硬質(zhì)合金是以高硬度難熔金屬的碳化物（WC、TiC)微米級(jí)粉末為主

硬質(zhì)合金刀具

要成分，以鈷（Co）或鎳（Ni）、鉬（Mo）為粘結(jié)劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品。

ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬的碳化物、氮化物、硼化物等，由于硬度和熔點(diǎn)特別高，統(tǒng)稱為硬質(zhì)合金。下面以碳化物為重點(diǎn)來(lái)說(shuō)明硬質(zhì)含金的結(jié)構(gòu)、特征和應(yīng)用。

ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬與碳形成的金屬型碳化物中，由于碳原子半徑小，能填充于金屬晶格的空隙中并保留金屬原有的晶格形式，形成間隙固溶體。在適當(dāng)條件下，這類固溶體還能繼續(xù)溶解它的組成元素，直到達(dá)到飽和為止。因此，它們的組成可以在一定范圍內(nèi)變動(dòng)（例如碳化鈦的組成就在TiC0.5～TiC之間變動(dòng)），化學(xué)式不符合化合價(jià)規(guī)則。當(dāng)溶解的碳含量超過(guò)某個(gè)極限時(shí)（例如碳化鈦中Ti︰C=1︰1），晶格型式將發(fā)生變化，使原金屬晶格轉(zhuǎn)變成另一種形式的金屬晶格，這時(shí)的間充固溶體叫做間充化合物。

金屬型碳化物，尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬碳化物的熔點(diǎn)都在3273K以上，其中碳化鉿、碳化鉭分別為4160K和4150K，是當(dāng)前所知道的物質(zhì)中熔點(diǎn)的。大多數(shù)碳化物的硬度很大，它們的顯微硬度大于1800kg·mm2（顯微硬度是硬度表示方法之一，多用于硬質(zhì)合金和硬質(zhì)化合物，顯微硬度1800kg·mm2相當(dāng)于莫氏一金剛石一硬度9）。許多碳化物高溫下不易分解，抗氧化能力比其組分金屬?gòu)?qiáng)。碳化鈦在所有碳化物中熱穩(wěn)定性，是一種非常重要的金屬型碳化物。然而，在氧化氣氛中，所有碳化物高溫下都容易被氧化，可以說(shuō)這是碳化物的一大弱點(diǎn)。

粘結(jié)金屬一般是鐵族金屬，常用的是鈷和鎳。

制造硬質(zhì)合金時(shí)，選用的原料粉末粒度在1～2微米之間，且純度很高。原料按規(guī)定組成比例進(jìn)行配料，加進(jìn)酒精或其他介質(zhì)在濕式球磨機(jī)中濕磨，使它們充分混合、粉碎，經(jīng)干燥、過(guò)篩后加入蠟或膠等一類的成型劑，再經(jīng)過(guò)干燥、過(guò)篩制得混合料。然后，把混合料制粒、壓型，加熱到接近粘結(jié)金屬熔點(diǎn)（1300～1500℃）的時(shí)候，硬化相與粘結(jié)金屬便形成共晶合金。經(jīng)過(guò)冷卻，硬化相分布在粘結(jié)金屬組成的網(wǎng)格里，彼此緊密地聯(lián)系在一起，形成一個(gè)牢固的整體。硬質(zhì)合金的硬度取決于硬化相含量和晶粒粒度，即硬化相含量越高、晶粒越細(xì)，則硬度也越大。硬質(zhì)合金的韌性由粘結(jié)金屬?zèng)Q定，粘結(jié)金屬含量越高，抗彎強(qiáng)度越大。

特點(diǎn)

它屬于非破壞性試驗(yàn)，試驗(yàn)方法比較簡(jiǎn)單。硬質(zhì)合金的硬度檢測(cè)對(duì)其試件的形狀及尺寸適應(yīng)性較強(qiáng)，試驗(yàn)效率高。另外，硬質(zhì)合金材料硬度與其它物理特性之間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如，硬質(zhì)合金硬度試驗(yàn)和拉伸試驗(yàn)基本上都是檢測(cè)金屬抵抗塑性變形的能力，這兩種試驗(yàn)在某種程度上都是檢測(cè)金屬相似的特性。所以，其檢測(cè)結(jié)果是完全可以相互比較的。硬質(zhì)合金拉伸試驗(yàn)設(shè)備龐大、操作復(fù)雜、要制備試樣、試驗(yàn)效率低，對(duì)于許多金屬材料，都有一硬度試驗(yàn)和拉力試驗(yàn)的換算表可查。因此，在檢測(cè)硬質(zhì)合金材料力學(xué)性能時(shí)，人們?cè)絹?lái)越多地采用硬度試驗(yàn)，而較少采用拉伸試驗(yàn)。

中國(guó)刀具企業(yè)通過(guò)不斷地學(xué)習(xí)和戰(zhàn)略規(guī)劃，已經(jīng)在市場(chǎng)上占據(jù)了半壁江山，但是，企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中還是凸顯出幾個(gè)致命的問(wèn)題，比如重視不夠、處理不當(dāng)，這些都將會(huì)嚴(yán)重影響到企業(yè)的發(fā)展。

現(xiàn)階段，硬質(zhì)合金刀具在發(fā)達(dá)國(guó)家已占刀具類型的主導(dǎo)地位，比重高達(dá)70%。而高速鋼刀具卻正以每年1%～2%的速度縮減，所占比例已降至30%以下。

同時(shí)，硬質(zhì)合金切削刀具在我國(guó)也已經(jīng)成為加工企業(yè)所需的主力刀具，被廣泛地應(yīng)用在汽車及零部件生產(chǎn)、模具制造、航空航天等重工業(yè)領(lǐng)域，但我國(guó)刀具企業(yè)卻盲目地、大量地生產(chǎn)高速鋼刀以及一些低檔標(biāo)準(zhǔn)刀具，完全沒(méi)有考慮到市場(chǎng)飽和度和企業(yè)所需，終把具有高附加值、高科技含量的中高端刀具市場(chǎng)“拱手相讓”給國(guó)外企業(yè)。

有資料顯示，我國(guó)刀具的年銷售額大約為145億元，其中硬質(zhì)合金刀具所占的比重不足25%，但國(guó)內(nèi)制造業(yè)所需的硬質(zhì)合金刀具已經(jīng)占據(jù)刀具的50%以上，這種盲目生產(chǎn)已經(jīng)嚴(yán)重滿足不了國(guó)內(nèi)制造業(yè)對(duì)硬質(zhì)合金刀具日益增長(zhǎng)的需求，從而形成了中高端市場(chǎng)的真空狀態(tài)，終被國(guó)外企業(yè)所占據(jù)。

2007年，我國(guó)生產(chǎn)的1.65萬(wàn)噸硬質(zhì)合金中，有4500噸用于切削刀具生產(chǎn)上，數(shù)量上和日本相當(dāng)。但制成刀具后的價(jià)值僅8億美元，遠(yuǎn)不及日本的25億美元，這充分說(shuō)明國(guó)內(nèi)硬質(zhì)合金刀具的整體生產(chǎn)水平與國(guó)外仍有相當(dāng)大的差距。所以，在國(guó)內(nèi)企業(yè)不能滿足市場(chǎng)需求的前提下，制造業(yè)的需求就不得不依靠大量進(jìn)口來(lái)解決。有資料顯示，主要外商在中國(guó)中高端刀具市場(chǎng)上的銷售年增長(zhǎng)率達(dá)30%，已超過(guò)國(guó)產(chǎn)刀具的年均增長(zhǎng)水平。