常用的硬质合金

1、常用的硬质合金钨钻类硬质合金（YG）它由碳化钨和钻构成。其硬度为 8991.5HRA，耐热性为800900 C,主要用于加工铸铁、 有色金属及其合金，以及非金属材料和含钛的不锈钢等工件 材料。常用的牌号有YG3、YG6、YG8等，G后面的数字为Co 的百分含量。硬质合金中含钻量越多，韧性越好，适合于 粗加工，含钻量少者用于精加工。钨钛钻类硬质合金（YT）它是由碳化钨、碳化钛和钻 构成，其硬度为89.592.5HRA，耐热性为9001000 C。 常用的牌号有YT5、YT14、YT15、YT30, T后面的数字为TiC 的百分含量。当TiC的含量较多、Co的含量较少时，硬度和 耐磨性提高，但抗弯

2、强度有所下降。主要用于加工塑性材 料，（如A3钢、20号钢、45号钢等）但它不适合加工含Ti 元素的不锈钢，因为两者的Ti元素亲和作用较强，会发生 严重的粘结，使刀具磨损加剧。钨钽（铌）钻 类硬质合金（YA）它是由碳化钨、碳化 钽（碳化铌）和钻构成，有较高的常温硬度和耐磨性，同时 能细化品粒，也可提高高温硬度、高温强度和抗氧化能力。常用的牌号有YA6,适合于对冷硬铸铁、有色金属及其合金 进行半精加工，也可对高锰钢、淬火钢等材料进行精加工和 半精加工。钨钛钽(铌)钻 类硬质合金YW)它是由碳化钨、碳化 钛、钻以及加入少量碳化钽或碳化铌构成。其抗弯强度、韧 性、抗氧化能力、耐热性和高温硬度都有很大

3、的提高。是 一种既能加工钢材，又能加工铸铁、有色金属及其合金，通 用性能好的刀具材料，常用的牌号有YW1、YW2。碳化钛基硬质合金(YN)它是由碳化钛、镍和钼构成。 它的硬度高(92.5HRA)，具有较高的抗氧化能力、较高的 耐磨性、耐热性(1100 C1300 C)和抗月牙洼磨损能 力。主要用于碳钢、合金钢、工具钢、淬火钢等连续切削的 精加工，常用的牌号有YN103) 其它刀具材料陶瓷陶瓷刀具材料是以人造的化合物为原料， 在高压下成形和在高温下烧结而成的，硬度为9195HRA， 耐热性高达1200 C以上，化学稳定性好，与金属的亲和力 小，与硬质合金相比切削速度可提高35倍。但其最大的 弱点

4、是抗弯强度低，冲击韧性差，因此主要用于钢、铸铁、 有色金属等材料的精加工和半精加工。常用的陶瓷刀具材 料有：高纯氧化铝陶瓷、复合氧化铝陶瓷和复合氮化硅陶瓷 等。金刚石金刚石分天然和人造两种，都是碳的 同素异形体。天然金刚石由于价格昂贵用得很少。人造金刚 石是在高温高压条件下，由石墨转化而成。是目前已知 的最硬物质，其硬度接近于100OOHV。金刚石刀具能精 密切削有色金属及其合金、硬质合金、陶瓷、高硅铝合 金等高硬度、高耐磨材料。但它不适合加工铁族材料， 因为金刚石中的碳原子和铁有很强的化学亲合力，在高温 条件下铁原子容易与碳原子作用而使其转化为石墨结构， 刀具极易损坏。立方氮化棚 立方氮化硼

5、是由软的六方氮化硼， 在高温高压下加入催化剂转变而成的。其硬度高达8000 9000HV,耐磨性好，耐热性好，高达1400 C。主要 用于对高温合金、淬硬钢、冷硬铸铁进行半精加工和精加工。4）刀具材料的表面涂层 刀具材料的韧性和硬度 一般不能兼顾，故一般刀具材料的寿命主要是受磨损的影 响，近年来采用了表面涂覆处理的办法，妥善解决了这 一问题。刀具材料的表面涂层是在高速钢和韧性较好的 硬质合金等材料制成的刀具 表面上，通过化学气相沉积和 真空溅射等方法，使刀具表面 沉积极薄（512 u m） 的一层高硬度、耐磨和难熔的金属化合物（TiC或TiN ）， 涂层呈金黄色。由于涂层的硬度高，摩擦系数低，

6、使刀具的磨 损显著降低，涂层还具有抗氧化能力和抗粘结性能好的特 点，延迟了刀具前面月牙洼的形成。因此切削速度可提高 30%50%,刀具寿命可提高数倍至十倍。刀具柄部是刀具的夹持部位，承受着弯矩和扭矩的 作用，因此，应具备足够的强度和刚度，通常选用优质碳素 结构钢或优质合金结构钢，如45钢或40 Cr。必要时可选 用合金工具钢作为刀柄或刀体材料，如9 Si Cr。表3-6 常用刀具材料类 别牌号使用性能用途工具钢9SiCr、 CrWMn耐热性差，仅用于切削速度较低的 刀具制造扳牙、手用丝锥、 手用铰刀等受力较小的 刀具高 速 钢通用型高 速钢钨系普通高速钢W18Cr4V、钨钥系普通高速钢6Mo5

7、Cr4V2是一种加入较多的钨、钥、铭、钒 等合金元素的高合金工具钢，有较高 的热稳定性，切削温度达500C 650C时仍能进行切削；有较高的强 度、韧性、硬度和耐磨性制造形状复杂的工具， 如钻头、成形刀具、拉刀、 齿轮刀具等，可加工有色 金属、铸铁、碳钢、合金 钢等材料高性能高 速钢高碳高速钢9W18Cr4V、高钒高速钢W6Mo5Cr4V3、钻高速钢W6Mo5Cr4V2Co8、是在通用高速钢的基础上增加一 些碳、钒及添加钻、铝等元素而成， 又称高热稳定性高速钢，在630C 650C时仍可保持HRC60的硬度，具 有更好的切削性能，耐用度较通用型 高速钢高1.33倍。适用于加工不锈钢、耐 热钢、

8、钛合金及高强度钢 等难加工材料粉末冶金高速钢其强度和韧性分别是熔炼高速钢 的2倍和2.53倍，加工性能好，物 理机械性能各向同性，淬火变形小； 耐磨性能提高20%30%，质量稳定 可靠，耐用度较高适合于制造各种精密 刀具和形状复杂的刀具， 可切削各种难加工材料硬WCCo （钨钻）类硬质合金YG6、YG8、YG3X、YG6X 等韧性、磨削性、导热性较好，Co 的含量较多、WC的含量较少时，则 硬度较低，但抗弯强度较高；反之， 抗弯强度较低，而硬度、耐磨性和耐 热性较高适合加工铸铁、有色金 属及其合金、导热系数低 的不锈钢和对刃口韧性 要求高（如端铣）的钢料质WCTiC合Co金(钨钛钻)类硬质合金

9、WCTiCTaCCo 类硬质合金Ti-Ni-Mo合金、以TiC为主要成分的TiC基硬质合金涂层刀具材料刀 具 材 料YT5、YT14、YT15、YT30 等YWl、YW2YN5YN10在韧性较好的硬质 合金(高速钢)刀 具基体上，涂抹一 薄层耐磨性高的难 熔金属化合物而获 得的。常用的涂层 材料有TiC、TiN、A12O3有纯A12O3陶瓷及A12O3-TiC混合陶 瓷两种，由微粉在 高温下烧结而成分为天然金刚石(TJ)、人造金刚石(RJ)有较高的硬度和耐磨性，抗粘结扩 散能力和抗氧化能力好；但抗弯强 度、磨削性能和导热系数下降，低温 脆性大，韧性差在YT类中加入TaC(NbC)，其抗弯 强度

10、、疲劳强度、冲击韧性、高温硬 度、强度和抗氧化能力、耐磨性等都 比前二类硬质合金高，有通用硬质合 金之称硬度很高，达HRA9094,有较高 的耐磨性、抗月牙洼磨损能力，耐热 性、抗氧化能力以及化学稳定性好， 与工件材料的亲合性小，磨擦系数 小，抗粘结能力强，刀具耐用度高涂层刀具具有较高的抗氧化性能， 因而有较高的耐磨性和抗月牙洼磨 损能力；有低的摩擦系数，可降低切 削时的切削力及切削温度，可提高刀 具的耐用度(提高硬质合金刀具耐用 度13倍，高速钢刀具耐用度210 倍)，但锋利性、韧性、抗剥落性、抗 崩刃性不足有很高的硬度和耐磨性，有很好的 耐热性，在1200C高温下仍能进行切 削；有很好的化

11、学稳定性和较低的摩 擦系数，抗扩散和抗粘结能力强；最 大的缺点是强度低、韧性差硬度高达HV10000,耐磨性好，可 用于加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合 金及耐磨塑料等高硬度、高耐磨的材 料，刀具耐用度比硬质合金提高几倍 到几百倍。其切削刃锋利，能切下极 薄的切屑，加工冷硬现象较少；有较 低的摩擦系数，切屑与刀具不易产生 粘结，不产生积屑瘤，适于精密加工立有很高的硬度(HV80009000)及方整体聚晶立方氮耐磨性，热稳定性(1400C )比金刚石氮化硼和立方氮化硼高得多；化学惰性大，与铁族金属直化复合刀片至1300C时也不易起化学反应，耐硼磨性好，耐热性好用于加工钢材及有色 金属，一般不用于加工含 Ti的材料既可用于加工铸铁，也 可加工钢既可用于加工铸铁，也 可加工钢，因抗塑性变 形、抗崩刃性差，所以不 适用于重切削及断续切 削，主要用于精加工及半 精加工涂层刀片有效解决了 刀具的硬度、耐磨性与强 度、韧性之间的矛盾，大 大提高了刀具的切削性 能，具有较好的通用性， 但价格较高适