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硬质合金 1.1 硬质合金的发展历史 硬质合金是用粉末冶金生产由难熔金属化合物和粘接金属构成的组合材料。 现在硬质合金的发明者是德国人施勒特尔，他于1923年首先用粉末冶金方法生产硬质合金。他在专利中所提出的工艺，今天仍在WC-Co硬质合金生产工艺中使用。1926年，德国克虏伯(Krupp)公司首先进行硬质合金的工业生产，并以“维迪阿” ( Widia)的商标(意为象金刚石）在市场销售。随后很快传到欧美及日本等国。 硬质合金的发展情况见表1。值得指出的是，自1953年有人首先采用可转位刀片以来，由于使用这种刀片不用焊接，可随时调换刀片，刀杆可长期使用，经济效果显著，推广迅速，这是硬质合金工业的重大进展之一。六十年代末期，西德克虏伯公司成功研制了涂层硬质合金，用此 表1 硬质合金的发展情况 制成的刀片的使用寿命可比标准的可转位刀片高出好几倍，而且切削速也可以提高25~30%，从此获得了广泛的应用，这是硬质合金生产发展过程中的又一个重大进展。此外，六十年代末期引入硬质合金生产领域的热静压技术，以及七十年代移植到硬质合金生产领域的喷雾干燥技术，使硬质合金生产工艺又向前迈进了一大步。 我国硬质合金工业是从20世纪50年代初建设株洲硬质合金厂开始的，50多年来，从无到有，不断发展，取得了令世人瞩目的成就，但整体技术水平特别是高附加值制品的生产与世界先进水平比较仍存在较大差距。 （2）钨钴钛类硬质合金 由碳化钨、碳化钛和钴组成，常用代号有YT5、YT15、YT30等。代号中“YT”为“硬”、“钛”两字的汉语拼音字首，后面的数字表示碳化钛的含量（质量分数×100）。 硬质合金中，碳化物含量越多，钴含量越少，则硬质合金的硬度、热硬性及耐磨性越高，但强度及韧性越低。 例如，YT15，表示平均WTi＝15％，其余为碳化钨和钴含量的钨钛钴类硬质合金。 TIC 刀具 （3）通用硬质合金 主要成分是碳化钨、碳化钛、碳化钽（或碳化铌）及钴。这类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合金。 　　 其牌号由“YW”（“硬”、“万”两字汉语拼音字首）加顺序号组成，如 YW1。 钨钛钽刀具 硬质合金应用推荐 1.3.4 钢结硬质合金 是近年来发展的一种新型硬质合金，是以一种或几种碳化物（WC、TiC）等为硬化相，以合金钢（高速钢、铬钼钢）粉末为粘结剂，经配料、压型、烧结而成。钢结硬质合金具有与钢一样的可加工能力，可以锻造、焊接和热处理。 缺点：脆性大、韧性低、难以加工成型，制约了工程结构陶瓷发展及其应用。 1.4 烧结成型 硬质合金烧结成型就是将粉末压制成坯料，再进烧结炉加热到一定温度（烧结温度），并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的硬质合金材料 。 硬质合金烧结过程可以分为四个基本阶段： 　　 1：脱除成形剂及预烧阶段，在这个阶段烧结体发生如下变化： 　 成型剂的脱除，烧结初期随着温度的升高，成型剂逐渐分解或汽化，排除出烧结体，与此同时，成型剂或多或少给烧结体增碳，增碳量将随成型剂的种类、数量以及烧结工艺的不同而改变。 　　 粉末表面氧化物被还原，在烧结温度下，氢可以还原钴和钨的氧化物，若在真空脱除成型剂和烧结时，碳氧反应还不强烈。粉末颗粒间的接触应力逐渐消除，粘结金属粉末开始产生回复和再结晶，表面扩散开始发生，压块强度有所提高。 2：固相烧结阶段（800℃--共晶温度） 在出现液相以前的温度下，除了继续进行上一阶段所发生的过程外，固相反应和扩散加剧，塑性流动增强，烧结体出现明显的收缩。 　　3：液相烧结阶段（共晶温度--烧结温度） 　　 当烧结体出现液相以后，收缩很快完成，接着产生结晶转变，形成合金的基本组织和结构。 　　4：冷却阶段（烧结温度--室温） 　　 在这一阶段，合金的组织和相成分随冷却条件的不同而产生某