)加入很大比例的再生原料，從而在耐磨件的應(yīng)用中獲得較高的性價(jià)比。耐磨零件需要具有非常高的耐腐蝕性和高硬度。這些性能可以通過在此類品牌的生產(chǎn)中添加鎳和碳化鉻來獲得。

為了滿足刀具制造商的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求，硬質(zhì)合金粉末是關(guān)鍵元素。為刀具制造商的加工設(shè)備和工藝參數(shù)設(shè)計(jì)的粉末可以保證成品工件的性能，并導(dǎo)致數(shù)百個(gè)硬質(zhì)合金品牌。硬質(zhì)合金材料的回收特性以及直接與粉末供應(yīng)商合作的能力使工具制造商能夠有效地控制其產(chǎn)品質(zhì)量和材料成本。