硬質(zhì)合金復(fù)合材料的特性

硬質(zhì)合金顯示復(fù)合材料的特性。它們由元素周期表 IV 到 VI 亞族金屬的硬質(zhì)碳化物或碳氮化物組成，由粘合劑金屬（主要是鈷和鎳）結(jié)合在一起。由于碳化物的高熔點，這些切削材料在非常高的加工溫度下仍能保持其硬度。此外，由于其非常精細的分布，與高速鋼 ()相比，粘結(jié)相的軟化發(fā)生在相當高的溫度下。硬質(zhì)合金可使用洪水冷卻、微量潤滑(MQL) 或干切削工藝應(yīng)用。它們的脆性意味著需要堅固而穩(wěn)定的機床。帶涂層膠結(jié) , 2006硬質(zhì)合金刀具，切削速度高出三倍（與高速鋼刀具相比）適用于長刀具壽命行程。

目前，主要使用三種不同類型的硬質(zhì)合金：基于碳化鎢的硬質(zhì)合金與鈷結(jié)合相 (WC-Co)，碳化鎢與立方碳化物如 TaC、NbC、TiC 與鈷結(jié)合相的結(jié)合 (WC-(WC-) Ti,Ta,Nb)C-Co) 和金屬陶瓷，它們是 TiC 基硬質(zhì)合金。

由于鎢對鈷的潤濕性，WC-Co 硬質(zhì)合金具有高硬度。由于小于 0.1  μm 的 碳化鎢晶粒尺寸小，因此具有高邊緣強度。但是，由于許多工件材料在鈷中具有溶解性，因此這種切削材料對月牙洼磨損具有很高的敏感性，尤其是在加工鋼時。這可以通過施加硬涂層來防止。WC-Co 硬質(zhì)合金的最高使用溫度為 800 至 900 °C。高于此溫度，由粘結(jié)相軟化引起的塑性變形會導(dǎo)致工具失效。

WC-(Ti,Ta,Nb)C-Co-Co-硬質(zhì)合金由于粘結(jié)相對立方碳化物的潤濕性降低而表現(xiàn)出不同的磨損行為，從而導(dǎo)致更高的抗凹坑磨損能力。此外，這種切削材料具有較低的比重和 100 至 150 與 WC-Co 硬質(zhì)合金相比 °C 的應(yīng)用溫度。WC-(Ti,Ta,Nb)C-Co 硬質(zhì)合金的主要缺點是延展性低，這限制了其在旋轉(zhuǎn)工具中的應(yīng)用。因此，WC-(Ti,Ta,Nb)C-Co- Co-硬質(zhì)合金主要用于可轉(zhuǎn)位刀片（Heisel等，2014）。

金屬陶瓷是 Ti(C,N)–Mo 2 C–WC–Ni 基硬質(zhì)合金，其結(jié)構(gòu)由 Ti(C,N) 組分的溶液、分離過程和旋節(jié)線分解形成。這種切削材料的特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致大約 1100  °C 的非常高的應(yīng)用溫度。然而，在相同硬度下，金屬陶瓷的延展性比 WC-Co 硬質(zhì)合金低 25%。